[发明专利]一种低功耗卟啉锌忆阻器及其制备方法

权利要求书

1.一种低功耗卟啉锌忆阻器，所述卟啉锌忆阻器从下至上依次包括底电极、有机阻变层、无机阻变层、顶电极，所述有机阻变层为小分子卟啉锌，所述底电极为氧化铟锡，所述顶电极为金属铝，其特征在于，所述无机阻变层为厚度6～10nm的非化学计量比氧化铝薄膜，所述非化学计量比氧化铝薄膜中氧原子和铝原子的数量比值即氧铝比为1.2～1.3；

所述无机阻变层由以下制备方法获得：

步骤S1：将已蒸镀有机阻变层的基片放置在热原子沉积薄膜制备系统的镀膜腔室中，所述镀膜腔室的温度设定范围在80℃-200℃；

步骤S2：将所述热原子沉积薄膜制备系统中三甲基铝前驱体源通过三甲基铝前驱体原子层沉积阀引入步骤S1中将已蒸镀有机阻变层的基片表面，得到沉积三甲基铝前驱体；

步骤S3：使用惰性气体氮气对步骤S2中所述沉积的三甲基铝前驱体表面进行清洗，清洗时间为20～60S；

步骤S4：将去离子水前驱体通过去离子水前驱体原子层沉积阀引入所述步骤S3中已清洗的沉积三甲基铝前驱体上，即可得到厚度0.1nm左右的初步形成的非化学计量比氧化铝薄膜；

步骤S5：使用惰性气体氮气对步骤S4中所述的0.1nm的初步形成的非化学计量比氧化铝薄膜进行清洗，清洗时间为20～60S；

步骤S6：重复步骤S2-S5，直到获得6～10nm的非化学计量比氧化铝薄膜，即所述无机阻变层。

2.一种低功耗卟啉锌忆阻器的制备方法，首先于底电极上制备有机阻变层，随后在所述有机阻变层上制备如权利要求1中所述的无机阻变层，最终在无机阻变层上制备顶电极。

3.根据权利要求2所述的一种低功耗卟啉锌忆阻器的制备方法，其特征在于，所述有机阻变层采用真空蒸镀成膜法成膜，真空度控制在5×10^-4pa，蒸镀速率在采用石英晶振控制厚度在15-25nm。

4.根据权利要求2所述的一种低功耗卟啉锌忆阻器的制备方法，其特征在于，所述顶电极的制备方法为采用热真空蒸镀制备，真空度控制在5×10^-4pa，蒸镀速率在采用石英晶振控制厚度在90-110nm。

5.根据权利要求2所述的一种低功耗卟啉锌忆阻器的制备方法，其特征在于，步骤S6中，所述6～10nm的非化学计量比氧化铝薄膜的厚度是通过台阶仪进行确定。

6.根据权利要求2所述的一种低功耗卟啉锌忆阻器的制备方法，其特征在于，所述镀膜腔室的温度设定为150℃。

7.根据权利要求2所述的一种低功耗卟啉锌忆阻器的制备方法，其特征在于，所述热原子沉积设备中镀膜腔室和真空管路的工艺压力5mTorr-10mTorr。

8.根据权利要求2所述的一种低功耗卟啉锌忆阻器的制备方法，其特征在于，所述三甲基铝前驱体引入前的保存温度为20℃-30℃，载气量为10sccm-100sccm，所述去离子水前驱体引入前的保存温度为20℃-30℃，载气量为10sccm-100sccm。

9.根据权利要求2所述的一种低功耗卟啉锌忆阻器的制备方法，其特征在于，所述三甲基铝前驱体原子层沉积阀、所述去离子水前驱体原子层沉积阀以及所述热原子沉积设备中载气管路的温度为80℃-120℃。

10.根据权利要求2所述的一种低功耗卟啉锌忆阻器的制备方法，其特征在于，所述三甲基铝前驱体原子层沉积阀开启的时长为15ms-20ms，所述去离子水前驱体原子层沉积阀开启的时长为15ms-20ms。