【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体(semiconductor)和cmos混合集成电路，具体涉及一种兼容现有cmos工艺的氧化物忆阻器制备技术。
技术介绍
1、近年来，随着摩尔定律和唐纳德缩放定律的逐渐延缓，传统的基于互补金属氧化物半导体(cmos)技术的存储器件在操作电压、功耗、可靠性、集成工艺、电路设计等方面都遇到了瓶颈，同时cmos器件的可缩小能力也逐渐接近物理极限，难以满足日益增长的存储和计算需求。为了应对这些问题，新型半导体器件如阻变存储器(rram)、相变存储器(pcram)、磁阻存储器(mram)和铁电存储器(feram)受到了业界和学术界广泛的研究和关注。
2、在这些新型半导体器件中，rram器件结构简单，是“三明治”结构，因此可缩小能力强，制备工艺简单，且与cmos兼容。同时，非易失型rram响应时间短，保持时间长，是极具潜力的新型存储器件，可用于神经网络中相关参数如权重的存储。并且，根据经典的基尔霍夫定律，基于rram器件的十字交叉阵列能够以存内计算的方式，高度并行地实现电压和电导的矩阵向量乘的操作。尤其是叠层结构的rram器件，由于界面调制效应，具有优异的连续阻变特性，因此得到了广泛的研究。然而，在制备过程中，叠层结构的rram器件的上下两个介质层是连续生长的，因此上介质层生长过程中会不可避免地损伤到下介质层的表面，引起一致性等特性的退化。传统的热退火方式虽然可以缓解制备过程中的界面损伤，但是较高的全局温度也会引起介质层材料本身的性能变化，不利于大规模高性能忆阻器件的制备。
技术实
1、为了在不影响介质层材料特性的情况下优化界面性能，本专利技术提出了一种新型的叠层氧化物忆阻器的制备方法，可以有效缓解介质层界面损伤，提升忆阻器性能。
2、一种叠层氧化物忆阻器的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
3、1)利用物理气相淀积或者电镀工艺在衬底上制备底电极层；
4、2)利用物理气相淀积、化学气相淀积或者原子层淀积的方式生长介质层a；
5、3)利用物理气相淀积、化学气相淀积或者原子层淀积的方式生长介质层b，介质层b的禁带宽度小于介质层a的禁带宽度；
6、4)在纯氮气氛围下，采用10nm-800nm波长范围的激光扫描介质层b的表面，激光穿过介质层b，在介质层a和介质层b之间的界面产热，通过局域热退火缓解界面损伤；
7、5)利用物理气相淀积或者电镀工艺制备顶电极层。
8、优选的，在底层上利用物理气相淀积或者电镀工艺制备粘附层，随后通过化学机械抛光研磨为平整表面；所述粘附层材料选择具有优良导电特性的材料，如ti、al、tin、cu、w、tan等，厚度为5-50nm。
9、优选的，所述底电极层和顶电极层的材料是金属或是导电性强的化合物，如al/al、hf/tin、hf/tan、tin/tan、tan/tan等，厚度为5-50nm。
10、优选的，所述介质层a和介质层b为带有优良阻变特性的过渡金属氧化物，如hfox、niox、srtiox、taox、alox、wox、zno等，厚度为5-50nm；且介质层b的禁带宽度小于介质层a，使得激光能穿透介质层b，抵达两种介质层的界面处。
11、本专利技术的有益效果如下：本专利技术在纯氮气氛围下，利用激光对介质层界面进行局域热退火，在界面处精细产热，可以有效缓解界面损伤问题，进而提升器件性能。
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1.一种叠层氧化物忆阻器的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中首先在衬底上利用物理气相淀积或者电镀工艺制备粘附层，随后在粘附层上制备底电极层。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，通过化学机械抛光研磨，使粘附层表面平整。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，粘附层材料选自Ti、Al、TiN、Cu、W或TaN中的一种，厚度为5-50nm。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述底电极层和顶电极层的材料选自Al/Al、Hf/TiN、Hf/TaN、TiN/TaN或TaN/TaN中的一种，厚度为5-50nm。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介质层A和介质层B选自HfOx、NiOx、SrTiOx、TaOx、AlOx、WOx或ZnO中的一种，厚度为5-50nm。
【技术特征摘要】
1.一种叠层氧化物忆阻器的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中首先在衬底上利用物理气相淀积或者电镀工艺制备粘附层，随后在粘附层上制备底电极层。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，通过化学机械抛光研磨，使粘附层表面平整。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，粘附层材料选自ti、al、tin、cu、w或...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡一茂，吴林东，王宗巍，王源，黄如，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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