一种用于外太空环境的高可靠性忆阻器的制作方法

本发明属于计算机数据存储领域，尤其涉及一种用于外太空环境的高可靠性忆阻器。

背景技术：

1、传统的存储芯片采用晶体管芯片作为基础结构，传统的存储芯片是通过晶圆制造技术生产的晶体管芯片。晶圆制造过程中，从硅单晶中切割出薄片，并在上面进行精确的电路设计和制造。这样的存储芯片具有高度集成的特点，能在小尺寸的芯片上嵌入大量晶体管，在数字信息存储和处理方面表现出色。

2、但传统存储芯片的制造过程相对复杂，需要多步骤的光刻、掺杂、蚀刻等工艺。晶体管芯片以其高速、高可靠性和大容量的特点被应用于外太空航天设备中。但是太空中环境复杂，温度变化范围大，且存储芯片会暴漏在存在存在宇宙射线的环境中。

3、因此，本发明提供了一种用于外太空环境的高可靠性忆阻器。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种用于外太空环境的高可靠性忆阻器，旨在解决背景技术中所提及的现有技术所存在的技术问题。

2、本发明实施例是这样实现的，一种用于外太空环境的高可靠性忆阻器，所述忆阻器包括由多个存储单元按照设定格式排布得到的地址层、存储单元层和数据层，其中所述存储单元包括由内向外依次设置的衬底、内电极层、相变电阻层和外电极层，其中所述衬底为棒状或柱状结构，所述棒状或柱状结构的表面设有绝缘材料；所述相变电阻层用于进行绝缘和能量储存，所述内电极层、相变电阻层和外电极层均为正六边形结构。

3、优选地，所述外电极层采用导电材料制成，所述导电材料为金属材料、半导体或氮化物，所述外电极层上连接有电极脚，所述电极脚由若干种金属材料制成金属合金形成，或是由若干种金属材料与氮化物合金化形成，或是由金属材料混合或间隔堆叠形成，或所述电极脚的表面设有导电涂层。

4、更优选地，所述内电极层采用金属镍制成。

5、更优选地，所述衬底采用半导体材料、绝缘材料或聚合物材料制成。

6、更优选地，所述相变电阻层采用硫化物材料制成。

7、更优选地，所述相变电阻层的上下两端面均设有磁性材料，用于在所述相变电阻层内建立磁场以产生量子反常霍尔效应。

8、更优选地，所述磁性材料为钇铁氧体。

9、本发明实施例的有益效果是：能够天然抵抗来自四面八方的宇宙射线，可以有效地保护忆阻器的相变状态不受宇宙射线的干扰。而且环形封闭的结构，不会产生官能失效，从根本上解决了辐射损伤、温度变化和长期使用带来的官能失效等问题，以确保在外太空环境下具备高可靠性。经过多种温度测试，忆阻器的电流电压特性上看斜率电阻没有发生什么变化，也就是说苯环结构忆阻器抗温度变化效果非常好，转换时间可以做到极端，大约在0.3纳秒，即3.3ghz的频率，解决了能量节省问题。同时布置密度非常高，轻松实现空间上的大容量存储。

技术特征：

1.一种用于外太空环境的高可靠性忆阻器，其特征在于，所述忆阻器包括由多个存储单元按照设定格式排布得到的地址层(910)、存储单元层(920)和数据层(930)，其中所述存储单元包括由内向外依次设置的衬底(400)、内电极层(300)、相变电阻层(200)和外电极层(100)，其中所述衬底(400)为棒状或柱状结构，所述棒状或柱状结构的表面设有绝缘材料；所述相变电阻层(200)用于进行绝缘和能量储存，所述内电极层(300)、相变电阻层(200)和外电极层(100)均为正六边形结构。

2.根据权利要求1所述的用于外太空环境的高可靠性忆阻器，其特征在于，所述外电极层(100)采用导电材料制成，所述导电材料为金属材料、半导体或氮化物，所述外电极层(100)上连接有电极脚，所述电极脚由若干种金属材料制成金属合金形成，或是由若干种金属材料与氮化物合金化形成，或是由金属材料混合或间隔堆叠形成，或所述电极脚的表面设有导电涂层。

3.根据权利要求1所述的用于外太空环境的高可靠性忆阻器，其特征在于，所述内电极层(300)采用金属镍(310)制成。

4.根据权利要求1所述的用于外太空环境的高可靠性忆阻器，其特征在于，所述衬底(400)采用半导体材料、绝缘材料或聚合物材料制成。

5.根据权利要求1所述的用于外太空环境的高可靠性忆阻器，其特征在于，所述相变电阻层(200)采用硫化物材料制成。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于外太空环境的高可靠性忆阻器，其特征在于，所述相变电阻层(200)的上下两端面均设有磁性材料，用于在所述相变电阻层(200)内建立磁场以产生量子反常霍尔效应。

7.根据权利要求6所述的用于外太空环境的高可靠性忆阻器，其特征在于，所述磁性材料为钇铁氧体。

技术总结
本发明适用于计算机数据存储领域，提供了一种用于外太空环境的高可靠性忆阻器，所述忆阻器包括由多个存储单元按照设定格式排布得到的地址层、存储单元层和数据层，其中所述存储单元包括由内向外依次设置的衬底、内电极层、相变电阻层和外电极层，其中所述衬底为棒状或柱状结构，所述棒状或柱状结构的表面设有绝缘材料；所述相变电阻层用于进行绝缘和能量储存，所述内电极层、相变电阻层和外电极层均为正六边形结构，本发明实施例的有益效果是：能够天然抵抗来自四面八方的宇宙射线，可以有效地保护忆阻器的相变状态不受宇宙射线的干扰，不会产生官能失效，从根本上解决了辐射损伤、温度变化和长期使用带来的官能失效等问题。

技术研发人员：李修录
受保护的技术使用者：深圳市安信达存储技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7