一种阻变存储器及提高其正负向电流差的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体存储器技术领域，特别涉及一种阻变存储器及提高其正负向电流差的方法。
【背景技术】
[0002]阻变存储器(RRAM)通常由简单三明治结构(电极/存储介质/电极)构成，通过施加电信号，改变存储材料的电阻状态，从而实现双稳态的存储功能。随着技术发展，存储器趋向于采用十字交叉的三维集成，以便获取更高的存储密度。然而，该构架中的串扰电流会导致存储信息的误读。因此，提高阻变存储器正负向电流差(或整流特性)并获取电流-电压特性的非线性，能够较好抑制流经低阻存储单元的串扰电流，从而提高数据读取的可靠性。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的是提供一种阻变存储器及提高其正负向电流差的方法，该存储器由两个端电极和夹于两电极间的阻变介质组成，并采用等离子修饰引入缺陷，从而有效抑制负向电流值并极大提高正负向电流差值。
[0004]本发明采用以下方案实现:一种阻变存储器，包括:一衬底；一第一端电极，设置于所述衬底上，并与衬底形成良好电接触；一阻变介质层，设置于所述第一端电极的左侧或上方；一第二端电极，若所述阻变介质层设置于所述第一端电极的左侧，则所述第二端电极设置于所述阻变介质层的左侧；若所述阻变介质层设置于所述第一端电极的上方，则所述第二端电极设置于所述阻变介质层的上方；其中，所述阻变介质层的表面经过等离子处理。
[0005]进一步地，所述衬底为聚合物、金属、半导体或绝缘体；所述端电极为导电金属、金属合金、导电金属化合物或半导体；所述的阻变介质层为半导体或绝缘体。
[0006]进一步地，所述聚合物包括塑料、橡胶、PET、PEN、PEEK、PC、PES, PAR、PCO, PMMA以及PI ;所述导电金属包括Ta、Cu、Pt、T1、Au、W、N1、Al以及Ag ;所述金属合金包括Pt/T1、Ti/Ta、Cu/T1、Cu/Au, Ti/ff以及Al/Zr ;所述导电金属化合物包括TiN、Tiff, TaN以及WSi ；所述半导体包括 S1、ZrOx、Ge、ZnO、ITO、GZO, AZO, T1x, TaOx, HfOx, GeOx以及 FTO ;所述绝缘体包括 A10x、MgO、ZrO^ HfO^ GeOx以及 S1 x。
[0007]本发明可实现一种提高上述阻变存储器正负向电流差的方法，采用等离子处理所述阻变介质层的表面，包括以下步骤:
步骤Sll:在衬底上通过磁控溅射、PECVD, MOCVD, ALD、MBE、PLD或蒸发法制作第一端电极；
步骤S12:在所述第一端电极的左侧或上方通过磁控溅射、PECVD, MOCVD, ALD、MBE、PLD、溶胶凝胶法或蒸发法制作阻变介质层，并与所述第一端电极形成良好电接触；
步骤S13:通过等离子处理所述阻变介质层的表面；
步骤S14:在所述阻变介质层的左侧或上方通过磁控溅射、PECVD、MOCVD、ALD、MBE、PLD或蒸发法制作第二端电极，并形成良好电接触；
若所述步骤S12中，在所述第一端电极的左侧制作阻变介质层，则所述步骤S14中，在所述阻变介质层的左侧制作第二端电极；若所述步骤S12中，在所述第一端电极的上方制作阻变介质层，则所述步骤S14中，在所述阻变介质层的上方制作第二端电极。
[0008]进一步地，所述步骤S13中进行等离子处理采用的等离子源是Ar、N2、02、CF4、SF6、NH3, H2、CHF3气体中的一种或几种。
[0009]本发明还可采用以下方案实现:一种阻变存储器，包括:一衬底；一第一端电极，设置于所述衬底上，并与所述衬底形成良好电接触；一双层阻变介质，设置于所述第一端电极的左侧或上方；一第二端电极，若所述双层阻变介质设置于所述第一端电极的左侧，则所述第二端电极设置于所述双层阻变介质的左侧；若所述双层阻变介质设置于所述第一端电极的上方，则所述第二端电极设置于所述双层阻变介质的上方；其中，所述的双层阻变介质是由第一阻变层与第二阻变层组成的叠层结构，其中一个阻变层的表面经过等离子处理。
