掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112382723A(43)申请公布日2021.02.19(21)申请号202011267838.9(22)申请日2020.11.13(71)申请人西交利物浦大学地址215123江苏省苏州市工业园区独墅湖高等教育区仁爱路111号(72)发明人沈棕杰赵春赵策州杨莉(74)专利代理机构苏州谨和知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32295代理人叶栋(51)Int.Cl.H01L45/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器及其制备方法(57)摘要本申请涉及一种掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器及其制备方法，该阻变式随机存取存储器包括由上至下设置的顶电极层，阻变氧化层和基底；所述阻变氧化层为掺杂二硫化钼粉末的氧化石墨烯层，所述基底包括上下层叠设置的底电极层和绝缘层。该掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器及其制备方法实现了低成本的RRAM制备，能满足大批量低成本的工业化生产需求。CN112382723ACN112382723A权利要求书1/1页1.一种掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器，其特征在于，包括由上至下设置的顶电极层，阻变氧化层和基底；所述阻变氧化层为掺杂二硫化钼粉末的氧化石墨烯层，所述基底包括上下层叠设置的底电极层和绝缘层。2.如权利要求1所述的掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器，其特征在于，所述顶电极在远离阻变氧化层的表面设有保护层，所述保护层为金属铝薄膜层或金属钨薄膜层中的任意一种。3.如权利要求1所述的掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器，其特征在于，所述顶电极层包括若干个设置在阻变氧化层上的顶电极，所述顶电极为圆柱形金属银薄膜层或金属镍薄膜层或氮化钛薄膜层，厚度为20～60nm。4.如权利要求1所述的掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器，其特征在于，所述底电极层为金属铂薄膜层或氧化铟锡薄膜层，厚度为50～150nm。5.如权利要求1所述的掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器，其特征在于，所述绝缘层采用层叠设置的三层结构，包括由上至下设置的钛薄膜层、二氧化硅薄膜层和硅薄膜层叠层。6.如权利要求1所述的掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器，其特征在于，所述绝缘层采用层叠设置的三层结构，包括由上至下设置的钛薄膜层、二氧化硅薄膜层和透明玻璃层叠层。7.根据权利要求1至6中任一项所述的掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、提供基底，对所述基底进行预处理；S2、在所述基底上制备阻变氧化层，所述阻变氧化层为掺杂二硫化钼粉末的氧化石墨烯层；S3、在所述阻变氧化层上制备顶电极层；S4、在所述顶电极层的上表面制备保护层。8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，S2具体步骤如下：取氧化石墨烯粉末，配置成氧化石墨烯前驱体溶液，将MoS2粉末和氧化石墨烯前驱体溶液进行掺杂得到MoS2掺杂氧化石墨烯前驱体溶液，将静置后的MoS2掺杂氧化石墨烯前驱体溶液滴加在所述基底上，进行旋涂，并退火至溶液凝固成膜，制得掺杂二硫化钼粉末的氧化石墨烯层。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述MoS2掺杂氧化石墨烯前驱体溶液在20℃-30℃环境下进行配置，匀速搅拌至澄清，搅拌完毕后需在室温环境下静置5～10min，其中，氧化石墨烯的纯度为99.99％。10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述顶电极层和保护层采用蒸发镀膜法制备。2CN112382723A说明书1/4页掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器及其制备方法，属于微电子技术领域。背景技术[0002]作为最具有潜力的非易失性存储器之一的阻变式随机存取存储器(RRAM)，因其优异的性能已经收到越来越广泛的关注于研究。利用金属氧化物作为阻变层的RRAM通过施加电压对器件的影响，从而是的存储器在高低组态之间来回变化，实现数据的擦写和电流通道的阻断的操作，其低压、告诉、低功耗的特点使得RRAM器件极具研究价值。[0003]传统的阻变金属氧化层薄膜可以通过溅射、化学气相淀积(CVD)、原子层淀积(ALD)等方法实现，但上述方法受限于设备或者环境影响，生产成本高，无法满足大批量低成本的工业化生产需求。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器及其制备方法，实现了低成本的RRAM制备，能满足大批量低成本的工业化生产需求。[0005]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种掺杂二维材料的阻变式随机存取存储器，包括由上至下设置的顶电极层，阻变氧化层和基底；所述阻变氧化层为掺杂二硫化钼粉末的氧化石墨烯层，所述基底