本发明涉及半导体器件，尤其涉及一种具有超高整流比单层自整流忆阻器及其制备方法。
背景技术：
1、忆阻器具有高速读/写、多级存储能力、非挥发性、低功耗和低延迟等优势特性，是内存计算系统的理想候选器件。与冯-诺依曼架构中的传统硅器件不同，忆阻器通过矩阵-矢量乘法实现了数据存储与计算的紧密结合，利用欧姆定律和基尔霍夫定律的物理原理，促进了大规模并行计算能力。
2、然而，大规模集成忆阻器经常会遇到潜行路径电流的问题。忆阻器阵列中的潜行路径电流是指在交叉阵列结构中，由于金属导线本身自带电阻，分流电路中的电压产生电压降，导致非预期的电流分支。这种电流会沿着非目标路径流动，干扰目标路径上的电流，使得忆阻器单元的编程电压下降，随着交叉阵列规模变大，电压降偏差更为明显，进而影响阵列的正常工作。潜行路径电流的存在，不仅会导致阵列运算结果无法准确读取，还会带来额外能耗，使得神经网络的准确率降低，训练能耗增加。例如，在大规模忆阻器阵列中，潜行电流会使得神经网络算法精度降低，导致系统的可靠性下降。因此，潜行路径电流是制约忆阻器阵列性能和应用的一大障碍，需要采取有效的抑制措施来解决这一问题。为应对这一挑战，人们提出了各种配置，如晶体管与忆阻器、二极管与忆阻器和选择器与忆阻器分别构成复合单元。虽然这些方法可以减轻读取操作过程中的数据误读与失真，但它们给电路设计和制造带来了复杂性，可能会增加成本并降低良率。
3、相比之下，由自整流忆阻器组成的无源交叉棒阵列提供了一种更可靠的解决方案。由于不需要额外的开关元件，这些阵列可以防止串扰引起的误读，从而提高能效和可扩展性，同时为神经形态计算应用提供了经济高效的解决方案。然而，现阶段自整流忆阻器的一个常见问题是整流比不够大，或者整流比、非线性度和工艺难易度无法同时兼顾，这大大限制了阵列的可扩展性。
4、基于目前忆阻器阵列的可扩展性遭遇瓶颈的现状，现阶段的研究大多数提出了高整流比的自整流忆阻器，而加重了结构与制备工艺的复杂性，并没有提供综合性能优异的自整流忆阻器的相关内容
技术实现思路
1、要解决的技术问题
2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种具有超高整流比单层自整流忆阻器及其制备方法，其解决了如何开发兼备简单结构、低编程电压、超高整流比和非线性度的自整流忆阻器的技术问题。
3、技术方案
4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
5、第一方面，本发明提供一种具有超高整流比单层自整流忆阻器，包括：
6、将50nm的pt溅射到图案晶片上，用丙酮去除光阻，pt沉积的溅射参数设置为300w，70s；
7、第二次图案化后，在3.72mtorr的腔室压力下，利用50w的功率，持续770s，沉积出厚度为10nm的hfo2-x薄膜；
8、使用rtp-vt100m系统对hfo2-x薄膜进行快速热退火处理；
9、在200w、240s的参数下沉积50nm的tin；
10、用丙酮去除所有剩余的光刻胶，完成自整流忆阻器的制备。
11、可选地，使用磁控溅射系统制备薄膜。
12、可选地，所述自整流忆阻器的结构为pt/hfo2-x/tin，选择tin作为顶电极、pt作为底电极。
13、可选地，所示自整流忆阻器的导电机理是基于poole-frenkel发射和肖特基发射。
14、第二方面，本发明提供一种具有超高整流比单层自整流忆阻器，采用上述任一技术方案所述的制备方法进行制备。
15、有益效果
16、本发明的有益效果是：本发明的一种具有超高整流比单层自整流忆阻器的制备方法，所实现的自整流忆阻器兼具超简结构、低编程电压（1.5 v）、超高整流比和非线性度，可广泛应用于神经形态计算领域，为超大规模集成与大规模存内计算架构奠定了坚实基础。
1.一种具有超高整流比单层自整流忆阻器的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种具有超高整流比单层自整流忆阻器的制备方法，其特征在于，使用磁控溅射系统制备薄膜。
3.根据权利要求2所述的一种具有超高整流比单层自整流忆阻器的制备方法，其特征在于，所述自整流忆阻器的结构为pt/hfo2-x/tin，选择tin作为顶电极、pt作为底电极。
4.根据权利要求3所述的一种具有超高整流比单层自整流忆阻器的制备方法，其特征在于，所示自整流忆阻器的导电机理是基于poole-frenkel发射和肖特基发射。
5.一种具有超高整流比单层自整流忆阻器，其特征在于，采用如权利要求1至4任一项所述的制备方法进行制备。