專利名稱：一種堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于存儲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)及其制 備方法。
背景技術(shù)：
目前，基于電阻非易失性存儲器受到廣泛關(guān)注，可堆垛交叉陣列是非易失 性存儲器件的核心部分。由于電阻開關(guān)效應(yīng)具有局域特性，存儲只發(fā)生在兩電 極交叉投影部分，存儲單元之間需要絕緣隔離。目前，納米刻蝕技術(shù)被普遍應(yīng) 用在存儲器交叉陣列的制備中，但刻蝕技術(shù)存在局限性，不是所有可用作制備 存儲器的材料都易于刻蝕形成存儲單元，給存儲器件的制備帶來困難。另外， 還很少有利用局域特性制備的器件。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是利用電阻開關(guān)效應(yīng)的局域特性以及 襯底對外延薄膜晶態(tài)的影響提供一種堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)及其制備方法， 從而避免對具有電阻開關(guān)效應(yīng)的薄膜的刻蝕。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)， 包括襯底，該襯底上鍍有第一條狀電極，在未鍍有第一條狀電極的襯底及第一 條狀電極上形成具有電阻開關(guān)效應(yīng)的材料薄膜，該薄膜上設(shè)有與第一條狀電極 相交叉的第二條狀電極，該薄膜包括設(shè)置在襯底上的第一部分及設(shè)置在第一條 狀電極上的第二部分。
該第一條狀電極與第二條狀電極的取向相垂直。
該第一條狀電極具有多條，且相互平行設(shè)置，且該第二條狀電極也具有多 條，且相互平行設(shè)置。該薄膜中的第一部分為單晶薄膜，第二部分為多晶薄膜。
該襯底為SrTi03襯底，該薄膜為Ti02薄膜。 該第一、第二條狀電極均為Pt電極。
另外，本發(fā)明還提供了一種堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括
以下步驟
a、 提供一襯底，并在該襯底上鍍上第一條狀電極；
b、 在未鍍有第一條狀電極的襯底及第一條狀電極上生長一層材料薄膜；
c、 在薄膜上鍍上與第一條狀電極相交叉的第二條狀電極，該薄膜包括生長
在襯底上的第一部分及生長在第一條狀電極上的第二部分。
步驟a中，利用分子束外延法在未鍍有第一條狀電極的襯底及第一條狀電
極上生長一層材料薄膜。
該薄膜中的第一部分為單晶薄膜，第二部分為多晶薄膜。 該襯底為SrTi03襯底，該薄膜為Ti02薄膜，該第一、第二條狀電極均為Pt電極。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
本發(fā)明通過選擇適當(dāng)襯底，采用分子束外延法在鍍第一條狀電極的襯底上 外延具有電阻開關(guān)效應(yīng)的材料薄膜，最后在薄膜上鍍與第一條狀電極相交叉的 第二條狀電極。由于電阻開關(guān)效應(yīng)具有局域特性，夾在兩電極之間的多晶薄膜 可形成很好的存儲單元，而直接在襯底上外延形成的是具有電阻開關(guān)效應(yīng)材料 的單晶薄膜，對存儲單元可以起到很好的絕緣作用，從而避免了對具有電阻開
關(guān)效應(yīng)材料層的刻蝕，簡化了存儲器件的制備過程。
圖l為本發(fā)明的堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2為圖l的側(cè)視圖3為兩電極及夾于兩電極之間薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明的存儲單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
如圖1及圖2所示， 一種堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)，包括襯底l，該襯底l
上鍍有第一條狀電極2，在未鍍有第一條狀電極2的襯底1及第一條狀電極2上 形成具有電阻開關(guān)效應(yīng)的材料薄膜，該薄膜上設(shè)有與第一條狀電極2相交叉的 第二條狀電極5，該薄膜包括設(shè)置在襯底1上的第一部分3及設(shè)置在第一條狀電 極2上的第二部分4。
如圖4所示，電阻開關(guān)效應(yīng)發(fā)生在兩交叉第一、第二條狀電極2、 5之間， 即存儲單元的邏輯狀態(tài)不會因?yàn)橹車鎯卧壿嫚顟B(tài)的改變而改變，體現(xiàn)出 了電阻開關(guān)的局域特性。
該第一條狀電極2與第二條狀電極5的取向相垂直。
