[发明专利]一种低功耗阻变存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种低功耗阻变存储器，其特征在于：由下电极、阻变层和上电极组成并构成叠层结构，其中阻变层为氧化钒薄膜和二氧化硅薄膜叠层结构，各层的厚度分别为：下电极50-200 nm、氧化钒薄膜5-100nm、二氧化硅薄膜1-50nm、上电极50-200 nm。

2.根据权利要求1所低功耗阻变存储器，其特征在于：述所述上、下电极的材料为导电金属、金属合金和导电金属化合物，其中导电金属为Al、Ti、Ni、Cu、Ag、W、Au或Pt；金属合金为Pt/Ti、、Cu/Ti、Cu/Au、或Cu/Al且比例任意；导电金属化合物为TiN、TaN、ITO或AZO。

3.一种如权利要求1所述低功耗阻变存储器的制备方法，其特征在于：以硅片为衬底，利用热氧化的方法首先制备二氧化硅绝缘层，再在二氧化硅绝缘层上利用离子束溅射的方法制备Ti粘附层，然后在Ti粘附层上制备低功耗阻变存储器，步骤如下：

1）在Ti粘附层上采用磁控溅射工艺或电子束蒸发工艺制备下电极；

2）在下电极上采用直流溅射或射频溅射法沉积氧化钒薄膜，溅射工艺条件为：本底真空小于10^-4 Pa、衬底温度为18-400℃、工作压强0.1-2Pa、氧分压为5-30%、溅射功率为50-250W；

3）在氧化钒薄膜上采用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）制备二氧化硅薄膜，化学气相沉积工艺条件为：采用PECVD方法制备，本底真空小于10^-5Pa、工作压强为0.1-5Pa、射频功率为50-300W、反应气体为SiH₄ 和N₂O，SiH₄流量为50-600sccm、N₂O流量为20-50sccm；物理气相沉积工艺条件为：溅射方法为射频磁控溅射，以二氧化硅为靶材，本底真空小于10^-4 Pa、衬底温度为18-800℃、工作压强0.1-2Pa、溅射功率为50-250W；

4）在二氧化硅薄膜上采用直流磁控溅射工艺或电子束蒸发工艺制备上电极。

4.根据权利要求3所述低功耗阻变存储器的制备方法，其特征在于：所述制备下电极、上电极的工艺参数，磁控溅射工艺条件为：以金属靶为靶材，本底真空小于10^-4 Pa、衬底温度为18-800℃、工作压强0.1-2Pa、溅射功率为50-250W；电子束蒸发工艺条件为：本底真空小于10^-4 Pa，采用低熔点的金属作为蒸发源，加热方式为干锅加热或电子束加热。

5.根据权利要求3所述低功耗阻变存储器的制备方法，其特征在于：所述制备好上电极的器件通过PECVD的方法生长一层二氧化硅作为保护层，工艺参数为：本底真空小于10^-5Pa、工作压强为0.1-5Pa、射频功率为50-300W、反应气体为SiH₄ 和N₂O，SiH₄ 流量为50-600sccm、N₂O流量为20-50sccm。