记忆电阻器及其制作方法、非易失性存储器件与流程

本发明涉及存储器，特别是涉及一种记忆电阻器及其制作方法、非易失性存储器件。

背景技术：

1、随着信息时代的来临，大数据、物联网和人工智能等得到了飞速发展，消费电子产品对存储和计算能力提出了更高的要求，即要求下一代存储器具有更高的存储密度和更快的运算速度。对于记忆电阻器而言，由于其低功耗、快速开关速度和高集成密度，已经被认为是下一代存储器中最有前途的候选者之一。

2、在相关技术方案中，记忆电阻器中研究最多的材料是金属氧化物，如二氧化钛和氧化钽，但是金属元素和氧离子之间很强的化学键使得其中的离子运动不易受控制，导致高功率消耗。另外，研究较多的材料还有铅基卤化物钙钛矿，但是铅的毒性不利于其大规模的应用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种记忆电阻器及其制作方法、非易失性存储器件，既发挥了卤化物钙钛矿材料优异的电子转移性能，也避免了有毒元素铅的使用。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种记忆电阻器的制作方法，包括：

3、在刚性衬底上形成第一金属薄膜作为底电极；

4、在所述底电极上形成含溴的铋基钙钛矿薄膜作为绝缘子；

5、在所述绝缘子上形成第二金属薄膜作为顶电极。

6、第一方面，在本发明实施例提供的上述记忆电阻器的制作方法中，在所述底电极上形成含溴的铋基钙钛矿薄膜的过程中，包括：

7、将设定摩尔比的溴化铋和溴化铯分散在n,n-二甲基甲酰胺溶液中；

8、在超声辅助下使溴化铋和溴化铯完全溶解于n,n-二甲基甲酰胺溶液中，形成前驱液；

9、将所述前驱液制备在所述底电极上；

10、在室温下放置设定时间段后，将制备有所述前驱液的所述底电极在设定温度下进行退火处理，以在所述底电极上形成铯铋溴钙钛矿薄膜。

11、另一方面，在本发明实施例提供的上述记忆电阻器的制作方法中，在所述底电极上形成含溴的铋基钙钛矿薄膜的过程中，包括：

12、将设定摩尔的溴化铋放入设定容积且含有甲基溴化胺的n,n-二甲基甲酰胺溶液中；

13、在超声辅助下使溴化铋完全溶解于n,n-二甲基甲酰胺溶液中，形成前驱液；

14、将所述前驱液制备在所述底电极上；

15、将制备有所述前驱液的所述底电极放入第一设定温度下的烘箱中进行干燥处理；

16、将干燥好的制备有所述前驱液的所述底电极浸入具有设定摩尔比的甲基溴化胺和溴化铯的n,n-二甲基甲酰胺溶液中；

17、浸泡设定时间段后，将制备有所述前驱液的所述底电极取出并在旋涂机上甩干；

18、将甩干后的制备有所述前驱液的所述底电极在第二设定温度下进行退火处理，以在所述底电极上形成甲胺铯铋溴钙钛矿薄膜。

19、另一方面，在本发明实施例提供的上述记忆电阻器的制作方法中，在所述底电极上形成含溴的铋基钙钛矿薄膜的过程中，包括：

20、将设定摩尔的溴化铋放入设定容积且含有溴化甲脒的n,n-二甲基甲酰胺溶液中；

21、在超声辅助下使溴化铋完全溶解于n,n-二甲基甲酰胺溶液中，形成前驱液；

22、将所述前驱液制备在所述底电极上；

23、将制备有所述前驱液的所述底电极放入第三设定温度下的烘箱中进行干燥处理；

24、将干燥好的制备有所述前驱液的所述底电极浸入具有设定摩尔比的溴化甲脒和溴化铯的n,n-二甲基甲酰胺混合溶液中；

25、浸泡设定时间段后，将制备有所述前驱液的所述底电极取出并在旋涂机上甩干；

26、将甩干后的制备有所述前驱液的所述底电极在第四设定温度下进行退火处理，以在所述底电极上形成甲脒铯铋溴钙钛矿薄膜。

27、另一方面，在本发明实施例提供的上述记忆电阻器的制作方法中，在所述底电极上形成含溴的铋基钙钛矿薄膜的过程中，包括：

