一種鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法
【專利摘要】一種鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法，將鈦酸丁酯和無水乙醇混合加入氧化鎳溶膠中，攪拌陳化得到鈦摻雜的氧化鎳溶膠；采用浸漬提拉法在二氧化錫基板上進(jìn)行薄膜提拉，將提拉制得的薄膜在室溫下進(jìn)行干燥，得到鈦摻雜的氧化鎳薄膜；將鈦摻雜的氧化鎳薄膜熱處理后使用濺射儀對(duì)其進(jìn)行頂電極的制備，即得到鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜。本發(fā)明制備方法，簡(jiǎn)便、易行；與常用的半導(dǎo)體薄膜的制備技術(shù)相比，這種溶膠-凝膠方法因?yàn)椴恍枰獜?fù)雜、昂貴的設(shè)備，工藝參數(shù)易于控制，能大大地降低生產(chǎn)成本，并能制備大面積薄膜；在進(jìn)行氧化鎳薄膜的摻雜時(shí)，摻雜工藝簡(jiǎn)單、定量準(zhǔn)確。
【專利說明】一種鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微電子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著便攜式個(gè)人設(shè)備的逐漸普及，非揮發(fā)性存儲(chǔ)器在半導(dǎo)體行業(yè)中扮演著越來越重要的角色。電阻存儲(chǔ)器因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，存儲(chǔ)密度高，生產(chǎn)成本低，與傳統(tǒng)CM0S(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝兼容性好等優(yōu)勢(shì)而受到廣泛的關(guān)注，有望成為下一代通用存儲(chǔ)器。氧化鎳是一種典型的P型半導(dǎo)體，以空穴導(dǎo)電為主。它還是一種寬禁帶半導(dǎo)體，其禁帶寬度為3.5?3.7eV。氧化鎳因成分簡(jiǎn)單，重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究。本專利主要研究了 Ti摻雜后的氧化鎳薄膜的電阻反轉(zhuǎn)特性，優(yōu)化其穩(wěn)定性和可靠性對(duì)阻變存儲(chǔ)器的發(fā)展極為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法，用于在氧化錫電極上制備鈦摻雜的氧化鎳電阻隨機(jī)存儲(chǔ)器薄膜的方法。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0005]步驟I，將醋酸鎳和乙酰丙酮溶于乙二醇甲醚中攪拌5?6h后加入丙烯酸，繼續(xù)攪拌I?2h，攪拌結(jié)束后陳化20?24h，得到氧化鎳溶膠；
[0006]步驟2，在室溫下將鈦酸丁酯和無水乙醇混合攪拌10?12h，然后加入到步驟I得到的氧化鎳溶膠中，攪拌1.5?2h，攪拌結(jié)束后陳化10?12h得到鈦摻雜的氧化鎳溶膠；采用浸潰提拉法在二氧化錫基板上進(jìn)行薄膜提拉，將提拉制得的薄膜在室溫下進(jìn)行干燥，得到鈦摻雜的氧化鎳薄膜；
[0007]步驟3，將步驟2得到的鈦摻雜的氧化鎳薄膜在500°C下進(jìn)行熱處理，最后使用濺射儀對(duì)其進(jìn)行頂電極的制備，即得到鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜。
[0008]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0009]步驟I中醋酸鎳、乙酰丙酮、丙烯酸和乙二醇甲醚的摩爾比為1:1:1:24?26。
[0010]步驟2中鈦酸丁酯與無水乙醇體積比為1:0.02?0.08。
[0011]步驟2中氧化鎳與鈦的摩爾濃度比為1:0.02?0.08。
