[发明专利]一种基于MnZn共掺杂BiFeO

权利要求书

1.一种基于MnZn共掺杂BiFeO₃薄膜的阻变存储器，其特征在于，自下而上由下电极、阻变层和上电极依次叠加设置而成，阻变层为MnZn共掺杂BiFeO₃薄膜，掺杂形式为原子类型，在MnZn共掺杂BiFeO₃薄膜中，掺杂金属为Mn和Zn，掺杂金属Mn和Zn的摩尔数/(金属锰、锌和铁的摩尔数之和)为1—10％，掺杂金属Mn和Zn的摩尔比为(1—3)：(2—4)。

2.根据权利要求1所述的一种基于MnZn共掺杂BiFeO₃薄膜的阻变存储器，其特征在于，掺杂金属Mn和Zn的摩尔数/(金属锰、锌和铁的摩尔数之和)为1—5％。

3.根据权利要求1或者2所述的一种基于MnZn共掺杂BiFeO₃薄膜的阻变存储器，其特征在于，下电极厚度为50-200nm、阻变层厚度为1-100nm、上电极厚度为50-200nm。

4.根据权利要求3所述的一种基于MnZn共掺杂BiFeO₃薄膜的阻变存储器，其特征在于，下电极厚度为100-200nm、阻变层厚度为50-80nm、上电极厚度为100-200nm。

5.根据权利要求1或者2所述的一种基于MnZn共掺杂BiFeO₃薄膜的阻变存储器，其特征在于，下电极为导电金属、金属合金、导电金属化合物或其他导电材料中的一种，上电极为导电金属、金属合金、导电金属化合物或其他导电材料中的一种；导电金属为Ta、Cu、Ag、W、Ni、Al或Pt的一种；金属合金为Pt/Ti、Ti/Ta、Cu/Ti、Cu/Au、Cu/Al或Al/Zr合金的一种；导电金属化合物为TiN或ITO；其他导电材料如AZO、FTO、石墨烯或者纳米银线的一种。

6.一种基于MnZn共掺杂BiFeO₃薄膜的阻变存储器的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射方法进行制成，按照下述步骤进行制备：

步骤1，选择硅为衬底，利用磁控溅射法在硅衬底上设置二氧化钛层作为粘附层；

步骤2，利用磁控溅射法在硅衬底的粘附层上设置下电极，即将作为下电极的材料作为靶材料放在靶台上，对硅衬底进行磁控溅射；

步骤3，利用磁控溅射法在下电极上设置阻变层，即将作为阻变层的材料作为靶材料设置在靶台上，对下电极进行磁控溅射；

步骤4，利用磁控溅射法在阻变层上设置上电极，即将作为上电极的材料作为靶材料设置在靶台上，对阻变层进行磁控溅射。

7.根据权利要求6所述的一种基于MnZn共掺杂BiFeO₃薄膜的阻变存储器的制备方法，其特征在于，在步骤1中，使用超声仪进行硅衬底清洗，如将硅衬底置于超声仪中，依次用丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声15min；利用磁控溅射法在硅衬底上设置二氧化钛层时，磁控溅射真空度小于10^-4Pa、硅衬底温度为室温20—25摄氏度、工作压强为0.3～0.8Pa、溅射功率为50～100W；在步骤2中，磁控溅射真空度小于10^-4Pa、衬底温度为室温20—25摄氏度、工作压强为0.3～0.8Pa、溅射功率为50～100W，通入惰性保护气体流程为10—30sccm，时间为20—60min。

8.根据权利要求6所述的一种基于MnZn共掺杂BiFeO₃薄膜的阻变存储器的制备方法，其特征在于，在步骤3中，磁控溅射真空度小于10^-4Pa、衬底温度为室温、工作压强为0.3～0.8Pa、溅射功率为50～80W，通入惰性保护气体流程为10—30sccm，时间为20—60min；阻变层的材料为金属锰和锌共掺杂BiFeO₃，在MnZn共掺杂BiFeO₃薄膜中，掺杂金属为Mn和Zn，掺杂金属Mn和Zn的摩尔数/(金属锰、锌和铁的摩尔数之和)为1—10％，优选1—5％，掺杂金属Mn和Zn的摩尔比为(1—3)：(2—4)。