如圖3所示，該第一條狀電極2具有多條，且相互平行設(shè)置，且該第二條 狀電極5也具有多條，且相互平行設(shè)置，形成多個(gè)交叉陣列的存儲單元。 該薄膜中的第一部分3為單晶薄膜，第二部分4為多晶薄膜。 該襯底l為SrTi03襯底，該薄膜為Ti02薄膜，該第一、第二條狀電極2、 5 均為Pt電極。
另外，本發(fā)明還提供了一種堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括 以下步驟
a、 提供一襯底1，并在該襯底1上鍍上第一條狀電極2;
b、 在未鍍有第一條狀電極2的襯底1及第一條狀電極2卜.生長一層材料薄
膜；
c、 在薄膜上鍍上與第一條狀電極2相交叉的第二條狀電極5，該薄膜包括 生長在襯底上的第一部分及生長在第一條狀電極上的第二部分。
步驟a中，利用分子?xùn)c外延法在未鍍有第一條狀電極2的襯底1及第一條 狀電極2上生長一層材料薄膜。
分子束外延法中，當(dāng)襯底和外延薄膜的匹配度很好時(shí)，可以在襯底上外延 得到結(jié)晶度很好的單晶薄膜；而當(dāng)襯底和外延薄膜的失配度很大時(shí)，則在襯底 上會形成結(jié)晶方向各異的多晶薄膜。該薄膜中的第一部分3為單晶薄膜，第二部分4為多晶薄膜。
該襯底l為SrTi03襯底，該薄膜為Ti02薄膜，該第一、第二條狀電極2、 5 均為Pt電極。
本發(fā)明通過分子束外延Ti02在不同稱底上形成不同形態(tài)薄膜，多晶Ti02夾 在兩個(gè)Pt電極之間，形成很好的Pt/Ti02/Pt存儲單元，而直接在SrTi03上形成 的單晶Ti02能起到很好的存儲單元間的絕緣作用，從而避免了對Ti02的刻蝕， 實(shí)現(xiàn)用簡單方法制備基于Pt/Ti02/Pt交叉陣列的非易失性存儲器件。
權(quán)利要求
1、一種堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)，包括襯底，其特征在于該襯底上鍍有第一條狀電極，在未鍍有第一條狀電極的襯底及第一條狀電極上形成具有電阻開關(guān)效應(yīng)的材料薄膜，該薄膜上設(shè)有與第一條狀電極相交叉的第二條狀電極，該薄膜包括設(shè)置在襯底上的第一部分及設(shè)置在第一條狀電極上的第二部分。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一 條狀電極與第二條狀電極的取向相垂直。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一 條狀電極具有多條，且相互平行設(shè)置，且該第二條狀電極也具有多條，且相互 平行設(shè)置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)，其特征在于 薄膜中的第一部分為單晶薄膜，第二部分為多晶薄膜。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)，其特征在于該襯底為SrTi03襯底，該薄膜為Ti02薄膜。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一、第二條狀電極均為pt電極。
7、 一種堆哚交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于包括以下步驟a、 提供一襯底，并在該襯底上鍍上第一條狀電極；b、 在未鍍有第一條狀電極的襯底及第一條狀電極上生長一層材料薄膜；c、 在薄膜上鍍上與第一條狀電極相交叉的第二條狀電極。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于步驟a中，利用分子束 外延法在未鍍有第一條狀電極的襯底及第一條狀電極上生長一層材料薄膜。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于該薄膜為單晶薄膜或多晶薄膜。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于該襯底為SrTi03襯底， 該薄膜為Ti02薄膜，該第一、第二條狀電極均為Pt電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種堆垛交叉陣列的存儲結(jié)構(gòu)，包括襯底，該襯底上鍍有第一條狀電極，在未鍍有第一條狀電極的襯底及第一條狀電極上形成具有電阻開關(guān)效應(yīng)的材料薄膜，該薄膜上設(shè)有與第一條狀電極相交叉的第二條狀電極，該薄膜包括設(shè)置在襯底上的第一部分及設(shè)置在第一條狀電極上的第二部分。本發(fā)明避免對具有電阻開關(guān)效應(yīng)的薄膜的刻蝕，簡化了存儲結(jié)構(gòu)的制備過程。
文檔編號H01L27/24GK101615622SQ200910041379
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者劉雅晶, 吳曙翔, 李樹瑋 申請人:中山大學(xué)