一种基于同质结的多比特存储器及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种基于同质结的多比特存储器，其特征在于，包括：衬底；底电极，形成在所述衬底上；功能层，其为不同氧含量的多层非晶氧化物薄膜，形成在所述底电极上；顶电极，形成在所述功能层上，在向顶电极施加电压时，各层非晶氧化物薄膜自上而下依次形成氧空位导电通道，实现阻态的逐级调制。2.根据权利要求1所述的基于同质结的多比特存储器，其特征在于，所述非晶氧化物薄膜为三层。3.根据权利要求2所述的基于同质结的多比特存储器，其特征在于，自第一层非晶氧化物薄膜、至第二层非晶氧化物薄膜、至第三层非晶氧化物薄膜中的氧含量浓度逐渐降低，使得功能层形成阶梯式变化的氧空位状态。4.根据权利要求2所述的基于同质结的多比特存储器，其特征在于，在未施加电压时，器件处于初始逻辑阻态00；向所述顶电极施加电压，当第三层非晶氧化物薄膜中的氧空位通道形成时，第二层非晶氧化物薄膜与第一层非晶氧化物薄膜中的氧空位导电通道还未形成，因此器件处于比初始态更低的电阻状态，即逻辑阻态01；进一步施加电压时，第三层非晶氧化物薄膜和第二层非晶氧化物薄膜中的氧空位通道形成，器件的电阻状态再次降低，即逻辑阻态10；继续施加电压，第三层非晶氧化物薄膜、第二层非晶氧化物薄膜和第一层非晶氧化物薄膜中的氧空位通道均形成，器件的阻态变为最低，即逻辑阻态11，因此器件具有连续可调的4级多比特电阻状态。5.根据权利要求1所述的基于同质结的多比特存储器，其特征在于，所述非晶氧化物薄膜为tin
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。6.一种基于同质结的多比特存储器制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底上形成底电极；在所述底电极上形成不同氧含量的多层非晶氧化物薄膜作为功能层；在所述功能层上形成顶电极，向顶电极施加电压，各层非晶氧化物薄膜自上而下依次形成氧空位导电通道，实现阻态的逐级调制。7.根据权利要求6所述的基于同质结的多比特存储器制备方法，其特征在于，所述非晶氧化物薄膜为三层。8.根据权利要求7所述的基于同质结的多比特存储器制备方法，其特征在于，自第一层非晶氧化物薄膜、至第二层非晶氧化物薄膜、至第三层非晶氧化物薄膜中的氧含量浓度逐渐降低，使得功能层形成阶梯式变化的氧空位状态。9.根据权利要求7所述的基于同质结的多比特存储器制备方法，其特征在于，在未施加电压时，器件处于初始逻辑阻态00；
向所述顶电极施加电压，当第三层氧化物薄膜中的氧空位通道形成时，第二层非晶氧化物薄膜与第非晶氧化物薄膜中的氧空位导电通道还未形成，因此器件处于比初始态更低的电阻状态，即逻辑阻态01；进一步施加电压时，第三层非晶氧化物薄膜和第二层非晶氧化物薄膜中的氧空位通道形成，器件的电阻状态再次降低，即逻辑阻态10；继续施加电压，第三层非晶氧化物薄膜、第二层非晶氧化物薄膜和第一层非晶氧化物薄膜中的氧空位通道均形成，器件的阻态变为最低，即逻辑阻态11，因此器件具有连续可调的4级多比特电阻状态。10.根据权利要求6所述的基于同质结的多比特存储器制备方法，其特征在于，所述非晶氧化物薄膜为tin
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技术总结
本发明公开一种基于同质结的多比特存储器及其制备方法。该基于同质结的多比特存储器，包括：衬底；底电极，形成在所述衬底上；功能层，其为不同氧含量的多层非晶氧化物薄膜，形成在所述底电极上；顶电极，形成在所述功能层上，在向顶电极施加电压时，各层非晶氧化物薄膜自上而下依次形成氧空位导电通道，实现阻态的逐级调制，使得单一器件具有多态存储的功能。能。能。


技术研发人员：王天宇 孟佳琳 陈琳 孙清清 张卫
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2022/1/25