快速寻找最佳合金氧化物忆阻材料的方法技术

本发明专利技术揭示了一种快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法。本发明专利技术提供的快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法，通过在绝缘衬底上形成一层金属元素配比渐变的合金层，然后在该合金层上形成合金氧化物层，再以该合金氧化物层为功能层制作出多个忆阻器，然后测试寻找性能最好的忆阻器，从而快速确认最佳金属元素配比的合金氧化物忆阻材料，该方法相较于现有技术能够显著的提高效率，减少实验次数。减少实验次数。减少实验次数。

【技术实现步骤摘要】
快速寻找最佳合金氧化物忆阻材料的方法


[0001]本专利技术属于忆阻材料
，具体涉及一种快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法。

技术介绍

[0002]人工智能技术的快速发展对高能效处理数据提出更高要求，类脑芯片模拟人大脑具有杰出的能量效率获得广泛关注。忆阻器作为一种具有记忆功能的电阻，电阻具有可塑性，可以完美模拟生物突触，被认为是实现类脑芯片的最佳选择。忆阻器具有金属底电极/功能层/金属顶电极三明治结构，目前众多不同种类的材料被选用作功能层材料。金属氧化物被认为是比较有潜力的忆阻材料，在合金材料氧化物能够提高忆阻性能也被广泛研究。
[0003]为了寻找最佳的合金氧化物忆阻材料，通常需要做大量的实验，通过不断调节合金的成分形成不同的合金氧化物来制成忆阻器，然后测量忆阻器的性能，来寻找最佳的合金配比，但是这种方法效率低，费时费力
[0004]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种能够快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种能够快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法，以解决现有技术中的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]一种快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1：在绝缘衬底的一表面上形成一层沿预定方向厚度逐渐增大的第一金属层；
[0009]步骤2：在所述第一金属催化剂层的表面上形成一层沿所述预定方向厚度逐渐减小的第二金属层；
[0010]步骤3：退火处理，使第一金属层和第二金属层融合形成合金层，并使得在所述合金层中第一金属原子和第二金属原子的比值沿所述预定方向逐渐增大；
[0011]步骤4：氧化处理，在所述合金层的表面上形成合金氧化物层；
[0012]步骤5：沿所述预定方向上以不同位置处的合金氧化物层作为功能层来制作多个忆阻器；
[0013]步骤6：测试对比各个忆阻器的性能，根据性能最佳的忆阻器所对应的合金氧化物层中的金属元素配比来确定最佳金属元素配比的合金氧化物忆阻材料。
[0014]进一步地，所述第一金属和第二金属选自钨、钛、铪、铝、钽、镍中的任意两种。
[0015]进一步地，所述第一金属层和/或第二金属层通过磁控溅射的方式沉积形成。
[0016]进一步地，所述绝缘衬底为氧化硅片。
[0017]进一步地，所述步骤4中的氧化处理的具体方式为：
[0018]将所述合金层置于空气或氧气氛围下加热氧化。
[0019]进一步地，所述步骤5中制作忆阻器的具体方式为：
[0020]在所述合金氧化物层的上表面沿所述预定方向制作顶电极阵列，以形成多个沿所述预定方向阵列排布的忆阻器。
[0021]进一步地，所述顶电极包括电极层和形成于所述电极层一面上的联接层，所述顶电极通过所述联接层联接于所述合金氧化物层的上表面上。
[0022]进一步地，所述联接层的材质为钛氮，所述电极层的材质为钨、铝、金中的至少一种。
[0023]本专利技术有益效果：
[0024]本专利技术提供的快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法，通过在绝缘衬底上形成一层金属元素配比渐变的合金层，然后在该合金层上形成合金氧化物层，再以该合金氧化物层为功能层制作出多个忆阻器，然后测试寻找性能最好的忆阻器，从而快速确认最佳金属元素配比的合金氧化物忆阻材料，该方法相较于现有技术能够显著的提高效率，减少实验次数。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本申请一实施方式中形成第一金属层的示意图；
[0027]图2是本申请一实施方式中形成第二金属层的示意图；
[0028]图3是本申请一实施方式中形成合金层后的示意图；
[0029]图4是本申请一实施方式中形成合金氧化物层后的示意图；
[0030]图5是本申请一实施方式中形成忆阻器后的示意图。
[0031]附图标记说明：1
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绝缘衬底；2
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第一金属层；3
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第二金属层；4
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合金层；5
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合金氧化物层；6
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顶电极；61
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电极层；62
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联接层；7
‑
溅射枪。
具体实施方式
[0032]为了更充分理解本专利技术的
技术实现思路
，下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步介绍和说明。
[0033]需要说明的是，以下的说明中，表示量的“％”和“份”只要无特别说明，则为重量基准。除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。
[0034]还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素；术语“优选”指的是较优的选择方案，但不只限于所选方案。
[0035]请参照图1
‑
5所示，本专利技术提供了一种快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法，其包括以下步骤：
[0036]步骤1：在绝缘衬底1的一表面上形成一层沿预定方向厚度逐渐增大的第一金属层2；
[0037]步骤2：在所述第一金属催化剂层的表面上形成一层沿所述预定方向厚度逐渐减小的第二金属层3；
[0038]步骤3：退火处理，使第一金属层2和第二金属层3融合形成合金层4，并使得在所述合金层4中第一金属原子和第二金属原子的比值沿所述预定方向逐渐增大；
[0039]步骤4：氧化处理，在所述合金层4的表面上形成合金氧化物层5；
[0040]步骤5：沿所述预定方向上以不同位置处的合金氧化物层5作为功能层来制作多个忆阻器；
[0041]步骤6：测试对比各个忆阻器的性能，根据性能最佳的忆阻器所对应的合金氧化物层5中的金属元素配比来确定最佳金属元素配比的合金氧化物忆阻材料。
[0042]其中，第一金属和第二金属可以选自钨、钛、铪、铝、钽、镍中的任意两种。绝缘衬底1优选为氧化硅片。
[0043]在步骤1中，第一金属层2通过磁控溅射的方式沉积形成。具体的操作方式为：
[0044]请参照图1所示，将第一金属制成的靶材安装在磁控溅射设备的溅射枪7上，使溅射枪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在绝缘衬底的一表面上形成一层沿预定方向厚度逐渐增大的第一金属层；步骤2：在所述第一金属催化剂层的表面上形成一层沿所述预定方向厚度逐渐减小的第二金属层；步骤3：退火处理，使第一金属层和第二金属层融合形成合金层，并使得在所述合金层中第一金属原子和第二金属原子的比值沿所述预定方向逐渐增大；步骤4：氧化处理，在所述合金层的表面上形成合金氧化物层；步骤5：沿所述预定方向上以不同位置处的合金氧化物层作为功能层来制作多个忆阻器；步骤6：测试对比各个忆阻器的性能，根据性能最佳的忆阻器所对应的合金氧化物层中的金属元素配比来确定最佳金属元素配比的合金氧化物忆阻材料。2.根据权利要求1所述的快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法，其特征在于，所述第一金属和第二金属选自钨、钛、铪、铝、钽、镍中的任意两种。3.根据权利要求1所述的快速确定最佳合金氧化物忆阻材料的方法，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：程传同，李刘杰，陈弘达，黄北举，
申请(专利权)人：江苏集萃脑机融合智能技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：