[发明专利]一种基于锂镍氧化物材料的选通管及其制作方法

说明书

本发明提供了一种基于锂镍氧化物材料的选通管及其制作方法，该选通管包括底层电极；中间层材料，位于所属底电极一侧表面；顶层电极，位于所述选通管材料层远离所述底层电极一侧表面。其中，所述底层电极的材料为泡沫镍(Ni form)、泡沫铜、金属镍片、金属铜片、金属镍薄膜和金属铜薄膜的一种；所述中间层材料为锂镍氧化物Li_xNiO_2‑δ(0＜x≤1)；所述顶层电极为金属铂、金属金的一种。本发明的一种基于锂镍氧化物材料的选通管，具有Forming‑free的特性，不需要Forming过程就可以直接表现出双向阈值转变的性能，且有稳定的阈值电压和保持电压，将其作为整流器件,可有效抑制RRAM存储器阵列中的串扰电流。本发明选通管具有结构简单、工艺简单、价格低廉等的特点。

技术领域

本发明属于半导体器件及集成电路领域，具体涉及一种基于锂镍氧化物材料的新型选通管及其制备方法。

背景技术

随着云计算、人工智能等科学技术的不断发展,应用数据呈现爆发式增长,人们对于信息存储能力的需求日益提高。为了克服传统闪存由物理极限带来的超高密度集成技术的瓶颈,经过多年的研究，目前已研制出多种新型非易失性存储技术，如相变存储器、磁存储器、铁电存储器以及阻变存储器等。其中，阻变存储器(resistive random accessmemory,RRAM)由于性能优异、结构简单、与CMOS兼容等特点成为最有潜力的下一代非易失性存储器之一。

作为高密度存储的首选方案,存储器以十字交叉阵列结构的堆叠方式可实现理论上的最高的集成密度。但是,该结构存在严重的串扰问题,是高密度集成面临的最为严峻的问题之一，影响器件性能并造成信息误读。因此,为了解决该问题,人们提出了选通管-存储器(one-selector one-resistor,1S-1R)结构,利用选通管的阈值转变特性,将其作为整流器件,有效抑制串扰电流,实现大规模阵列的集成。

选通管与阻变存储器结构类似，一般采用三明治结构，在电极之间制备转换层，实现阈值转变特性。目前，一种基于Mott绝缘体材料(如VO₂、NbO₂等)的新型选通管逐渐成为存储行业关注的热点。过渡金属氧化物如氧化铌作为一种选通器件被广泛应用于阻变存储器中，因为氧化铌选通管具有较高的非线性值和开态电流密度，可以抑制RRAM存储器阵列中的串扰电流，从而克服串扰问题。而氧化铌选通管的开关比是有限的，目前的研究中主要通过加入新的介质层，如ZrO₂、MgO，来提高器件性能。但是，由此导致器件的结构复杂化、制作工艺难度加大，同时选通管性能受限。因此，开发新型的选通性能高、制作工艺简单的新型选通管具有重要的研究和应用价值。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种基于锂镍氧化物材料的选通管及其制备方法。该选通管器件具有结构简单、工艺简单、成本低廉的优点。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

1)一种基于锂镍氧化物材料的选通管，包括依次紧密接触的底层电极(1)，中间层材料(2)，顶层电极(3)；

所述的底层电极(1)的材料为泡沫镍、泡沫铜、金属镍片、金属铜、金属镍薄膜和金属铜薄膜的一种；

所述的中间层材料(2)为锂镍氧化物Li_xNiO_2-δ(0＜x≤1)材料；

所述的顶层电极(3)的材料为金属铂、金属金的一种。

2)一种基于锂镍氧化物材料的新型选通管的制备方法，其特征在于具体制作步骤如下：

(a)将底层电极清洗干净并干燥；