[发明专利]非易失性α-Fe2

说明书

本发明提供一种非易失性α‑Fe₂O₃/TiO₂异质结忆阻器及其制备和多值存储调控方法，包括底电极，底电极上外延依次生长有TiO₂异质结阻变层和α‑Fe₂O₃异质结阻变层，α‑Fe₂O₃异质结阻变层表面沉积有上电极。本发明为低成本、高密度非易失性α‑Fe₂O₃/TiO₂异质结忆阻器，有高稳定性、高可靠性、高阻变开关比、以及非易失性的双极性阻变存储特性；采用简单、廉价、高效的水热制备方法，实现了α‑Fe₂O₃/TiO₂异质结的可控设计，为相关材料的开发应用提供了一种简单、高效的实现工艺。

技术领域

本发明属于微电子器件技术领域，具体涉及一种非易失性α-Fe₂O₃/TiO₂异质结忆阻器及其制备和多值存储调控方法。

背景技术

授权公告号CN 110137351 B公布了“一种氮掺杂二氧化钛阵列忆阻器及其制备方法”，其以尿素、铵盐为氮源，通过水热合成和真空蒸镀的方式制备了一种氮掺杂二氧化钛阵列忆阻器。该器件以FTO为衬底，氮掺杂金红石TiO₂为阻变层，上电极为金属电极，其中器件的阻变层中N与Ti的原子数量比为0.5％～15％。该技术的缺点：

1、器件的阻变层中N与Ti的原子数量比为0.5％～15％，其制备工艺相对复杂，不利于器件的成本控制和商业化应用。

2、器件的阻变开关比较低，只能达到一个数量级，可靠性较低。

3、器件没有实现异质结结构的设计以及高密度多值存储的调控。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种非易失性α-Fe₂O₃/TiO₂异质结忆阻器及其制备和多值存储调控方法，该器件由α-Fe₂O₃/TiO₂壳核结构n-n型异质结阻变层，底电极以及上电极构成。器件的阻变层采用简单、廉价、高效的水热法制备，而器件的上电极则通过磁控溅射镀膜技术设计。该器件的多值存储调控通过有序调制外加偏置电压，限制电流或者外加光场，磁场激励的方式实现。

具体发明目的如下：

1、设计一种非易失性α-Fe₂O₃/TiO₂壳核结构n-n型异质结忆阻器。

2、实现器件非易失性、高稳定性、高可靠性、高阻变开关比的设计。

3、实现器件高密度多值存储的可控设计。

具体的技术方案：

非易失性α-Fe₂O₃/TiO₂异质结忆阻器，包括底电极，底电极上外延依次生长有TiO₂阻变层和α-Fe₂O₃阻变层，α-Fe₂O₃阻变层表面沉积有上电极。器件的阻变层采用简单、廉价、高效的水热法制备，而器件的上电极则通过磁控溅射镀膜技术设计。该器件的多值存储调控通过有序调制外加偏置电压，限制电流或者外加光场，磁场激励的方式实现。

非易失性α-Fe₂O₃/TiO₂异质结忆阻器的制备方法，步骤如下：