[发明专利]一种单通道忆阻器及其制备方法

权利要求书

1.一种单通道忆阻器，其特征在于，包括基底、位于所述基底上的功能层、以及与所述功能层相连的两个电极；其中，所述功能层是由第一功能层(1)和第二功能层(2)堆叠形成的堆叠结构，且位于所述两个电极之间；

对于任意一个电极，该电极均与紧邻所述基底的第一功能层(1)或第二功能层(2)相接触，但不与所述基底相接触；所述电极是先在堆叠结构上刻蚀出电极孔后，再在电极孔内沉积电极材料得到的；

所述第一功能层(1)所采用的第一忆阻材料，与所述第二功能层(2)所采用的第二忆阻材料，均为内部无缺陷的晶体材料，两者存在晶格失配，且晶格失配度不低于5％；由此基于电压作用，在所述第一功能层(1)和所述第二功能层(2)的界面上将能够形成导电丝，且导电丝仅位于所述第一功能层(1)和所述第二功能层(2)的界面处，从而实现单通道忆阻功能；

其中，所述第一功能层(1)和所述第二功能层(2)所采用的忆阻材料为HfO₂、TiO₂、Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、Ta₂O₅中的两种不同的材料。

2.如权利要求1所述单通道忆阻器，其特征在于，所述第一功能层(1)和所述第二功能层(2)均是通过原子层沉积(ALD)工艺沉积形成的。

3.如权利要求1所述单通道忆阻器，其特征在于，所述功能层中，任意一个第一功能层(1)和任意一个第二功能层(2)的厚度均大于1nm。

4.如权利要求1所述单通道忆阻器，其特征在于，所述功能层中，所述第一功能层(1)和所述第二功能层(2)的总层数为2～11层。

5.如权利要求1所述单通道忆阻器，其特征在于，所述电极采用的电极材料为惰性电极材料，选自Pt、TiN、TaN、TiW、Au、W。

6.如权利要求1所述单通道忆阻器，其特征在于，所述两个电极在基底表面所在平面上的投影，两者相距1nm～500nm。

7.如权利要求1－6任意一项所述单通道忆阻器的制备方法，其特征在于，是先在基底上交替沉积第一忆阻材料和第二忆阻材料以形成第一功能层和第二功能层堆叠的堆叠功能层；接着，通过刻蚀工艺，在所述堆叠功能层上刻蚀出电极孔，该电极孔深达与基底紧邻的第一功能层或第二功能层，但未刻穿与基底紧邻的第一功能层或第二功能层；然后在所述电极孔内沉积电极材料，从而得到单通道忆阻器。