一种阻变存储元件及其制备方法

摘要

本发明公开了一种阻变存储元件，其异质结构层形式为Ag/a-IGZO/Pt或Ag/a-IGZO/Au，其中的a-IGZO层为非晶的IGZO阻变存储层，所述a-IGZO层中In、Ga、Zn原子的摩尔比为1∶1∶1。本发明还公开了所述阻变存储元件的制备方法，其通过将自制的IGZO陶瓷靶材采用射频磁控溅射的方法在Pt/Ti/SiO₂/Si基片或Au/Ti/SiO₂/Si基片上沉积形成a-IGZO层，然后进行高温退火处理，形成a-IGZO/Pt异质结构层或a-IGZO/Au异质结构层；然后将Ag上电极靶材采用直流磁控溅射的方法在a-IGZO层上沉积形成Ag上电极层，从而形成Ag/a-IGZO/Pt异质结构层或Ag/a-IGZO/Au异质结构层。本发明所制备的阻变存储元件性能稳定，具有较好的抗疲劳性以及保持特性。

主权项

一种阻变存储元件的制备方法，其特征是，它包括以下步骤：a）将Pt/Ti/SiO₂/Si基片或Au/Ti/SiO₂/Si基片依次置于丙酮和酒精中超声清洗，然后放入去离子水中超声清洗，用高纯氮气吹干后备用；将In₂O₃、Ga₂O₃、ZnO粉末以摩尔比1∶1∶2均匀混合后，经球磨、烧结，制成IGZO陶瓷靶材备用；b）在射频磁控溅射沉积制膜系统的生长室中，将所述Pt/Ti/SiO₂/Si基片或Au/Ti/SiO₂/Si基片安装在衬底台上，将所述IGZO陶瓷靶材安装在靶台上；将生长室抽真空至0.5~2.0×10‑4Pa，然后通入氩气与氧气的混合气体使生长室内的动态平衡气压为0.1~1.5Pa，在所述Pt/Ti/SiO2/Si基片的Pt膜或Au/Ti/SiO₂/Si基片的Au膜上沉积a‑IGZO阻变存储层，沉积厚度为30~2000nm，然后在氧气气氛下对所述a‑IGZO阻变存储层进行退火，退火温度为500~800℃，退火时间为30min，制得a‑IGZO/Pt异质结构层或a‑IGZO/Au异质结构层；c）在直流磁控溅射沉积制膜系统的生长室中，将上电极Ag靶材安装在生长室的靶台上，将所述a‑IGZO/Pt异质结构层或a‑IGZO/Au异质结构层安装在衬底台上，然后抽真空至0.5~2.0×10‑4Pa，然后通入氩气与氧气的混合气体使生长室内的动态平衡气压为1~5Pa，在所制得a‑IGZO/Pt异质结构层或a‑IGZO/Au异质结构层的a‑IGZO阻变存储层上沉积50~500nm厚的Ag上电极层，形成Ag/a‑IGZO/Pt异质结构层或Ag/a‑IGZO/Au异质结构层。