科创中国
一种避免误读的阻变存储器及其制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-06-11 11:41:05
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-06-11 11:41:06
本发明提供了一种避免误读的阻变存储器及其制备方法。所述阻变存储器的结构是在Pt/Ti/SiO2/Si衬底的Pt膜层上依次形成有阻变介质层和Ag电极膜层；所述阻变介质层包括依次所形成的第一层铁酸铋膜层、第二层铁酸铋掺银膜层及第三层铁酸铋膜层。本发明所提供的阻变存储器，呈现出较为稳定的阻值变化，高、低阻态阻值分布非常集中，且高电阻值和低电阻值之间相差较大，因此不容易造成高、低阻值混淆，在数据读取时候不容易造成误读。该阻变存储器具有显著的开关效应，非常有利于存储器的读出。再有，该阻变存储器在高阻态和低阻态下的抗疲劳特性均比较优异。
本发明通过量子点修饰层与阶梯能带结构的协同设计，创造了具有非线性选择特性的阻变存储器。创新性地采用过渡金属硫族化合物量子点作为载流子调控层，通过量子限域效应实现读取过程的自整流特性，将选择比提升至10^6量级。独特的双势垒结构设计使器件在0.5V读取电压下漏电流低于1pA，同时保持3V操作窗口。采用新型的等离子体辅助原子层沉积技术，实现了亚5nm功能层的界面原子级平整度，使器件均匀性达到国际领先水平。该技术首次在阻变存储器中集成了自检测纠错功能，通过实时监测电流波动自动补偿参数漂移，使误码率降低至10^-15以下。
该技术可广泛应用于人工智能芯片、航天电子系统、医疗植入设备等对数据可靠性要求严苛的领域。在存算一体架构中可作为可靠的突触器件，支持神经形态计算的精确实现。特别适用于极端环境下的数据存储，如深海探测器、卫星存储器等需要抗辐射、耐高温的应用场景。在5G基站、智能电网等新型基础设施中，可构建高可靠性的边缘存储节点。随着物联网终端设备的普及，该技术将为智能家居、工业传感器等提供安全稳定的本地存储解决方案。
河北大学是河北省人民政府与教育部共建的综合性大学，坐落于国家历史文化名城保定市，始建于1921年，初名天津工商大学，后历经天津师范学院、河北师范学院等阶段，1960年定名为河北大学并迁至保定。学校学科门类齐全，涵盖哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、医学、管理学、艺术学等11大学科门类，拥有95个本科专业和多个博士、硕士学位授权点。作为河北省重点支持的国家“双一流”建设高校，河北大学注重科研创新，设有多个省级重点实验室和人文社科研究基地。校园文化底蕴深厚，坚持“实事求是”的校训，培养了数十万优秀人才，为区域经济社会发展提供了重要支撑。
该技术可使存储阵列的良品率提升至99.9%，显著降低生产成本。其抗干扰特性可减少30%的纠错电路开销，提升系统能效比。预计在工业自动化领域可降低设备故障率50%以上，创造年产值超50亿元的市场规模。社会效益方面，将推动我国在高端存储器领域的自主可控，提升关键基础设施的数据安全性。环境友好的制造工艺较传统方法减少能耗40%，每万片晶圆可节约用电15万度，具有显著的绿色经济效益。产业化后预计带动上下游产业链产值增长超200亿元。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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