[發明專利]基于石墨烯的可編程非易失性電阻型存儲器及其制備方法

無效

• 申請號: 201110067572.8
• 申請日: 2011-03-21
• 公開（公告）號: CN102157687A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 李福山;郭太良;吳朝興;張永愛;葉蕓
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種基于石墨烯的可編程非易失性電阻型存儲器，包括基板以及設于基板上相互平行排列的復數條數據電極，其特征在于：進一步包括

設于所述數據電極上的復數條相互平行排列的尋址電極，所述復數條數據電極和復數條尋址電極相互正交；

一介質隔離層設于所述述數據電極和尋址電極之間；

一對狀電極，設于所述介質隔離層上且分別于所述的數據電極和尋址電極電性連接；

一石墨烯片層，覆蓋于對狀電極表面，用于連接所述對狀電極的兩極。

2.?根據權利要求1所述的基于石墨烯的可編程非易失性電阻型存儲器，其特征在于：所述的對狀電極的第一電極經一設于介質隔離層上的過孔與所述的數據電極連接。

3.?根據權利要求1所述的基于石墨烯的可編程非易失性電阻型存儲器，其特征在于：所述的對狀電極的兩極之間存在間隙，所述的間隙內覆蓋有石墨烯片。

4.?一種基于石墨烯的可編程非易失性電阻型存儲器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，在一基板上形成相互平行排列的復數條數據電極；

步驟二，在所述數據電極上沉積介質隔離層，并采用光刻工藝在介質隔離層刻制位于所述數據電極上方的過孔；

步驟三，在隔離介質層表面沉積電極層，并通過光刻工藝形成復數條與所述數據電極相互正交的尋址電極以及連接所述數據電極和尋址電極的對狀電極；

步驟四，在所述的對狀電極表面沉積石墨烯層。

5.?根據權利要求4所述的基于石墨烯的可編程非易失性電阻型存儲器的制備方法，其特征在于：所述步驟四中，采用提拉法制備石墨烯層，包括：（1）、用細胞粉碎超聲機對制得的石墨烯溶液進行超聲處理2小時；（2）、將步驟三所制作的器件緩慢放入石墨烯溶液中，然后緩慢往上提拉；（3）、在室溫下自然干燥24小時。

6.?根據權利要求4所述的基于石墨烯的可編程非易失性電阻型存儲器的制備方法，其特征在于：所述步驟四中，采用噴灑法在對電極表面沉積石墨烯層，即將配制好的石墨烯懸浮液噴灑在對狀電極表面，干燥后形成石墨烯層。

7.?根據權利要求4所述的基于石墨烯的可編程非易失性電阻型存儲器的制備方法，其特征在于：所述步驟四中，采用旋涂法在對電極表面沉積石墨烯層。

8.?根據權利要求4所述的基于石墨烯的可編程非易失性電阻型存儲器的制備方法，其特征在于：所述步驟四中，采用微機械剝離法制備石墨烯溶液，包括：先用光刻膠將高定向熱解石墨轉移到玻璃襯底上,?然后用透明膠帶進行反復粘貼將高定向熱解石墨剝離,最后將粘有石墨烯片的玻璃襯底放入丙酮溶液中超聲振蕩。

9.?根據權利要求4所述的基于石墨烯的可編程非易失性電阻型存儲器的制備方法，其特征在于：所述步驟四中，采用PECVD方法制備石墨烯層，包括：首先在?SiO₂/Si基底上沉積一層100-500?nm厚的金屬鎳薄層,然后在?1000^oC及高真空下,?以甲烷、?氫氣及氬氣混合氣為反應氣,制備石墨烯；在長有石墨烯的硅片表面旋涂一層感光膠；腐蝕SiO₂表面的鎳層，從而得到脫離基片的一面粘附有石墨烯層的感光膠薄膜；將粘附有石墨烯層的感光膠薄膜貼在對狀電極表面，并使石墨烯層與對狀電極接觸，加熱使感光膠層與對狀電極緊密接觸；最后去除感光膠，得到貼在對狀電極表面的石墨烯層。

10.?根據權利要求5、6、7、8或9所述的基于石墨烯的可編程非易失性電阻型存儲器的制備方法，其特征在于：所述的石墨烯通過還原氧化石墨烯制得，其制備步驟為：首先通過Hu?mmers法進行制備氧化石墨，該法以石墨粉為原料,經過強氧化劑濃硫酸和高錳酸鉀的氧化,?石墨的層間被插入了羥基、環氧及羧基等含氧基團,拉大了石墨的層間距,?從而得到了石墨氧化物；然后通過超聲作用,將石墨氧化物剝離得到單層的石墨烯氧化物；最后對氧化石墨烯進行還原,?將氧化石墨烯平面結構上的含氧基團去除，最終得到石墨烯。