一种阻变存储器及采用其实现多值存储的方法技术

本发明专利技术涉及一种阻变存储器及采用其实现多值存储的方法，所述阻变存储器包括：一基片；一第一端电极，设置于基片上；一经等离子处理过的阻变存储介质，设置于第一端电极的右侧或上方；一第二端电极，设置于阻变存储介质的右侧。采用所述阻变存储器实现多值存储的方法为：采用限制流经阻变存储介质电流的方式，对阻变存储介质的阻态进行调整。通过不同限制电流获得阻变存储介质的不同阻态，从而重复、稳定地实现多值存储。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，所述阻变存储器包括：一基片；一第一端电极，设置于基片上；一经等离子处理过的阻变存储介质，设置于第一端电极的右侧或上方；一第二端电极，设置于阻变存储介质的右侧。采用所述阻变存储器实现多值存储的方法为：采用限制流经阻变存储介质电流的方式，对阻变存储介质的阻态进行调整。通过不同限制电流获得阻变存储介质的不同阻态，从而重复、稳定地实现多值存储。【专利说明】-种阻变存储器及采用其实现多值存储的方法
本专利技术属于半导体存储器
，特别涉及一种阻变存储器及采用其实现多值 存储的方法。
技术介绍
阻变存储器（RRAM)通常由简单三明治结构（电极/存储介质/电极)构成，通过施 加电信号，改变存储材料的电阻状态，从而实现双稳态的存储功能(高阻代表" 1"，低阻代表 "〇")。信息时代对数据量有很强的需求，因此，如何获得更高存储密度是人们不断追求的目 标。其中一个可行的方案就是多值存储，即，在一个存储单元中尽可能多地存储数据。单位 面积的存储量也将因此提高。一般的多值存储需要在高低阻态间寻找到若干个稳定、可重 复的中间电阻态，从而满足数字电路对存储状态数的要求（2 n个阻态，其中η是大于1的整 数)。然而，这些中间电阻态的重复性和稳定性往往不易控制，这也大大阻碍了多值存储的 产业化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以重复、稳定地实现多值存储的阻变存储器及采用 其实现多值存储的方法。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种阻变存储器，包括： 一基片； 一第一端电极，设置于所述基片上； 一经等离子处理过的阻变存储介质，设置于所述第一端电极的右侧或上方； 一第二端电极，若所述阻变存储介质设置于所述第一端电极的右侧，则所述第二端电 极设置于所述阻变存储介质的右侧，若所述阻变存储介质设置于所述第一端电极的上方， 则所述第二端电极设置于所述阻变存储介质的上方。 在本专利技术一实施例中，所述第一端电极和第二端电极的材质为导电金属、金属合 金、导电金属化合物或半导体，所述阻变存储介质的材质为半导体或绝缘体。 在本专利技术一实施例中，所述导电金属为Ta、Cu、Pt、Au、W、Ni或Ag ;所述金属合金 为 Pt/Ti、Ti/Ta、Cu/Ti、Cu/Au、Cu/Al、Ti/W 或 Al/Zr ;所述导电金属化合物为 TiN、TiW、 TaN或WSi;所述半导体为Si、Ge、Zn0、IT0、GZ0、AZ0、FT0、Cu0、Cu 20或Ni0;所述绝缘体为 Hf02、Al203、Ti02、Mg0 或 Si02。 在本专利技术一实施例中，所述阻变存储器的制备方法包括以下步骤： A1)在基片上通过磁控溅射、PECVD、MOCVD、ALD、MBE、PLD或蒸发的方法制作第一端电 极； A 2)在所述第一端电极的右侧或上方设置经等离子处理过的阻变存储介质，并与所述 第一端电极形成良好电接触； A 3)在所述阻变存储介质的右侧或上方通过磁控溅射、PECVD、MOCVD、ALD、MBE、PLD* 蒸发的方法制作第二端电极，并与所述阻变存储介质形成良好电接触。 在本专利技术一实施例中，所述阻变存储介质的制备方法为：通过CVD法生长纳米线 或通过光刻/曝光法图形化加工形成线状阻变存储介质。 在本专利技术一实施例中，所述阻变存储介质的制备方法为：通过磁控溅射、PECVD、 MOCVD、ALD、MBE、PLD或蒸发的方法形成薄膜状阻变存储介质。 在本专利技术一实施例中，对所述阻变存储介质的等离子处理包括以下步骤： B1)将所述阻变存储介质放置于真空腔室中，并抽真空； B2)在所述真空腔室中通入Ar、N2、02、NH3、H2、CHF 3、CF4、SF6气体中的一种或几种，并保 持腔室气压为f l〇〇〇Pa ; B3)施加1(T300W功率于腔室内的气体，使其成为等离子，并保持等离子对阻变存储介 质作用l〇?3600s。 