[0012]步驟3中頂電極制備的具體操作方法為:打開濺射儀，將熱處理后的鈦摻雜的氧化鎳薄膜放入，固定好掩膜板，然后打開濺射儀電源，進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空度達(dá)到I X IO-3Pa后可對(duì)其進(jìn)行頂電極的濺射；濺射靶材為Pt，純度為99.9%，濺射時(shí)間為10?15min。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法，簡(jiǎn)便、易行；與常用的半導(dǎo)體薄膜的制備技術(shù)相比，這種溶膠-凝膠方法因?yàn)椴恍枰獜?fù)雜、昂貴的設(shè)備，工藝參數(shù)易于控制，能大大地降低生產(chǎn)成本，并能制備大面積薄膜；在進(jìn)行氧化鎳薄膜的摻雜時(shí)，摻雜工藝簡(jiǎn)單、定量準(zhǔn)確?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]圖1是實(shí)施例1制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的原子力顯微鏡微觀形貌圖；
[0015]圖2是實(shí)施例2制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的原子力顯微鏡微觀形貌圖；
[0016]圖3是實(shí)施例3制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的原子力顯微鏡微觀形貌圖；
[0017]圖4是實(shí)施例4制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的原子力顯微鏡微觀形貌圖；
[0018]圖5是實(shí)施例1~4制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的透過率光譜圖；
[0019]圖6是實(shí)施例1~4制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的反射率光譜圖；
[0020]圖7是實(shí)施例1~4制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的光學(xué)帶隙圖；
[0021]圖8是實(shí)施例1~4制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的Ni2p光電子圖譜；
[0022]圖9是實(shí)施例1~4制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的Ti2p光電子圖譜；
[0023]圖10是實(shí)施例1制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的Pt/NiO:Ti/AT0異質(zhì)結(jié)ι-v曲線圖；
[0024]圖11是實(shí)施例5制備得到的未摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的Pt/NiO/Α--異質(zhì)結(jié)1-V曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]本發(fā)明鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0027]步驟I，將醋酸鎳和乙酰丙酮溶于乙二醇甲醚中攪拌5~6h后加入丙烯酸，繼續(xù)攪拌I~2h，攪拌結(jié)束后陳化20~24h，得到氧化鎳溶膠；
[0028]醋酸鎳、乙酰丙酮、丙烯酸和乙二醇甲醚的摩爾比為1:1:1:24~26 ；
[0029]步驟2，在室溫下將鈦酸丁酯和無水乙醇按體積比為1:0.02~0.08混合攪拌10~12h，然后加入到步驟I得到的氧化鎳溶膠中(氧化鎳與鈦的摩爾濃度比為1:0.02~
0.08)，攪拌1.5~2h，攪拌結(jié)束后陳化10~12h得到鈦摻雜的氧化鎳溶膠；采用浸潰提拉法在二氧化錫基板上進(jìn)行薄膜提拉，將提拉制得的薄膜在室溫下進(jìn)行干燥，得到鈦摻雜的氧化鎳薄膜；
