[发明专利]阻变存储器及其制备方法

说明书

一种阻变存储器以及其制备方法，其中阻变存储器包括：下电极；含下电极金属的氧化物层，位于下电极之上；电阻转变层，位于含下电极金属的氧化物层之上，其中，所述电阻转变层材料为含氮的钽氧化物；插层，位于电阻转变层之上，其中所述插层材料为金属或半导体；上电极，位于插层之上。本发明阻变存储器通过设置含氮的钽氧化物电阻转变层，其与Ta₂O₅相比，具有较低的激活电压，高开关比的特点，还可以增加氧空位数量对器件电阻的调控能力。

技术领域

本发明涉及存储器领域，进一步的涉及一种阻变存储器，还涉及一种阻变存储器的制备方法。

背景技术

阻变存储器(RRAM)是一种新型的不挥发存储器技术，存储单元结构简单、工作速度快、功耗低且信息保持稳定，在嵌入式应用和独立式应用里具有广泛的用途。RRAM利用材料电阻率的可逆转换实现二进制信息的存储。但目前主要在可靠性上还存在若干问题，如保持特性、良率还需进一步提高，而激活电压需要进一步降低。

现有技术中，TaOx基类阻变存储器，其编程过程类似于介质的击穿，在Ta₂O₅薄膜内部产生氧空位链(即导电通道)，但是该技术存在激活电压高以及开关比较低的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种阻变式存储器，以解决以上所述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一方面，提供一种阻变存储器，包括：

下电极；

含下电极金属的氧化物层，位于下电极之上；

电阻转变层，位于含下电极金属的氧化物层之上，其中，所述电阻转变层材料为含氮的钽氧化物；

插层，位于电阻转变层之上，其中所述插层材料为金属或半导体；

上电极，位于插层之上。

进一步的，所述下电极材料为钨，含下电极金属的氧化物层材料为WO_x，x介于1和3之间。

进一步的，所述含下电极金属的氧化物层厚度介于1nm和30nm之间。

进一步的，所述含氮的钽氧化物中氮的原子含量介于0.05％和30％之间。

进一步的，所述电阻转变层厚度介于1nm和20nm之间。

进一步的，所述插层材料为插层材料为以下的一种类型：

Ta，TaN，Ti，TiN，Ru或Ir；Ta，TaN，Ti，TiN，Ru和Ir中两种或两种以上金属；含Ta，TaN，Ti，TiN，Ru或Ir的金属氧化物；Ta，TaN，Ti，TiN，Ru和Ir中两种或两种以上金属的氧化物；非晶硅；非晶碳；或者石墨烯。

根据本发明的另一方面，提供一种阻变存储器的制备方法，包括：形成下电极；

在下电极之上形成含下电极金属的氧化物层；

含下电极金属的氧化物层之上形成电阻转变层，其中，所述电阻转变层材料为含氮的钽氧化物；

在电阻转变层之上形成插层，其中所述插层材料为金属或半导体；

在插层之上形成上电极。

进一步的，通过溅射或者热氧化方式形成所述含下电极金属的氧化物层。