toon] 本专利技术还提供一种采用上述阻变存储器实现多值存储的方法，采用限制流经阻变 存储介质电流的方式，对阻变存储介质的阻态进行调整，通过不同限制电流获得阻变存储 介质的不同阻态，从而实现多值存储。 在本专利技术一实施例中，实现阻变存储器η个阻态的方法为： C1)在处于第1阻态Ri的阻变存储器两端施加电压，并限制流经阻变存储器的最大电 流为L，阻变存储器获得第2阻态R2，其中IPO, R2〈Ri ; C2)在处于第i阻态氏的阻变存储器两端施加电压，并限制流经阻变存储器的最大电 流为Ii，阻变存储器获得第i+Ι阻态Ri+1，其中ipig，Ri+1〈Ri ;i为整数，2彡i彡η-1，η为 不小于2的整数。 在本专利技术一实施例中，实现阻变存储器的4个阻态，包括以下步骤： D1)在处于第1阻态&的阻变存储器两端施加电压，并限制流经阻变存储器的最大电 流为L，阻变存储器获得第2阻态R2，其中IPO, R2〈Ri ; D2)在处于第2阻态R2的阻变存储器两端施加电压，并限制流经阻变存储器的最大电 流为12，阻变存储器获得第3阻态R3，其中I2> Ip R3〈R2 ; D3)在处于第3阻态R3的阻变存储器两端施加电压，并限制流经阻变存储器的最大电 流为13，阻变存储器获得第4阻态R4，其中13> 12, R4〈R3 ; 从而实现在一个阻变存储器中保存4个状态，即2比特的多值存储功能。 本专利技术的有益效果是提供了，该方 法基于经等离子处理过的阻变存储介质，采用限制流经阻变存储介质电流的方式，对阻变 存储介质的阻态进行调整，通过不同限制电流获得阻变存储介质的不同阻态，从而稳定地 实现多值存储功能，具有很强的实用性和广阔的应用前景。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术中阻变存储器的结构示意图。 图2为本专利技术中作为阻变存储介质的氧化锌纳米线（Ar等离子处理和未处理样 品）的HRTEM影像图。 图3为本专利技术中作为阻变存储介质的氧化锌纳米线（Ar等离子处理和未处理样 品）的PL谱图。 图4为本专利技术中经Ar等离子处理氧化锌纳米线的阻变循环擦写特性图。 图5为本专利技术中未经等离子处理氧化锌纳米线的阻变循环擦写特性图。 图示说明：01_基片，02-第一端电极，03-阻变存储介质，04-第二端电极。 【具体实施方式】 本专利技术提供优选实施例，只用于对本专利技术做进一步的说明，不应该被认为仅限于 在此阐述的实施例，也不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上 述
技术实现思路
对本专利技术做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。下述优 选实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特 殊说明，均可从商业途径获得。在图示中，基片、第一端电极、阻变存储介质、第二端电极等 结构为理想化模型，不应该被认为严格规定其参数、几何尺寸。在此，参考图是本专利技术理想 化实施例的示意图，本专利技术所示的实施例不应该被认为仅限于图中所示区域的特定形状， 而是包括能够实现相同功能的其他形状。 如图1所示，本专利技术提供一种阻变存储器，包括： 一基片〇1 ; 一第一端电极(左电极或下电极）02,设置于所述基片01上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻变存储器，其特征在于，包括：一基片；一第一端电极，设置于所述基片上；一经等离子处理过的阻变存储介质，设置于所述第一端电极的右侧或上方；一第二端电极，若所述阻变存储介质设置于所述第一端电极的右侧，则所述第二端电极设置于所述阻变存储介质的右侧，若所述阻变存储介质设置于所述第一端电极的上方，则所述第二端电极设置于所述阻变存储介质的上方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖云锋，辛璞聪，程树英，林培杰，俞金玲，周海芳，郑巧，章杰，张红，贾宏杰，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35