[0030]步驟3，將步驟2得到的鈦摻雜的氧化鎳薄膜在500°C下進(jìn)行熱處理，最后使用濺射儀對(duì)其進(jìn)行頂電極的制備，打開濺射儀，將熱處理后的鈦摻雜的氧化鎳薄膜放入，固定好掩膜板，然后打開濺射儀電源，進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空度達(dá)到1 X 1O-3Pa后可對(duì)其進(jìn)行頂電極的濺射；濺射靶材為Pt，純度為99.9%，濺射時(shí)間為10~15min，即得到鈦摻雜氧化鎳電阻存
儲(chǔ)器薄膜。
[0031]本發(fā)明鈦摻雜 氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法，簡(jiǎn)便、易行；與常用的半導(dǎo)體薄膜的制備技術(shù)相比，這種溶膠-凝膠方法因?yàn)椴恍枰獜?fù)雜、昂貴的設(shè)備，工藝參數(shù)易于控制，能大大地降低生產(chǎn)成本，并能制備大面積薄膜；在進(jìn)行氧化鎳薄膜的摻雜時(shí)，摻雜工藝簡(jiǎn)單、定量準(zhǔn)確。
[0032]實(shí)施例1
[0033]步驟1，將醋酸鎳和乙酰丙酮溶于乙二醇甲醚中攪拌5h后加入丙烯酸，繼續(xù)攪拌1.5h，攪拌結(jié)束后陳化22h，得到氧化鎳溶膠；
[0034]醋酸鎳、乙酰丙酮、丙烯酸和乙二醇甲醚的摩爾比為1:1:1:24 ；
[0035]步驟2，在室溫下將鈦酸丁酯和無水乙醇按體積比為1:0.02混合攪拌10h，然后加入到步驟I得到的氧化鎳溶膠中(氧化鎳與鈦的摩爾濃度比為1:0.02)，攪拌2h，攪拌結(jié)束后陳化Ilh得到鈦摻雜的氧化鎳溶膠；采用浸潰提拉法在二氧化錫基板上進(jìn)行薄膜提拉，將提拉制得的薄膜在室溫下進(jìn)行干燥，得到鈦摻雜的氧化鎳薄膜；
[0036]步驟3，將步驟2得到的鈦摻雜的氧化鎳薄膜在500°C下進(jìn)行熱處理，最后使用濺射儀對(duì)其進(jìn)行頂電極的制備，打開濺射儀，將熱處理后的鈦摻雜的氧化鎳薄膜放入，固定好掩膜板，然后打開濺射儀電源，進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空度達(dá)到I X IO-3Pa后可對(duì)其進(jìn)行頂電極的濺射；濺射靶材為Pt，純度為99.9%，濺射時(shí)間為lOmin，即得到鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜。
[0037]實(shí)施例2
[0038]步驟1，將醋酸鎳和乙酰丙酮溶于乙二醇甲醚中攪拌6h后加入丙烯酸，繼續(xù)攪拌
1.8h，攪拌結(jié)束后陳化20h，得到氧化鎳溶膠；
[0039]醋酸鎳、乙酰丙酮、丙烯酸和乙二醇甲醚的摩爾比為1:1:1:26 ；
[0040]步驟2，在室溫下將鈦酸丁酯和無水乙醇按體積比為1:0.04混合攪拌12h，然后加入到步驟I得到的氧化鎳溶膠中(氧化鎳與鈦的摩爾濃度比為1:0.04)，攪拌1.8h，攪拌結(jié)束后陳化IOh得到鈦摻雜的氧化鎳溶膠；采用浸潰提拉法在二氧化錫基板上進(jìn)行薄膜提拉，將提拉制得的薄膜在室溫下進(jìn)行干燥，得到鈦摻雜的氧化鎳薄膜；
[0041]步驟3，將步驟2得到的鈦摻雜的氧化鎳薄膜在500°C下進(jìn)行熱處理，最后使用濺射儀對(duì)其進(jìn)行頂電極的制備，打開濺射儀，將熱處理后的鈦摻雜的氧化鎳薄膜放入，固定好掩膜板，然后打開濺射儀電源，進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空度達(dá)到I X IO-3Pa后可對(duì)其進(jìn)行頂電極的濺射；濺射靶材為Pt，純度為99.9%，濺射時(shí)間為12min，即得到鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜。
[0042]實(shí)施例3
[0043]步驟1，將醋酸鎳和乙酰丙酮溶于乙二醇甲醚中攪拌5.5h后加入丙烯酸，繼續(xù)攪拌h，攪拌結(jié)束后陳化21h，得到氧化鎳溶膠；
[0044]醋酸鎳、乙酰丙酮、丙烯酸和乙二醇甲醚的摩爾比為1:1:1:25 ；
[0045]步驟2，在室溫下將鈦酸丁酯和無水乙醇按體積比為1:0.06混合攪拌llh，然后加入到步驟I得到的氧化鎳溶膠中(氧化鎳與鈦的摩爾濃度比為1:0.06)，攪拌1.6h，攪拌結(jié)束后陳化12h得到鈦摻雜的氧化鎳溶膠；采用浸潰提拉法在二氧化錫基板上進(jìn)行薄膜提拉，將提拉制得的薄膜在室溫下進(jìn)行干燥，得到鈦摻雜的氧化鎳薄膜；