[0010]进一步地，所述衬底为聚合物、金属、半导体或绝缘体；所述端电极为导电金属、金属合金、导电金属化合物或半导体；所述的双层存储介质为半导体或绝缘体。
[0011]进一步地，所述聚合物包括塑料、橡胶、PET、PEN、PEEK、PC、PES, PAR、PCO, PMMA以及PI ;所述导电金属包括Ta、Cu、Pt、T1、Au、W、N1、Al以及Ag ;所述金属合金包括Pt/T1、Ti/Ta, Cu/Ti, Cu/Au, Ti/ff以及Al/Zr ;所述导电金属化合物包括TiN、Tiff, TaN以及WSi ；所述半导体包括 S1、ZrOx、Ge、ZnO、ITO, GZO, AZO, T1x, TaOx, HfOx, GeOx以及 FTO ;所述绝缘体包括 A10x、MgO、ZrO^ HfO^ GeOx以及 S1 x。
[0012]本发明可实现一种提高上述阻变存储器正负向电流差的方法，采用等离子处理所述双层阻变介质的内部，包括以下步骤:
步骤S21:在衬底上通过磁控溅射、PECVD、MOCVD、ALD、MBE、PLD或蒸发法制作第一端电极；
步骤S22:在所述第一端电极的左侧或上方通过磁控溅射、PECVD, MOCVD, ALD、MBE、PLD、溶胶凝胶法或蒸发法制作第二阻变层，并与所述第一端电极形成良好电接触；
步骤S23:通过等离子处理所述第二阻变层的表面；
步骤S24:在所述等离子处理过第二阻变层的左侧或上方通过磁控溅射、PECVD、M0CVD、ALD、MBE、PLD、溶胶凝胶法或蒸发法制作第一阻变层，并与所述第二阻变层形成良好电接触；
步骤S25:在所述第一阻变层的左侧或上方通过磁控溅射、PECVD、MOCVD、ALD、MBE、PLD或蒸发法制作第二端电极，并形成良好电接触；
若所述步骤S22中，在所述第一端电极的左侧制作第二阻变层，则所述步骤S24中，在所述第二阻变层的左侧制作第一阻变层；若所述步骤S22中，在所述第一端电极的上方制作第二阻变层，则所述步骤S24中，在所述第二阻变层的上方制作第一阻变层；
若所述步骤S24中，在所述第二阻变层的左侧制作第一阻变层，则所述步骤S25中，在所述第一阻变层的左侧制作第二端电极；若所述步骤S24中，在所述第二阻变层的上方制作第一阻变层，则所述步骤S25中，在所述第一阻变层的上方制作第二端电极。
[0013]进一步地，所述步骤S23中进行等离子处理采用的等离子源是Ar、N2、02、CF4、SF6、NH3, H2, CHF3气体中的一种或几种。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是提供了一种提高阻变存储器正负向电流差的工艺方法，从而实现阻变存储器的内嵌整流功能，提高阻变存储器读写的可靠性。该方法采用等离子处理在阻变介质内部或表面引入缺陷，提高了正负向电流差，改善了整流特性，具有很强的实用性和广阔的应用前景。
【附图说明】
[0015]图1为本发明中阻变存储器的结构示意图。
[0016]图2为本发明中经等离子处理和未经等离子处理ZnO表面的XPS谱图。
[0017]图3为本发明中经不同参数Ar等离子处理的Hf0x/Zn0阻变介质的电流_电压特性。
[0018]图4为本发明中经等离子处理和未经等离子处理Ti/ZnO纳米线/Ti阻变存储器的电流-电压特性。
[0019]图示说明:1-第二端电极，2-阻变介质层，21-第一阻变层，22-第二阻变层，3_第一端电极，4-衬底。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。本发明提供优选实施例，只用于本发明做进一步的说明，不应该被认为仅限于在此阐述的实施例，也不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述
【发明内容】
对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。下述优选实施例中