专利名称：一种堆垛交叉阵列的存储结构及其制备方法
技术领域：
本发明属于存储技术领域，尤其涉及一种堆垛交叉阵列的存储结构及其制 备方法。
背景技术：
目前，基于电阻非易失性存储器受到广泛关注，可堆垛交叉阵列是非易失 性存储器件的核心部分。由于电阻开关效应具有局域特性，存储只发生在两电 极交叉投影部分，存储单元之间需要绝缘隔离。目前，纳米刻蚀技术被普遍应 用在存储器交叉阵列的制备中，但刻蚀技术存在局限性，不是所有可用作制备 存储器的材料都易于刻蚀形成存储单元，给存储器件的制备带来困难。另外， 还很少有利用局域特性制备的器件。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是利用电阻开关效应的局域特性以及 衬底对外延薄膜晶态的影响提供一种堆垛交叉阵列的存储结构及其制备方法， 从而避免对具有电阻开关效应的薄膜的刻蚀。
为实现上述目的，本发明的技术方案为 一种堆垛交叉阵列的存储结构， 包括衬底，该衬底上镀有第一条状电极，在未镀有第一条状电极的衬底及第一 条状电极上形成具有电阻开关效应的材料薄膜，该薄膜上设有与第一条状电极 相交叉的第二条状电极，该薄膜包括设置在衬底上的第一部分及设置在第一条 状电极上的第二部分。
该第一条状电极与第二条状电极的取向相垂直。
该第一条状电极具有多条，且相互平行设置，且该第二条状电极也具有多 条，且相互平行设置。该薄膜中的第一部分为单晶薄膜，第二部分为多晶薄膜。
该衬底为SrTi03衬底，该薄膜为Ti02薄膜。 该第一、第二条状电极均为Pt电极。
另外，本发明还提供了一种堆垛交叉阵列的存储结构的制备方法，其包括
以下步骤
a、 提供一衬底，并在该衬底上镀上第一条状电极；
b、 在未镀有第一条状电极的衬底及第一条状电极上生长一层材料薄膜；
c、 在薄膜上镀上与第一条状电极相交叉的第二条状电极，该薄膜包括生长
在衬底上的第一部分及生长在第一条状电极上的第二部分。
步骤a中，利用分子束外延法在未镀有第一条状电极的衬底及第一条状电
极上生长一层材料薄膜。
该薄膜中的第一部分为单晶薄膜，第二部分为多晶薄膜。 该衬底为SrTi03衬底，该薄膜为Ti02薄膜，该第一、第二条状电极均为Pt电极。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果
本发明通过选择适当衬底，采用分子束外延法在镀第一条状电极的衬底上 外延具有电阻开关效应的材料薄膜，最后在薄膜上镀与第一条状电极相交叉的 第二条状电极。由于电阻开关效应具有局域特性，夹在两电极之间的多晶薄膜 可形成很好的存储单元，而直接在衬底上外延形成的是具有电阻开关效应材料 的单晶薄膜，对存储单元可以起到很好的绝缘作用，从而避免了对具有电阻开
关效应材料层的刻蚀，简化了存储器件的制备过程。
图l为本发明的堆垛交叉阵列的存储结构的示意图； 图2为图l的侧视图3为两电极及夹于两电极之间薄膜的结构示意图； 图4为本发明的存储单元的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1及图2所示， 一种堆垛交叉阵列的存储结构，包括衬底l，该衬底l
上镀有第一条状电极2，在未镀有第一条状电极2的衬底1及第一条状电极2上 形成具有电阻开关效应的材料薄膜，该薄膜上设有与第一条状电极2相交叉的 第二条状电极5，该薄膜包括设置在衬底1上的第一部分3及设置在第一条状电 极2上的第二部分4。
如图4所示，电阻开关效应发生在两交叉第一、第二条状电极2、 5之间， 即存储单元的逻辑状态不会因为周围存储单元逻辑状态的改变而改变，体现出 了电阻开关的局域特性。
该第一条状电极2与第二条状电极5的取向相垂直。
如图3所示，该第一条状电极2具有多条，且相互平行设置，且该第二条 状电极5也具有多条，且相互平行设置，形成多个交叉阵列的存储单元。 该薄膜中的第一部分3为单晶薄膜，第二部分4为多晶薄膜。 该衬底l为SrTi03衬底，该薄膜为Ti02薄膜，该第一、第二条状电极2、 5 均为Pt电极。