28、将具有相同摩尔的溴化铋和溴化锑放入n,n-二甲基甲酰胺溶液中；

29、在超声辅助下使溴化铋和溴化锑完全溶解于n,n-二甲基甲酰胺溶液中，形成前驱液；

30、将所述前驱液制备在所述底电极上；

31、将制备有所述前驱液的所述底电极放入第五设定温度下的烘箱中进行干燥处理；

32、将干燥好的制备有所述前驱液的所述底电极浸入含有溴化铯的n,n-二甲基甲酰胺混合溶液中；

33、浸泡设定时间段后，将制备有所述前驱液的所述底电极取出并在旋涂机上甩干；

34、将甩干后的制备有所述前驱液的所述底电极在第六设定温度下进行退火处理，以在所述底电极上形成铯铋锑溴钙钛矿薄膜。

35、另一方面，在本发明实施例提供的上述记忆电阻器的制作方法中，将所述前驱液制备在所述底电极上，包括：

36、在充满氮气的手套箱中采用旋涂的方式利用移液枪将所述前驱液旋涂在所述底电极上；或，

37、在充满氮气的手套箱中将所述刚性衬底固定在底座上，调节刮刀与所述底电极间的狭缝宽度，将所述前驱液滴加到狭缝处，采用刮涂的方式结合热风枪将所述前驱液刮涂在所述底电极上。

38、另一方面，在本发明实施例提供的上述记忆电阻器的制作方法中，在刚性衬底上形成第一金属薄膜，包括：

39、将所述刚性衬底放入在室温，设定气压范围的纯氩气中；

40、在设定功率范围内，直流模式下，采用第一金属的靶材对所述刚性衬底进行磁控溅射处理；

41、经设定溅射时间后，在所述刚性衬底上溅射形成一层第一金属薄膜。

42、另一方面，在本发明实施例提供的上述记忆电阻器的制作方法中，在所述绝缘子上形成第二金属薄膜，包括：

43、将形成有所述绝缘子的所述刚性衬底放入室温，设定气压范围的纯氩气中；

44、在设定功率范围内，直流模式下，采用第二金属的靶材对所述绝缘子进行磁控溅射处理；

45、经设定溅射时间后，在所述绝缘子上溅射形成一层第二金属薄膜。

46、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种记忆电阻器，所述记忆电阻器是采用上述记忆电阻器的制作方法而制作而成的；所述记忆电阻器包括：刚性衬底，以及依次位于所述刚性衬底上的底电极，绝缘子和顶电极；

47、其中，所述底电极为第一金属薄膜，所述绝缘子为含溴的铋基钙钛矿薄膜，所述顶电极为第二金属薄膜。

48、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种非易失性存储器件，包括上述记忆电阻器。

49、从上述技术方案可以看出，本发明所提供的一种记忆电阻器的制作方法，包括：在刚性衬底上形成第一金属薄膜作为底电极；在底电极上形成含溴的铋基钙钛矿薄膜作为绝缘子；在绝缘子上形成第二金属薄膜作为顶电极。

50、本发明的有益效果在于，本发明提供的上述记忆电阻器的制作方法，在刚性衬底上依次形成第一金属薄膜，含溴的铋基钙钛矿薄膜和第二金属薄膜，以形成铋基钙钛矿型记忆电阻器，工艺简单，其中在第一金属薄膜上形成含溴的铋基钙钛矿薄膜作为绝缘子，溴元素和铋元素的毒性很低，克服了铅基卤化物钙钛矿中铅的毒性，对环保和人体健康有着积极的意义，另外含溴的铋基钙钛矿薄膜中金属和卤化物离子之间存在软键，有利于离子的移动，有着优异的电子转移性能，克服了传统的金属氧化物中金属元素和氧离子之间很强的化学键使得其中的离子运动不易受控制的缺点，降低了功率的消耗。

51、此外，本发明还针对记忆电阻器的制作方法提供了相应的记忆电阻器及非易失性存储器件，与上述提到的记忆电阻器的制作方法具有相同或相对应的技术特征，进一步使得上述记忆电阻器的制作方法更具有实用性，该记忆电阻器及非易失性存储器件具有相应的优点。