[发明专利]一种非晶薄膜器件及其制备方法和应用

说明书

本发明属于薄膜器件技术领域，尤其涉及一种非晶薄膜器件及其制备方法和应用。本发明非晶薄膜器件包括：基底、第一电极结构、非晶薄膜层和第二电极结构；第一电极结构设置于基底上；非晶薄膜层设置在第一电极结构背离基底的一侧；第二电极结构设置在非晶薄膜层背离第一电极结构的一侧，第一电极结构与第二电极结构相互接触连接；非晶薄膜层为SrFe_xTi_1‑xO₃非晶薄膜层，其中，x为0.05～0.5。本发明非晶薄膜器件采用SrFe_xTi_1‑xO₃非晶薄膜层，该器件具有明显的整流二极管的导电性，整流特性显著；该器件开关比大于10³，电流电压循环测试达到40次时，开关比几乎没有很大变化，具有非易失性存储性；该器件的电流随时间仅有微小的波动，具有良好的稳定性和耐疲劳性。

技术领域

本发明属于薄膜器件技术领域，尤其涉及一种非晶薄膜器件及其制备方法和应用。

背景技术

目前市场上的非易失性存储器以闪存(Flash)为主，但是随着科技的高速发展，各类新型电子产品层出不穷，电子产品对存储器的各项性能也有了更为严苛的要求和更多优化性能的需求，如读写速度快、存储密度高、功耗低、寿命长、厚度更薄和体积更小等。可现阶段的Flash存储器件的尺寸在65nm以下时，传统的多晶硅浮栅结构存在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存储器件的进一步优化。因此，开发一种新型的存储器件成为电子科技研究者新的动向。基于不同机制和材料，目前已有多种存储器件有极大可能可以取代Flash存储器件，如铁电存储器(Ferroelectric Random AccessMemory，FeRAM)、磁存储器(Magnetic Random Access Memory，MRAM)、相变存储器(PhaseChange Random Access Memory，PRAM)及阻变存储器(Resistive Random Access Memory，RRAM)。在这些存储器当中，RRAM因为其具备工艺简单、功耗低、存储密度高、尺寸小且与传统互补金属氧化物半导体工艺兼容性好等优势而被广泛研究。

RRAM是一种非易失性存储器，该器件是以薄膜材料的电阻可在高阻态(HRS)和低阻态(LRS)之间实现可逆转换为基本工作原理并作为记忆的方式，因此，器件的可操作电压越易获得、电阻值的改变倍率越大对RRAM的存储性能就越有易，这就对薄膜材料的可操作电压和电阻值改变倍率等性能有很大要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种非晶薄膜器件及其制备方法和应用，以满足阻变存储器对薄膜材料的可操作电压和电阻值改变倍率等性能的要求。

本发明的具体技术方案如下：

一种非晶薄膜器件，包括：基底、第一电极结构、非晶薄膜层和第二电极结构；

所述第一电极结构设置于所述基底上；

所述非晶薄膜层设置在所述第一电极结构背离所述基底的一侧；

所述第二电极结构设置在所述非晶薄膜层背离所述第一电极结构的一侧，所述第一电极结构与所述第二电极结构相互接触连接；

所述非晶薄膜层为SrFe_xTi_1-xO₃非晶薄膜层，其中，x为0.05～0.5。

优选的，所述非晶薄膜层为SrFe_0.1Ti_0.9O₃非晶薄膜层。

优选的，所述非晶薄膜层的厚度为150nm～300nm。

优选的，所述基底为玻璃基底、硅片基底、单晶钛酸锶基底、掺铌钛酸锶基底或铂/钛/氧化硅/硅(100)基底。