极型模式下所测得的SET和RESET电压；
[0027]图6为单极型模式下所测得的SET和RESET电压；
[0028]图7为本发明方法制得的阻变储存器双极模式的循环特性；
[0029]图8为本发明方法制得的阻变储存器单极模式的循环特性；
[0030]图9为本发明方法制得的阻变储存器双极模式的保持特性；
[0031]图10为本发明方法制得的阻变储存器单极模式的保持特性。
【具体实施方式】
[0032]下面通过具体例子进一步说明本发明的实施步骤:
[0033]取一片ITO衬底，将其分别在去离子水、丙酮、去离子水、乙醇、去离子水中依次超声清洗5min、15min、5min、15min、5min，自然瞭干。将清洗干净的衬底置于射频磁控溅射真空腔内，采用直流磁控溅射沉积的方法在ITO衬底上溅射一层氧化亚铜薄膜，制备Cu2O薄膜时将装有衬底的样品托转到金属铜靶的正上方，溅射前磁控溅射腔体气压为1.6X10 5Pa,氧气和氩气的流量比为3:40。薄膜沉积温度为700K，溅射功率50w，溅射时间为I小时。退火I小时，腔体真空度为1.6X10-5pa，退火温度为700K。退火一小时后继续采用射频测控溅射法溅射氧化镓(Ga2O3)薄膜，制备氧化镓(Ga2O3)薄膜时将样品托转到氧化镓靶材的正上方，腔体内氩气流量为25SCCm，腔体气压为0.8Pa，薄膜沉积温度为700K ;溅射功率70w，溅射时间为I小时。制备含有实验要求图案的掩膜板，然后将上述已沉积Cu20/Ga203双层膜的ITO衬底用掩膜板遮挡；然后使用射频磁控溅射方法在样品上溅射钛和金薄膜作为上电极，该器件结构的示意图如图1至图3所示，本实施例的氧化镓薄膜的厚度为479nm，氧化亚铜薄膜的厚度为234nm。依本发明所公开的方法，所制备的氧化镓薄膜的厚度为450-500nm，氧化亚铜薄膜的厚度为200_250nm。镀金薄膜电极所使用的射频磁控溅射方法时的真空度为9.7X 10 4Pa,溅射气压为0.8Pa，Ti溅射时间为lmin，Au溅射时间为5min溅射功率为40W，上电极的钛厚度为60nm，金厚度为300nm。室温下先给样品加上OV — +9V的电压使得样品经过一个电形成过程，然后分别在OV — +5V — OV — -5V — OV和OV — -7V — OV两种扫描电压范围下测试它们的1-V特性，如图4至图6所示为它们的1-V曲线图；再分别测试两种阻变模式的循环特性和保持特性。测试单双极阻变的循环特性时，将上述两种扫描电压范围分别多次循环，在0.2V下分别读取其高低阻值，图7、8即为在多次循环下，器件的单双极阻变的高(HRS)Jg (LRS)阻态变化；图9、10所示则为读电压为+0.2V时高(HRS)Jg (LRS)两阻态随时间变化的保持特性。从图中可以看出，经过I X 14S测试后，两种阻变模式的高、低阻态间的存储窗口均具有良好的保持特性。
[0034]以上的测试结果表明基于IT0/Cu20/Ga203/Ti/Au双层薄膜结构的存储器件结构较为简单，其不同电压范围下的单双极阻变均具有良好的阻变特性和稳定的保持性能，对于信息的存储是一个很好的选择。
【主权项】
1.一种单双极共存双层薄膜结构阻变储存器，其特征在于由下电极、阻变层、上电极构成，其中ITO作为衬底和下电极，阻变层由氧化镓和氧化亚铜双层薄膜堆叠而成，上电极由钛和金共同构成。2.根据权利要求1所述的单双极共存双层薄膜结构阻变储存器，其特征在于所述的氧化镓薄膜的厚度为450-500nm，所述的氧化亚铜薄膜的厚度为200_250nm，所述的上电极的钛厚度为60nm，金厚度为300nmo3.一种如权利要求1所述的单双极共存双层薄膜结构阻变储存器的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 1)以ITO为衬底，超声清洗干净并自然晾干； 2)采用直流磁控溅射技术在清洗干净的ITO衬底上沉积氧化亚铜薄膜； 3)将上述已沉积的Cu2O薄膜真空退火； 4)采用射频磁控派射在Cu2O薄膜上沉积Ga2O3薄膜； 5)最后通过掩膜板利用直流磁控溅射方法镀上Ti/Au薄膜作为上电极。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的步骤2)中，溅射前磁控溅射腔体真空度为1.6 X 10 5pa，溅射时腔体气压为0.5Pa，腔体内氧气和氩气的流量比为3:40，薄膜沉积温度为700K ;溅射功率50w，溅射时间为I小时。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的步骤3)中，腔体真空度为1.6X10-5pa，退火温度为700K，退火时间为I小时。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的步骤4)中，溅射Ga203薄膜时腔体气压为0.8Pa，腔体内氩气流量为25SCCm，薄膜沉积温度为700K ;溅射功率70w，溅射时间为I小时。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的步骤5)中使用的掩膜板直径为Imm,溅射气压为0.8Pa，腔体内氩气流量为25sCCm，溅射功率为40W，Ti和Au的溅射时间分另1J为 Imin 矛口 5min。
【专利摘要】本发明公开了一种单双极共存双层薄膜结构阻变储存器及其制备方法。该阻变存储器具有结构稳定和单双极共存的存储性能，具体是指以金属Ti/Au为上电极、以ITO作为衬底和下电极，利用射频磁控沉积技术在ITO衬底上先后镀上Cu2O和Ga2O3薄膜而形成阻变层，最后利用射频磁控溅射的方法在ITO的衬底上和已经镀氧化镓的薄膜上溅射钛(Ti)和金(Au)薄膜，从而得到了ITO/Cu2O/Ga2O3/Ti/Au结构的存储器件，并实现了单双极阻变共存、稳定的保持特性的存储性能。本发明的优越性在于：通过异质结界面处缺陷的移动而产生单双极阻变,制备的阻变存储器件具有稳定的保持特性、循环特性等多种优异的阻变存储性能，即综合存储性能的显著提高。
【IPC分类】H01L45/00, H01L21/8247
【公开号】CN105226182
【申请号】CN201510613307
【发明人】李培刚, 支钰崧, 汪鹏超, 王顺利, 李超荣, 唐为华, 沈静琴
【申请人】浙江理工大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月23日