另外，本发明还提供了一种堆垛交叉阵列的存储结构的制备方法，其包括 以下步骤
a、 提供一衬底1，并在该衬底1上镀上第一条状电极2;
b、 在未镀有第一条状电极2的衬底1及第一条状电极2卜.生长一层材料薄
膜；
c、 在薄膜上镀上与第一条状电极2相交叉的第二条状电极5，该薄膜包括 生长在衬底上的第一部分及生长在第一条状电极上的第二部分。
步骤a中，利用分子朿外延法在未镀有第一条状电极2的衬底1及第一条 状电极2上生长一层材料薄膜。
分子束外延法中，当衬底和外延薄膜的匹配度很好时，可以在衬底上外延 得到结晶度很好的单晶薄膜；而当衬底和外延薄膜的失配度很大时，则在衬底 上会形成结晶方向各异的多晶薄膜。该薄膜中的第一部分3为单晶薄膜，第二部分4为多晶薄膜。
该衬底l为SrTi03衬底，该薄膜为Ti02薄膜，该第一、第二条状电极2、 5 均为Pt电极。
本发明通过分子束外延Ti02在不同称底上形成不同形态薄膜，多晶Ti02夹 在两个Pt电极之间，形成很好的Pt/Ti02/Pt存储单元，而直接在SrTi03上形成 的单晶Ti02能起到很好的存储单元间的绝缘作用，从而避免了对Ti02的刻蚀， 实现用简单方法制备基于Pt/Ti02/Pt交叉阵列的非易失性存储器件。
权利要求
1、一种堆垛交叉阵列的存储结构，包括衬底，其特征在于该衬底上镀有第一条状电极，在未镀有第一条状电极的衬底及第一条状电极上形成具有电阻开关效应的材料薄膜，该薄膜上设有与第一条状电极相交叉的第二条状电极，该薄膜包括设置在衬底上的第一部分及设置在第一条状电极上的第二部分。
2、 根据权利要求l所述的堆垛交叉阵列的存储结构，其特征在于该第一 条状电极与第二条状电极的取向相垂直。
3、 根据权利要求1所述的堆垛交叉阵列的存储结构，其特征在于该第一 条状电极具有多条，且相互平行设置，且该第二条状电极也具有多条，且相互 平行设置。
4、 根据权利要求1或2或3所述的堆垛交叉阵列的存储结构，其特征在于 薄膜中的第一部分为单晶薄膜，第二部分为多晶薄膜。
5、 根据权利要求4所述的堆垛交叉阵列的存储结构，其特征在于该衬底为SrTi03衬底，该薄膜为Ti02薄膜。
6、 根据权利要求5所述的堆垛交叉阵列的存储结构，其特征在于该第一、第二条状电极均为pt电极。
7、 一种堆哚交叉阵列的存储结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤a、 提供一衬底，并在该衬底上镀上第一条状电极；b、 在未镀有第一条状电极的衬底及第一条状电极上生长一层材料薄膜；c、 在薄膜上镀上与第一条状电极相交叉的第二条状电极。
8、 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于步骤a中，利用分子束 外延法在未镀有第一条状电极的衬底及第一条状电极上生长一层材料薄膜。
9、 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于该薄膜为单晶薄膜或多晶薄膜。
10、 根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于该衬底为SrTi03衬底， 该薄膜为Ti02薄膜，该第一、第二条状电极均为Pt电极。
全文摘要
本发明公开了一种堆垛交叉阵列的存储结构，包括衬底，该衬底上镀有第一条状电极，在未镀有第一条状电极的衬底及第一条状电极上形成具有电阻开关效应的材料薄膜，该薄膜上设有与第一条状电极相交叉的第二条状电极，该薄膜包括设置在衬底上的第一部分及设置在第一条状电极上的第二部分。本发明避免对具有电阻开关效应的薄膜的刻蚀，简化了存储结构的制备过程。
文档编号H01L27/24GK101615622SQ200910041379
公开日2009年12月30日 申请日期2009年7月24日 优先权日2009年7月24日
发明者刘雅晶, 吴曙翔, 李树玮 申请人:中山大学