CN104022219A - 基于Al2O3薄膜的擦写一次读多次非挥发性存储器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及存储技术领域，公开了一种基于Al2O3薄膜的擦写一次读多次非挥发性存储器，包括衬底、Al2O3薄膜和Pt金属电极，Al2O3薄膜设于衬底上，Pt金属电极设于Al2O3薄膜上，其中衬底为ITO导电玻璃为材料的衬底。该存储器的结构为：铂—氧化铝薄膜—ITO导电玻璃（Pt—Al2O3—ITO），铂和ITO导电玻璃做电极。其中的氧化铝薄膜是通过分子束外延法制备而得到的。本发明的薄膜器件具有很高的可靠性和性能一致性，器件两种状态的阻值比约为104，可作为擦写一次读多次非挥发性存储器使用。
Description
技术领域
本发明涉及存储技术领域，更具体地，涉及一种擦写一次读多次非挥发性存储器。
背景技术
目前有一种存储器器件是一次写入多次读取(write-once，read-many，WORM)的存储器器件，该存储器器件不可重写。即存储器内的数据写入以后就不能改变、擦除、或覆写，这种性能保证数据具有较好的可靠性和安全性，如文档存储或永久记录等均采用这类存储器器件。
发明内容
鉴于目前的一次写入多次读取存储器器件，本发明的目的是提供一种类似的具有永久存储记录资料的擦写一次读多次非挥发性存储器。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
基于Al2O3薄膜的擦写一次读多次非挥发性存储器，包括衬底、Al2O3薄膜和Pt金属电极，Al2O3薄膜设于衬底上，Pt金属电极设于Al2O3薄膜上，其中衬底为ITO导电玻璃为材料的衬底。
该存储器的结构为：铂—氧化铝薄膜—ITO导电玻璃（Pt—Al2O3—ITO），铂和ITO导电玻璃做电极。其中的氧化铝薄膜是通过分子束外延法制备而得到的。本发明制备的薄膜器件具有很高的可靠性和性能一致性，器件两种状态的阻值比约为104，可作为擦写一次读多次非挥发性存储器使用。
所述Pt金属电极为多个点电极。
所述Al2O3薄膜为多晶薄膜，通过分子束外延法在ITO导电玻璃上形成Al2O3薄膜。
上述采用分子束外延法制备形成Al2O3薄膜的具体条件是：使以ITO导电玻璃为材料的衬底处于室温，生长气压控制在10-3Pa，用源射频离子体发生器产生离子体，蒸发出铝原子；使铝原子和离子体在以ITO导电玻璃为材料的衬底表面上相互作用，生成Al2O3，生长时间为2小时。
与一次写入多次读取存储器器件相比较，本发明是通过在Pt/ Al2O3/ITO存储器上用电压 V将存储器件从低电阻状态跳跃为高电阻状态。存储器件将超长时间处于高电阻状态，并不受电压大小的影响，有效地将状态保持下来，实现信息的超长时间存储和做到了擦写一次读多次的功能。
附图说明
图1是本发明的擦写一次读多次非挥发性存储器的结构示意图。
图2是本发明Pt/ Al2O3/ITO存储器在电压-2V到电压为+2V的伏安特性图。
图3是本发明Pt//ITO存储器的数据保持力度示意图，跃迁后和跃迁前两种状态分别用+0.2V电压信号读出。
图4是本发明Pt/ Al2O3/ITO存储器的数据读出抗疲劳度示意图，跃迁后和跃迁前两种状态分别用+0.2V电压信号读出。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
如图1所示，本发明提供了一种擦写一次读多次非挥发性存储器，其中包括以ITO导电玻璃为材料的衬底1、设于ITO导电玻璃上的Al2O3薄膜2、设于Al2O3薄膜2上的Pt金属电极3。Pt金属电极3为多个点电极。
本实施例中，Al2O3薄膜2为多晶薄膜，该存储器的结构表达式为：Pt/ Al2O3/ITO。
另外，本发明通过分子束外延法在以ITO导电玻璃为材料的衬底1上生长多晶Al2O3薄膜2，这样更有利于去研究Pt/ Al2O3/ITO器件的非挥发性存储性质。
分子束外延法制备Al2O3薄膜2的具体条件是：使以ITO导电玻璃为材料的衬底1处于室温，生长气压控制在10-3Pa，用O2源射频等离子体发生器产生氧等离子体，并加热纯度为99.99%的Al金属源到950℃，蒸发出铝原子。使铝原子和氧等离子体在以ITO导电玻璃为材料的衬底1表面上相互作用，生成Al2O3，生长时间为2小时。
在Pt金属电极3与外加信号源正极连接，以ITO导电玻璃为材料的衬底1接地的情况下，当外加正向电压信号约为1.4V时能够很容易使存储器件从低阻态跃迁为高阻态。在跃迁为高阻态后，器件一直保持在高阻态，如图2所示。跃迁前的状态和跃迁后的状态能长时间保持稳定，可以分别用+0.2V的电压信号读出来，跃迁后和跃迁前两种状态的电阻比值约为104 ，如图3所示。分别用+0.2V的电压信号读出跃迁前的状态和跃迁后的状态，进行多次读出后仍能保持稳定，跃迁后和跃迁前两种状态的电阻比值约为104 ，如图4所示。
以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于Al2O3薄膜的擦写一次读多次非挥发性存储器，其特征在于，包括衬底、Al2O3薄膜和Pt金属电极，Al2O3薄膜设于衬底上，Pt金属电极设于Al2O3薄膜上，其中衬底为ITO导电玻璃为材料的衬底。
2.根据权利要求1所述的基于Al2O3薄膜的擦写一次读多次非挥发性存储器，其特征在于，所述Pt金属电极为点电极。
3.根据权利要求1所述的基于Al2O3薄膜的擦写一次读多次非挥发性存储器，其特征在于，所述Al2O3薄膜为多晶薄膜。
4.根据权利要求1所述的基于Al2O3薄膜的擦写一次读多次非挥发性存储器，其特征在于，通过分子束外延法在ITO导电玻璃上形成Al2O3薄膜。
5.根据权利要求4所述的基于Al2O3薄膜的擦写一次读多次非挥发性存储器，其特征在于，采用分子束外延法制备形成Al2O3薄膜的具体条件是：使以ITO导电玻璃为材料的衬底处于室温，生长气压控制在10-3Pa，用源射频离子体发生器产生离子体，蒸发出铝原子；使铝原子和离子体在以ITO导电玻璃为材料的衬底表面上相互作用，生成Al2O3，生长时间为2小时。
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