[发明专利]一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器

权利要求书

1.一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，其特征在于：包括自下而上依次设置为衬底、底电极、第一功能层、第二功能层和顶电极；

所述第一功能层和第二功能层为纳米堆叠结构薄膜材料，其中，第一功能层的材料采用HfO_y薄膜，第二功能层的材料采用Cu掺杂的TiO_x薄膜，其中，0x2，0y2；

所述衬底为抛光玻璃，底电极为Au/Ti复合电极，顶电极为Au电极；

其制备方法包括以下步骤：

(1)清洗衬底：将抛光玻璃使用无水酒精擦拭后烘干备用；

(2)打磨靶材：依次使用粗砂纸和细砂纸打磨Ti靶材、Cu靶材、HfO_y 靶材和TiO_x 靶材，再用无尘布擦拭其表面；

(3)制备Au薄膜：使用离子镀膜仪，以Au靶材作为溅射源，调节离子镀膜仪的电流维持在6.5mA～8.5mA，溅射得到厚度10nm～50nm的Au薄膜；

(4)制备底电极：采用直流溅射法，以Ti靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为6.5cm～12.5cm，将溅射室真空度抽至3×10^-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率80w～100w，溅射时间5min～12min，在Au薄膜之上沉积得到厚度为40nm～150nm的Ti薄膜，形成Au/Ti复合电极；

(5)制备第一功能层：采用射频溅射法，以HfO_y 靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为8cm～15cm，将溅射室真空度抽至3×10^-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率90w～125w，溅射时间5min～15min，在底电极之上沉积HfO_y 薄膜，形成第一功能层；

(6)制备TiO_x 薄膜：采用射频溅射法，以TiO_x 靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为8cm～15cm，将溅射室真空度抽至3×10^-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率80w～125w，溅射时间5min～15min，在第一功能层HfO_y 薄膜表面沉积TiO_x 薄膜；

(7)制备第二功能层：采用射频溅射法，以Cu靶材作为溅射源，设置靶材到衬底的距离为8cm～15cm，将溅射室真空度抽至3×10^-3Pa，通入纯度为99.999%的Ar作为工作气体，调节直流功率25w～55w，在TiO_x 薄膜内掺入Cu，溅射时间为85s，形成第二功能层Cu掺杂的TiO_x薄膜；

(8)退火处理：制备完成第二功能层结束后，冷却1小时；

(9)制备顶电极：使用离子镀膜仪，以金靶材作为溅射源，调节离子镀膜仪的电流维持在4.5mA～8.5mA，溅射时间为20s～120s，在Cu掺杂的TiO_x 薄膜之上沉积Au薄膜，形成顶电极；

所述第一功能层的厚度为100nm～600nm，所述第二功能层的厚度为200nm～700nm。

2.根据权利要求1所述的一种铜掺杂的金属氧化物双功能层忆阻器，其特征在于：所述底电极的厚度为50nm～200nm, 所述顶电极的厚度为10nm～300nm。