專利名稱：一種反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài)非易失性存儲器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于存儲技術領域，尤其涉及一種反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài)非易 失性存儲器。
背景技術：
目前，基于電阻非易失性存儲器基本上是基于過渡金屬氧化物，這些 氧化物都一般為多晶、非晶與非化學計量化合物，而這些因素使得器件的 開關特性機制變得更為復雜。目前所提出的各種電阻開關機制模型都存在 或多或少的問題，對所出現的新的實驗現象不能作出合理解釋。此外，對 于單極電阻開關器件而言，高、低阻對應的設置電壓很不穩(wěn)定，即高、低 阻不能唯一由某個電壓設置。

發(fā)明內容
針對現有技術的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種存儲密度高、穩(wěn)定性 好、結構簡單的反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài)非易失性存儲器。
為實現上述目的，本發(fā)明的技術方案為 一種反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài) 非易失性存儲器，包括SrTi。.99Nb。.。A半導體、設于SrTi。.wNb。.。A半導體上 的Ti02薄膜、設于Ti02薄膜上的金屬電極及設于SrTi。，NW。A半導體下的 另一金屬電才及。
所述金屬電極為多個點電極，另一金屬電才及為一面電極；兩個金屬電 才及均為Pt電才及。
Ti02薄膜為單晶薄膜。通過分子束外延法在SrTi。.wNb。.。"3半導體上形 成單晶Ti02薄膜。
與現有技術相比較，本發(fā)明通過在存儲器Pt/Ti02/SrTi。.,9Nb隨03/Pt上
用正向電壓(+5V)與反向電壓(-5V)設置高電阻與低電阻，存儲器展現 出極為明顯的開關性質，且通過Ti(ySrTi。.99Nb。.。A上的獨立電極都能單獨 構成不會相互影響的存儲器件，形成高、低電阻的通道是局域性的，使同 一存儲器件上的存儲單元不會受鄰近存儲單元編程寫入與擦寫的影響，能 有效實現存儲器高密度的存儲效果。


圖1是本發(fā)明的反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài)非易失性存儲器的結構示意
圖2是本發(fā)明Pt/Ti02/SrTio.99Nb謹03/Pt存儲器在無反向電壓與反向電 壓為-5V誘導后的電阻開關特性的示意圖3是本發(fā)明Pt/Ti02/SrTio.99Nb,03/Pt存儲器分別用+5V正向電壓設 置成高阻態(tài)與-5V反向電壓設置成低阻態(tài)后，用+1V分別讀出高阻與低阻的 測試阻態(tài)壽命的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
如圖l所示，本發(fā)明提供了一種反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài)非易失性存儲 器，其包括SrTi。.,9Nb隨03半導體1、設于SrTi。.9,Nb。.。i03半導體1上的Ti02 薄膜2、設于TiOw蓴膜2上的金屬電極3及設于SrTi。.9,Nb。.。^半導體1下 的另一金屬電極4。
所述金屬電極3為多個獨立的點電極，另一金屬電極4為一面電極。 本實施例中，兩個金屬電極3、 4均為Pt電極，Ti02薄膜2為單晶薄 膜，該存儲器的結構表達為Pt/Ti02/SrTi。.99NbQ.Q103/Pt。
另外，本發(fā)明通過分子束外延法在SrTi。.9,Nb。.。i03半導體1上生長化學 計量的單晶，2薄膜2,這樣更有利于去研究Pt/Ti02/SrTD』/Pt器 件的開關機制。
為了方便說明，將金屬電極3該側定為正極電壓區(qū)，將金屬電才及4該 側定為負極電壓區(qū)。在正極電壓區(qū)，施加足夠高的反向電壓(如-5V)后 Pt/Ti02/SrTi。. Nb。.Q103/Pt器件展現極為明顯的開關性質，即施加+5V正向 電壓存儲器件可以設置成高阻態(tài)，而-5V可以設置成低阻態(tài)。
對Ti02薄膜上的某個金屬電極3施加正向電壓進行電學測試。沒有施 加反向電壓時，在正極區(qū)0V->5V->0V觀測不到電阻開關行為，然而對金 屬電極3施加一個-5V反向電壓后，再在正極電壓區(qū)測試其電學性質，發(fā)現 有極為明顯的電阻洄線，如圖2所示。
對Ti02薄膜上的所有獨立電極分別進行如上所述電學測試，結果會發(fā) 現每個電學性質幾乎一樣，因此可以確定對某個電極測試完后對其它任何 電極的開關特性無影響。
在使用不同的讀出電壓時發(fā)現高、低阻開關幅度有明顯不同，特別是 在讀出電壓為+lV時開關幅度高達40000%,而且發(fā)現在IO天后其幅度基本 不發(fā)生變化，如圖3所示。這種開關機理歸因于束縛在Ti02/SrTi。，Nb請03 界面上的氧離子被在反向電壓的解縛下，而能在Ti0,薄膜2中自由移動， 這樣對應于低阻態(tài)；而在正向電壓作用下，Ti02薄膜中的氧離子又遷徙回 Ti02/SrTi。.MNW』3界面并且被束縛，這樣對應于高阻態(tài)。另外，Ti02 /SrTi。.9,Nb。.。i03納米薄膜表面上的獨立電極與都能單獨構成不會相互影響的 存儲器件，因此形成高、低電阻的通道是局域性的，這樣更有利于作為高 密度存儲器。
權利要求
1、一種反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài)非易失性存儲器，其特征在于包括SrTi0.99Nb0.01O3半導體(1)、設于SrTi0.99Nb0.01O3半導體(1)上的TiO2薄膜(2)、設于TiO2薄膜(2)上的金屬電極(3)及設于SrTi0.99Nb0.01O3半導體(1)下的另一金屬電極(4)。
2、 根據權利要求1所述的反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài)非易失性存儲器，其特征 在于所述金屬電極(3)為多個獨立的點電極，另一金屬電極(4)為一面電 極。
3、 根據權利要求2所述的反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài)非易失性存儲器，其特征 在于金屬電極(3 )、 ( 4 )均為Pt電極。
4、 根據權利要求l所述的反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài)非易失性存儲器，其特征 在于匸02薄膜(2)為單晶薄膜。
5、 根據權利要求4所述的反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài)非易失性存儲器，其特征 在于通過分子束外延法在SrTi。.9,Nb。.。力3半導體(1)上形成單晶Ti。2薄膜(2 )。
全文摘要
本發(fā)明屬于存儲技術領域，尤其涉及一種反向偏壓誘導的雙穩(wěn)態(tài)非易失性存儲器，其包括SrTi_0.99Nb_0.01O₃半導體(1)、設于SrTi_0.99Nb_0.01O₃半導體(1)上的TiO₂薄膜(2)、設于TiO₂薄膜(2)上的金屬電極(3)及設于SrTi_0.99Nb_0.01O₃半導體(1)下的另一金屬電極(4)。本發(fā)明具有存儲密度高、穩(wěn)定性好、結構簡單等優(yōu)點。
文檔編號G11C16/02GK101339973SQ20081003006
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月7日 優(yōu)先權日2008年8月7日
發(fā)明者吳曙翔, 李樹瑋 申請人:中山大學