[發明專利]鐵電隨機存取芯片制造方法

有效

• 申請號: 200710044331.5
• 申請日: 2007-07-30
• 公開（公告）號: CN101359592A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發明（設計）人: 徐海生
• 申請（專利權）人: 徐海生
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/84
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所
• 代理人: 翟羽;田興中

技術領域

本發明是關于一種隨機存取芯片的制造方法，特別是有關于一種可印 刷全聚合物鐵電隨機存取芯片的制造方法。

背景技術

傳統的信息存儲系統是將數據儲存于單晶硅和多種金屬、絕緣材料等 制成的電路中，電路在硅片上形成二維陣列。利用光刻技術，通過曝光和 選擇性刻蝕等諸多步驟，將掩膜版上設計好的圖形轉移到硅片上。步驟繁 多，工藝復雜，加工時間長。

隨著存儲系統技術的發展，基于溶液的沉積和直接打印技術在功能材 料的上應用，提供了一種新的制造電子器件的可能性，例如有機場效應晶 體管(FET)，可以應用于低成本，大面積的柔性電子器件。因此基于溶液 沉積的鐵電薄膜的隨機存取信息存儲器(FeRAM)受到越來越多的關注，因 為這類系統的記憶特性是即使電源斷開，記憶狀態并不消失或改變，只在 存儲或讀取數據時需要電源。早期的鐵電隨機存取技術主要是采用基于鐵 電陶瓷薄膜的鐵電隨機存儲技術，在硅基體上沉積鐵電陶瓷薄膜，硅作為 柵極，而鐵電陶瓷薄膜和金屬電極作為源極和漏極。但對鐵電陶瓷薄膜技 術的研究僅是一些基礎方面的研究，未能取得可大規模應用的突破。

后來出現有以PZT[Pb(Zr，Ti)O₃]為電介質的鐵電隨機存儲芯片，如日本 富士通以及韓國三星等公司的1T/1C架構的手機芯片，然后PZT電介質中的 鉛(Pb)的毒性和PZT必須在高溫(通常在1000℃以上)加工限制了它的進一 步發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種鐵電隨機存取芯片的制造方法，其可簡化組 裝工藝，并可以進行大規模連續生產，降低生產成本。

根據上述目的，本發明提出一種鐵電隨機存取芯片的制造方法，首先 在塑料基片上涂布導電高分子材料形成底電極；待干燥后在底電極上涂布 鐵電聚合物；涂布完鐵電聚合物后先在室溫干燥，然后在烘箱中退火；待 鐵電聚合物冷卻至室溫后，在鐵電聚合物上涂布上電極；然后在大氣中干 燥形成成品元件。

根據本發明的鐵電隨機存取芯片的制造方法，其中在塑料基片上涂布 導電高分子材料形成底電極是通過調節導電高分子溶液配方在塑料基片 上印刷電極線。

根據本發明的鐵電隨機存取芯片的制造方法，其中在塑料基片上涂布 導電高分子材料形成底電極是在塑料基片上涂布導電高分子薄膜。

根據本發明的鐵電隨機存取芯片的制造方法，其中在底電極上涂布的 鐵電聚合物是在已涂布有底電極的塑料基片上印刷鐵電聚合物薄膜。

根據本發明的鐵電隨機存取芯片的制造方法，其中在底電極上涂布的 鐵電聚合物為聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)，其中偏氟乙烯與三氟乙烯的單體摩 爾比為90：10～50：50。

根據本發明的鐵電隨機存取芯片的制造方法，其中在底電極上涂布的 鐵電聚合物的步驟還包括在聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)溶解在溶劑中后過濾 溶液以除去機械雜質的步驟。

根據本發明的鐵電隨機存取芯片的制造方法，其中在烘箱中退火的步 驟中退火溫度為120～150℃，退火時間為10～60分鐘。

根據本發明的鐵電隨機存取芯片的制造方法，其中上電極與底電極材 料相同，均由導電高分子制成。

根據本發明的鐵電隨機存取芯片的制造方法，其中上電極材料由聚苯 乙烯磺酸(PSSH，Aldrich公司生產)和銀粉(Aldrich公司生產)混合而成。

根據本發明的鐵電隨機存取芯片的制造方法，其中上電極材料為納米 導電銀漿。

根據本發明的鐵電隨機存取芯片的制造方法，其中上電極用印刷的方 法印制到鐵電聚合物上，上電極材料以商品導電聚苯胺(芬蘭Panipol公司 生產)配制。

為達成前述目的，本發明一種鐵電隨機存取芯片，其包括一基體，形 成于基體上的底電極、形成于底電極上的鐵電聚合物以及形成于鐵電聚合 物上的上電極。

本發明以導電高分子為電極和接點，組裝全部基于聚合物的信息存儲 器，其“電路”可以用導電材料直接“印刷”在聚合物薄層上，擺脫了傳統無 機晶體管制造中必須使用的真空過程和刻蝕技術，極大地簡化了組裝工 藝，可以進行大規模連續生產，降低了生產成本。

附圖說明

圖1是依據本發明的芯片的結構示意圖。

圖2是本發明另一實施例的芯片結構示意圖。

圖3是本發明的芯片的記憶單元結構示意圖。