[发明专利]阻变存储器的制备方法

说明书

本发明公开了一种阻变存储器的制备方法，包括：提供衬底；在所述衬底的上表面沉积第一金属层；在所述第一金属层的上表面沉积阻变功能层；在所述阻变功能层的上表面沉积具有低迁移率的材料层；在所述具有低迁移率的材料层上制备一个以上通孔；在所述具有低迁移率的材料层的上表面沉积第二金属层。本发明提供的阻变存储器的制备方法，制备出的阻变存储器可以控制导电细丝的大小。由于导电细丝的生长方位、数量以及大小均可以控制，因而能够降低导电细丝生长的随机性，减小所述阻变存储器的电流波动性，从而减小所述阻变存储器的参数波动，提高所述阻变存储器的可靠性。

技术领域

本发明涉及存储器技术领域，具体涉及一种阻变存储器的制备方法。

背景技术

阻变存储器(RRAM，Resistive Random Access Memory)作为一种新型非挥发性存储器，其具有结构简单、工作速度快、功耗低以及信息保持稳定等优点，是下一代非挥发性存储器的有力竞争者之一。图1是现有的一种阻变存储器的结构示意图，所述阻变存储器包括由下而上依次层叠设置的第一金属层101、阻变功能层102以及第二金属层103，所述阻变存储器的工作原理为：在正向电场作用下，作为上电极的第二金属层103的阳极易氧化金属被氧化成金属离子，所述金属离子通过所述阻变功能层102向作为下电极的第一金属层101移动，并在下电极处被还原成金属，最终形成连通上电极和下电极的细丝状金属导电桥，使所述阻变存储器处于低阻状态；在反向电场作用下，所述金属导电桥断开，使所述阻变存储器恢复到高阻状态。需要说明的是，这两种电阻状态可以在外加电场的作用下相互转换。

然而，所述阻变存储器中导电细丝的生长和断裂存在着波动性，例如，导电细丝生长过程中细丝的大小和方位，导电细丝断裂过程中细丝断裂程度等都是随机的，这种随机性将引起所述阻变存储器的参数波动，降低所述阻变存储器的可靠性，阻碍所述阻变存储器大规模集成和实际应用。

发明内容

本发明所要解决的是阻变存储器的参数波动性大的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种阻变存储器的制备方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底的上表面沉积第一金属层；

在所述第一金属层的上表面沉积阻变功能层；

在所述阻变功能层的上表面沉积具有低迁移率的材料层；

在所述具有低迁移率的材料层上制备一个以上通孔；

在所述具有低迁移率的材料层的上表面沉积第二金属层。

可选的，所述在所述衬底的上表面沉积第一金属层包括：

通过磁控溅射、离子束溅射或者电子束蒸发在所述衬底的上表面沉积所述第一金属层。

可选的，所述第一金属层为铂材料层或者金材料层，所述第一金属层的厚度为50纳米至100纳米。

可选的，所述在所述第一金属层的上表面沉积阻变功能层包括：

通过原子层沉积法、磁控溅射或者离子束溅射在所述第一金属层的上表面沉积所述阻变功能层。

可选的，所述阻变功能层为氧化钽材料层、二氧化铪材料层、二氧化钛材料层、氧化镍材料层或者二氧化锆材料层，所述阻变功能层的厚度为5纳米至20纳米。

可选的，所述在所述阻变功能层的上表面沉积具有低迁移率的材料层包括：

通过原子层沉积法、磁控溅射或者离子束溅射在所述阻变功能层的上表面沉积所述具有低迁移率的材料层。

可选的，所述具有低迁移率的材料层为氮化硼材料层、有机半导体材料层或者氮化硅材料层，所述具有低迁移率的材料层的厚度为5纳米至10纳米。