[0046]步驟3，將步驟2得到的鈦摻雜的氧化鎳薄膜在500°C下進(jìn)行熱處理，最后使用濺射儀對(duì)其進(jìn)行頂電極的制備，打開濺射儀，將熱處理后的鈦摻雜的氧化鎳薄膜放入，固定好掩膜板，然后打開濺射儀電源，進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空度達(dá)到I X IO-3Pa后可對(duì)其進(jìn)行頂電極的濺射；濺射靶材為Pt，純度為99.9%，濺射時(shí)間為12min，即得到鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜。
[0047]實(shí)施例4
[0048]步驟1，將醋酸鎳和乙酰丙酮溶于乙二醇甲醚中攪拌5.8h后加入丙烯酸，繼續(xù)攪拌lh，攪拌結(jié)束后陳化24h，得到氧化鎳溶膠；
[0049]醋酸鎳、乙酰丙酮、丙烯酸和乙二醇甲醚的摩爾比為1:1:1:25 ；
[0050]步驟2，在室溫下將鈦酸丁酯和無水乙醇按體積比為1:0.08混合攪拌10h，然后加入到步驟I得到的氧化鎳溶膠中(氧化鎳與鈦的摩爾濃度比為1:0.08)，攪拌1.5h，攪拌結(jié)束后陳化Ilh得到鈦摻雜的氧化鎳溶膠；采用浸潰提拉法在二氧化錫基板上進(jìn)行薄膜提拉，將提拉制得的薄膜在室溫下進(jìn)行干燥，得到鈦摻雜的氧化鎳薄膜；
[0051]步驟3，將步驟2得到的鈦摻雜的氧化鎳薄膜在500°C下進(jìn)行熱處理，最后使用濺射儀對(duì)其進(jìn)行頂電極的制備，打開濺射儀，將熱處理后的鈦摻雜的氧化鎳薄膜放入，固定好掩膜板，然后打開濺射儀電源，進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空度達(dá)到I X IO-3Pa后可對(duì)其進(jìn)行頂電極的濺射；濺射靶材為Pt，純度為99.9%，濺射時(shí)間為15min，即得到鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜。
[0052]實(shí)施例5
[0053]步驟1，將醋酸鎳和乙酰丙酮溶于乙二醇甲醚中攪拌5h后加入丙烯酸，繼續(xù)攪拌lh，攪拌結(jié)束后陳化20h，得到氧化鎳溶膠；
[0054]醋酸鎳、乙酰丙酮、丙烯酸和乙二醇甲醚的摩爾比為1:1:1:25 ；
[0055]步驟2，將步驟I得到的氧化鎳溶膠在500°C下進(jìn)行熱處理，最后使用濺射儀對(duì)其進(jìn)行頂電極的制備，打開濺射儀，將熱處理后的鈦摻雜的氧化鎳薄膜放入，固定好掩膜板，然后打開濺射儀電源，進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空度達(dá)到I X IO-3Pa后可對(duì)其進(jìn)行頂電極的濺射；濺射靶材為Pt，純度為99.9%，濺射時(shí)間為lOmin，即得到氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜。
[0056]采用原子力顯微鏡(AFM)分別對(duì)實(shí)施例1?4制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜進(jìn)行微觀形貌的觀察，結(jié)果如圖1?4。薄膜的測(cè)試掃描范圍為I μ mX I μ m，掃描模式為接觸式模式，從圖1?4中可以看出，Ti摻雜量為0.02的氧化鎳薄膜面內(nèi)均方根(RMS)值為8.86nm ；Ti摻雜量為0.04的氧化鎳薄膜面內(nèi)均方根值為19.9nm ；Ti摻雜量為
0.06的氧化鎳薄膜面內(nèi)均方根值為22.20nm ；Ti摻雜量為0.08的氧化鎳薄膜面內(nèi)均方根為25.60nm。通過觀察微區(qū)的表面形貌可知四種不同濃度摻雜的氧化鎳薄膜表面都比較均勻、致密平整，平均粗糙度也都較低。但是隨著Ti摻雜量濃度的增加，表面形成的顆粒越來越明顯，并且隨著Ti摻雜量濃度的增加，面內(nèi)均方根(RMS)值是不斷增大的。這是因?yàn)?，并且隨著Ti摻雜量濃度的增加，Ti取代Ni原子的數(shù)量在不斷增加，由于Ti原子半徑為
