一种二维阻变存储器及制备方法

技术领域

本发明属于半导体信息存储技术领域，具体涉及一种二维MoO

背景技术

在当今万物互联、信息化时代的大背景下，对存储设备提出了很高的要求。国际数据公司IDC统计显示，2020年全球产生数据量达到50.5ZB，预计到2020年全球数据量达到163ZB。NANDflash是当前应用较多的非易失性存储技术，但NAND的缺点在于需要特殊的接口，应用方式复杂且擦出电压大。为了应对数据量急剧增长的挑战，寻求新一代存储设备是必要的。阻变存储器(RRAM)凭借简单的三明治型结构(顶电极、电阻变化层、底电极)、高密度集成和读写速度快等优势成为替代传统闪存存储器的有力竞争者。

RRAM通过控制器件的高阻态和低阻态实现0和1的信息存储。按照机制可以分为导电丝型和界面势垒调制型。基于传统单一材料的阻变存储器，长期开关循环切换会使电学性能耐久性下降，并且一般情况下开关电压较大，这对制备低功耗、大规模集成的高密度阵列会造成一些不利影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种二维阻变存储器及制备方法，通过控制合成二维MoS

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种二维阻变存储器，包括：衬底、底电极、第一电阻变化层、第二电阻变化层、顶电极，自下到上依次固定排列；其中，所述第一电阻变化层和第二电阻变化层的材料分别是二维MoS

作为优选，所述底电极为惰性电极，所述底电极为ITO、金、石墨烯的任意一种，所述底电极的厚度为80-190nm。

作为优选，所述第一电阻变化层的厚度为5-10nm，第二电阻变化层的厚度28-32nm。

作为优选，所述顶电极为Al电极，所述顶电极与第二电阻变化层界面氧化层提供氧离子源，所述顶电极的厚度为60-80nm。

本发明还提供一种二维阻变存储器制备方法，包括：

步骤1、使用液相剥离法控制制备目标尺寸的二维MoS

步骤2、使用磁控溅射在玻璃衬底沉积ITO，利用旋涂法和热板氧化法在ITO底电极上制备MoS

步骤3、使用磁控溅射工艺在所述第一电阻变化层MoS

步骤4、采用热蒸镀工艺在第二电阻变化层MoO

作为优选，选用MoS

作为优选，所述旋涂法旋涂工艺为滴加分散液后2000rpm旋涂20-30s，70-100℃环境快速蒸发液相，重复以上步骤3-4次，实现MoS

作为优选，所述磁控溅射的工艺条件：温度为室温，溅射功率3-5W/cm

作为优选，所述热蒸镀的工艺条件：温度为室温，真空度2×10

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的MoO

(2)发展了基于氧梯度电阻变化层的氧空位导电丝MoO

(3)本发明制备出Al/MoO

附图说明

图1为本发明二维阻变存储器的结构示意图；

图2为实施例制备的低功耗二维MoO

图3为实施例制备的二维MoO

图4为实施例制备的低功耗二维MoO

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明

实施例1：

如图1所示，本发明提供一种二维阻变存储器，包括：衬底、底电极、第一电阻变化层、第二电阻变化层、顶电极，自下到上依次固定排列；存储器导电机制是电阻变化层内部导电丝通断实现的。所述第一电阻变化层和第二电阻变化层的材料分别是二维MoS

本发明实施例基于MoS

作为本发明实施例的一种实施方式，所述衬底为玻璃。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述底电极为惰性电极，所述底电极为ITO、金、石墨烯的任意一种，所述底电极的厚度为80-190nm。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述第一电阻变化层的厚度为5-10nm，第二电阻变化层的厚度28-32nm。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述顶电极为Al电极，所述顶电极与第二电阻变化层界面氧化层提供氧离子源，所述顶电极的厚度为60-80nm。

进一步，本发明实施例阻变存储器器件用于低功耗高低阻态切换和仿生突触应用。

如图2所示，展现了最大超过10

实施例2：

本发明还提供一种二维阻变存储器制备方法，包括：

步骤一：选用MoS

步骤二：使用磁控溅射在玻璃衬底沉积ITO，利用旋涂法和热板氧化法在ITO底电极上制备MoS

步骤三：使用磁控溅射工艺在所述第一电阻变化层MoS

步骤四：采用热蒸镀工艺在第二电阻变化层MoO

作为本发明实施例的一种实施方式，所述有机物包括N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、异丙醇，超声剥离8-10h后2000rpm离心15-25min去除固相颗粒，分散液浓度为0.5mg/ml-2.0mg/ml。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述旋涂法旋涂工艺为滴加分散液后2000rpm旋涂20-30s，70-100℃环境快速蒸发液相，重复以上步骤3-4次，实现MoS

作为本发明实施例的一种实施方式，所述磁控溅射的工艺条件：温度为室温，溅射功率3-5W/cm

作为本发明实施例的一种实施方式，所述热蒸镀的工艺条件：温度为室温，真空度2×10

实施例3：

本发明还提供一种二阻变存储器制备方法，包括：

(1)、在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗玻璃衬底各1h。

(2)、使用磁控溅射沉积在步骤(1)所述的衬底上制备ITO底电极，工艺条件为：真空度6.0×10

(3)、使用CIF紫外臭氧清洗机照射处理步骤(2)所述的底电极，以获得较好的亲水性。

(4)、使用旋涂法在步骤(3)所述的薄膜表面制备MoS

(5)、使用磁控溅射法在步骤(4)完成后的MoS

(6)、使用热蒸镀和掩模板在步骤(5)制备的MoO

实施例4：

本发明还提供一种二维阻变存储器制备方法，包括：

步骤1)、液相剥离法控制制备目标尺寸的二维MoS

步骤2)、使用磁控溅射在玻璃衬底沉积ITO，将清洗后的ITO底电极旋涂第一电阻变化层二维MoS

步骤3)、使用磁控溅射工艺在所述第一电阻变化层MoS

步骤4)、采用热蒸镀工艺在第二电阻变化层MoO

作为本发明实施例的一种实施方式，步骤(1)所述液相剥离的工艺条件：DMF溶液，超声8小时，2000rpm离心20分钟。

作为本发明实施例的一种实施方式，步骤2)所述磁控溅射的工艺条件：真空度6.0×10

作为本发明实施例的一种实施方式，步骤3)所述磁控溅射的工艺条件：温度为室温，溅射功率80W,溅射气氛氩气，通氩气前真空度4×10

作为本发明实施例的一种实施方式，步骤4)所述液相剥离的工艺条件：真空度5×10

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，在任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所述的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。