[发明专利]一种非晶钛酸锶薄膜器件及其制备方法

说明书

本发明提供了一种非晶钛酸锶薄膜器件的制备方法，包括：在基底表面旋涂底电极溶液后退火，形成底电极；在所述底电极表面旋涂钛酸锶溶液后进行烘烤，形成酸锶薄膜；将所述钛酸锶薄膜进行退火处理，形成非晶薄膜；在所述非晶薄膜表面进行电子束蒸发溅射形成顶电极，得到非晶钛酸锶薄膜器件。本发明提供的非晶钛酸锶薄膜器件的最大的创新点在器件的主体氧化物薄膜层为非晶薄膜，并且制备方法工艺简单，制备过程中对温度的要求较低，能够进行批量生产，而且制备得到的钛酸锶薄膜器件的稳定性好、耐疲劳能够循环使用，开关比大，400℃退火时开关比达到10³，应用领域广泛。

技术领域

本发明涉及功能薄膜器件技术领域，尤其涉及一种非晶钛酸锶薄膜器件及其制备方法。

背景技术

近几十年，电子计算机技术不断优化标志着现代信息技术的快速发展，不断的改变着人们的生活方式。存储器是信息技术不可或缺的载体，是集成电路领域最重要的技术之一。Flash存储器件的尺寸在65nm以下时，传统的多晶硅浮栅结构Flash存储器的擦写速度与可靠性的矛盾以及栅介质漏电等问题限制了该器件的进一步优化。2000年美国休斯顿大学的Liu等人发现Pr_0.7Ca_0.3MnO₃薄膜中的阻变现象，掀起阻变存储器研究热潮，由于阻变存储器的存储密度高，重复的次数多且能多值存储，使其成为现阶段前景可观的新一代存储器件。

在外加电场的作用下，阻变存储器的电阻值可以在高阻态和低阻态之间转换，高阻态时器件的存储状态为0，在低阻态时器件的存储状态为1。高、低阻态的比值称为开关比。阻变存储器通常是三明治结构，由上下两个电极和中间的阻变层组成。目前，研究并已报道的具有电阻转变特性的阻变层从材料角度上大体可分为以下三类：有机材料、固态电解液材料和氧化物材料。

有机阻变材料主要有PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PEDOT：PSS(3,4-乙撑二氧噻吩单体：聚苯乙烯磺酸盐)、PVK(聚乙烯咔唑)等，通常是一些小分子的有机物。固态电解液材料主要是指有Ag或者Cu的硫系化合物，其阻变机理是易氧化的金属电极的氧化还原反应和阳离子的迁移形成的导电细丝。氧化物的阻变材料又可以细分为多元氧化物和二元氧化物的阻变材料，主要包含SrTiO₃、SrZrO₃(锆酸锶)、SrRuO₃等多元氧化物和HfO₂(氧化铪)、TiO₂(氧化钛)、ZrO₂(氧化锆)等二元氧化物。

现有技术制备阻变存储类器件的原材料昂贵，制备要求温度高，工艺复杂且稳定性差易疲劳，难以进行大批量工业化生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种非晶钛酸锶薄膜器件及其制备方法，本发明提供的非晶钛酸锶薄膜器件具有明显的二极管阻变效应，而且制备工艺简单、周期较短，其阻变性能显著而且便于大规模生产。

本发明提供了一种非晶钛酸锶薄膜器件，包括：

基底；

设置在所述基底表面的底电极；

设置在所述底电极表面的非晶钛酸锶薄膜；

设置在所述非晶钛酸锶薄膜表面的顶电极。

在本发明中，所述基底优选为玻璃(Glass)、硅片(Si片)、LaNiO₃/Si、SrRuO₃/Si、LaRuO₃/Si、LaMnO₃/Si、SrMnO₃/Si、氧化镁(MgO)钛酸锶掺铌(SrTiO₃:Nb)或铂/钛/二氧化硅/硅(100)(Pt/Ti/SiO₂/Si(100))(商用基片)。在本发明中，所述玻璃优选为FTO导电玻璃(ITO/Glass)。