0.20nm大于Ni原子半徑0.16nm，所以Ti摻雜后會(huì)使得NiO晶胞尺寸有所膨脹，表面顆粒變多、變大。
[0057]為了進(jìn)一步研究Ti摻雜后的對(duì)氧化鎳薄膜的禁帶寬度的改變，使用紫外-可見光分光光度計(jì)對(duì)實(shí)施例1?4制備的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜進(jìn)行光學(xué)性能的測(cè)試，即反射率(R)和透射率(T)的測(cè)試，如圖5和6所示。薄膜的禁帶寬度可由反射率、膜厚和透過率計(jì)算得出，具體的計(jì)算公式為:[0058]α = (1/d) X In [(1-R)/T] (I)
[0059]α h V =C(h V -Eg)1 7 2 (2)
[0060]式中:α—吸收常數(shù)；
[0061]d—膜厚；
[0062]R一反射率；
[0063]T一透射率；
[0064]h V—入射光能量；
[0065]C—光速，3X108m/s。
[0066]實(shí)施例1?4制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的透過率光譜圖如圖5所示，由圖5可以看出，樣品在350nm波長(zhǎng)處有強(qiáng)烈的吸收邊，實(shí)施例1制備的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜具有最高的透過率，可達(dá)94.5% ;反射率光譜圖如圖6所示，由圖6可以看出，實(shí)施例1?4制備的樣品均有明顯的光干涉現(xiàn)象，表明薄膜表面光滑并且均勻；光學(xué)帶隙圖如圖7所示，圖7是以(a h V )2對(duì)h V作圖，對(duì)曲線進(jìn)行線性外延后，與橫軸(X軸)的交點(diǎn)就是樣品的光學(xué)禁帶寬度。四種Ti不同摻雜濃度的NiO薄膜的氧化鎳薄膜的禁帶寬度分別為3.72eV、3.69eV、3.66和3.64eV。隨著摻雜濃度的增大，禁帶寬度呈現(xiàn)逐漸變小的趨勢(shì)。
[0067]采用X射線光電子能譜分別對(duì)實(shí)施例1?4制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜進(jìn)行化學(xué)狀態(tài)的研究，結(jié)果如圖8，9。從圖8中可以看出，Ni2p的光電子峰對(duì)應(yīng)的結(jié)合能值分別為854.1eV和872.6eV，使用X射線光電子能譜手冊(cè)(Handbook of X-rayphotoelectron spectroscopy)對(duì)其進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),它與Ni2+的標(biāo)準(zhǔn)峰值范圍符合較好。同時(shí)在Ni2p3/2與Ni2pl/2的光電子峰附近出現(xiàn)了它們的伴峰，這證明實(shí)驗(yàn)得到了 NiO薄膜。從圖9中可以看出，Ti2p的光電子峰對(duì)應(yīng)的結(jié)合能值分別為457.8eV和463.6eV，它與Ti4+的標(biāo)準(zhǔn)峰值范圍符合較好，這表明實(shí)驗(yàn)得到Ti02。
[0068]由不同摩爾摻雜量的Ni2p譜可以看出，Ti摻雜改變了薄膜中鎳元素的化學(xué)態(tài)，即Ti摻雜制備薄膜的過程中，Ti原子奪走了一部分氧原子使薄膜中鎳的氧化物發(fā)生變化，由Ni2O3變?yōu)镹iO，而其氧化物為Ti02。隨著Ti摩爾摻雜量的增加，薄膜中NiO的含量會(huì)減少，相應(yīng)地TiO2的含量將增加。但當(dāng)Ti摻雜超過一定量時(shí)，其摻雜對(duì)薄膜電阻開關(guān)特性的影響就不明顯。
