[发明专利]一种自整流忆阻器阵列及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种自整流忆阻器阵列，其特征在于：包括垂直堆叠于衬底上的第一电极层阵列，所述第一电极层阵列中每个第一电极层上设置有绝缘层；所述第一电极层阵列中每列的中间开设有沟槽，所述沟槽两侧设置有绝缘层；所述第一电极层阵列中每列的外围由内至外依次设置低k介质层、高k介质层和第二电极层。

2.根据权利要求1所述的自整流忆阻器阵列，其特征在于：所述第二电极层的数量为多个且沿垂直于所述第一电极层阵列的方向间隔设置。

3.根据权利要求1所述的自整流忆阻器阵列，其特征在于：所述第一电极层的材料为功函数小于或等于4.5eV的金属单质和导电金属化合物中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的自整流忆阻器阵列，其特征在于：所述第二电极层的材料为功函数大于4.5eV的金属单质、Si单质、掺杂Si的金属单质和导电金属化合物中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的自整流忆阻器阵列，其特征在于：所述低k介质层的材料为TaO_x、TiO_x、HfO_x、NbO_x、ZrO_x、WO_x、YO_x、ZnO_x、CuO、TbO_x、VO_x、YbO_x、SiO_x、AlN、SiN_x、LiFeO_x和LiTaO_x中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的自整流忆阻器阵列，其特征在于：所述高k介质层的材料为具有完全化学计量比或者接近完全化学计量比的最高价态的金属氧化物。

7.根据权利要求6所述的自整流忆阻器阵列，其特征在于：所述高k介质层的材料为HfO₂、Al₂O₃、Ta₂O₅、YO₃、ZnO、NbO₂、ZrO₂和SiO₂中的一种或多种。

8.一种根据权利要求1-7任一所述的自整流忆阻器阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在衬底上利用预设的掩膜版光刻出第一层第一电极层的图形，制备第一层第一电极层，然后在生长有第一电极层的衬底上制备第一层绝缘层；

S2、反复交替生长第一电极层和绝缘层，直至达到预定层数；

S3、利用预设的掩膜版光刻出第一电极层阵列中相邻两列之间间隔部分的图形，进行刻蚀，去胶后得到底片；

S4、在底片上依次生长低k介质层和高k介质层；

S5、利用预设的掩膜版光刻出第二电极层的图形，制备第二电极层；

S6、将第一电极层阵列中的每列刻蚀成阶梯状，使得每个第一电极层暴露出来，得到自整流忆阻器阵列。

9.根据权利要求8所述的自整流忆阻器阵列的制备方法，其特征在于：所述第一电极层和第二电极层通过溅射、电子束蒸发、化学气相沉积、脉冲激光沉积或原子层沉积法制备；所述高k介质层和低k介质层通过溅射、化学气相沉积、脉冲激光沉积、原子层沉积或热氧化法制备。

10.一种电子装置，其特征在于：包括权利要求1-7任一所述的自整流忆阻器阵列及外围电路。