[0069]使用吉時(shí)利(Keithley公司生產(chǎn)，型號(hào)2400)電流電壓源表對(duì)實(shí)施例1制備得到的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜進(jìn)行1-V電阻反轉(zhuǎn)特性的研究，結(jié)果如圖10。在研究Ti摻雜對(duì)氧化鎳薄膜電學(xué)性能的影響時(shí)，測(cè)試表明其具有雙極性電阻開關(guān)特性，且隨著Ti摩爾摻雜量的增加，薄膜的復(fù)位電壓有變化。當(dāng)摩爾摻雜量NiO:Ti=l:0.02時(shí)，Ti摻雜的氧化鎳薄膜復(fù)位電壓較小。測(cè)試結(jié)果表明薄膜具有明顯的雙極電阻開關(guān)特性，從OV正向掃描，起始態(tài)為高阻態(tài)，當(dāng)掃描電壓值達(dá)到5.07V時(shí)，電阻從高阻態(tài)向低阻態(tài)轉(zhuǎn)變，電流達(dá)到最大值，此過程為置位過程，其對(duì)應(yīng)的閾值電壓稱為置位電壓；從負(fù)向掃描時(shí)，在-4.12V時(shí)電阻從低阻態(tài)向高阻態(tài)轉(zhuǎn)變，此過程為復(fù)位過程，其對(duì)應(yīng)的閾值電壓稱為復(fù)位電壓。如圖10所示，反轉(zhuǎn)和復(fù)位過程發(fā)生在不同極性，復(fù)位時(shí)需要施加反向電壓才能完成此過程，稱之為電阻轉(zhuǎn)變存儲(chǔ)器的雙極性轉(zhuǎn)變。如圖11所示，實(shí)施例5制備的未摻雜鈦的氧化鎳薄膜具有典型的單極性1-V曲線，圖中箭頭所指方向即電壓掃描方向。從O開始負(fù)向掃描，在負(fù)向掃描前存儲(chǔ)單元處于低阻態(tài)，當(dāng)置位電壓達(dá)到-10.2V時(shí)，電流突然減小，電阻很大。此時(shí)存儲(chǔ)單元由低阻態(tài)變?yōu)楦咦钁B(tài)，此過程稱為復(fù)位過程。與未摻雜的氧化鎳薄膜的1-V電阻反轉(zhuǎn)特性相比，當(dāng)摩爾摻雜量NiO:Ti=l:0.02時(shí)，Ti摻雜的氧化鎳薄膜所需要的置位電壓僅為
5.07V，小于未摻雜的氧化鎳薄膜的10.2V。因此，進(jìn)行鈦摻雜可以有效的降低置位電壓。
【權(quán)利要求】
1.一種鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟1，將醋酸鎳和乙酰丙酮溶于乙二醇甲醚中攪拌5~6h后加入丙烯酸，繼續(xù)攪拌1~2h，攪拌結(jié)束后陳化20~24h，得到氧化鎳溶膠； 步驟2，在室溫下將鈦酸丁酯和無水乙醇混合攪拌10~12h，然后加入到步驟I得到的氧化鎳溶膠中，攪拌1.5~2h，攪拌結(jié)束后陳化10~12h得到鈦摻雜的氧化鎳溶膠；采用浸潰提拉法在二氧化錫基板上進(jìn)行薄膜提拉，將提拉制得的薄膜在室溫下進(jìn)行干燥，得到鈦摻雜的氧化鎳薄膜； 步驟3，將步驟2得到的鈦摻雜的氧化鎳薄膜在500°C下進(jìn)行熱處理，最后使用濺射儀對(duì)其進(jìn)行頂電極的制備，即得到鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法，其特征在于，步驟I中醋酸鎳、乙酰丙酮、丙烯酸和乙二醇甲醚的摩爾比為1:1:1 =24~26。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法，其特征在于，步驟2中鈦酸丁酯與無水乙醇體積比為1:0.02~0.08。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法，其特征在于，步驟2中氧化鎳與鈦的摩爾濃度比為1:0.02~0.08。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦摻雜氧化鎳電阻存儲(chǔ)器薄膜的制備方法，其特征在于，步驟3中頂電極制備的具體操作方法為:打開濺射儀，將熱處理后的鈦摻雜的氧化鎳薄膜放入，固定好掩膜板，然 后打開濺射儀電源，進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空度達(dá)到IX KT3Pa后可對(duì)其進(jìn)行頂電極的濺射；濺射靶材為Pt，純度為99.9%，濺射時(shí)間為10~15min。
【文檔編號(hào)】H01L45/00GK103904216SQ201410110946
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】李穎, 趙高揚(yáng), 王婭靜 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)