[發(fā)明專利]一種記憶存儲器及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103928611B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 江林;張軍昌
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H01L51/05
• 分類號: H01L51/05;H01L51/40
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 項麗

技術領域

本發(fā)明屬于有機微電子材料領域，具體涉及一種記憶存儲器及其制備方法。

背景技術

數(shù)碼相機、手機、MP3播放器等器件在這幾年來的成長十分迅速，使得消費者對儲存媒體的需求也急速增加。記憶存儲器是這些儲存媒體的重要組成部分，具有數(shù)據(jù)非易失性、省電、體積小，以及無機械結構等特性。

導電聚合物以及以導電聚合物為基礎的電子器件被廣泛研究，其具有制作過程簡單、成本低、高響應信號、高穩(wěn)定性等優(yōu)點。這些電子器件包括發(fā)光二極管、場效應晶體管、太陽能電池等。聚吡咯(即PPy)是一種常見的導電聚合物，具有共軛鏈氧化、對應陰離子摻雜結構，其電導率可達10²～10³S/cm，拉伸強度可達50～100MPa，以及很好的電化學氧化-還原可逆性。近年來，導電聚合物與金屬納米粒子復合材料由于同時具備導電聚合物的耐高溫、光電性質以及納米材料的量子尺寸效應和小尺寸效應，因此一直是科技研究的熱點。

傳統(tǒng)的記憶存儲器由半導體材料制成，例如公告授權號為CN 100340000C的中國發(fā)明專利公開了一種記憶性半導體儲存器，它包括半導體基板、相隔設置于半導體基板上的位元區(qū)、源極區(qū)、信道、浮動閘極、控制閘極、形成于位元區(qū)與源極區(qū)間的半導體基板上的第一介電層；浮動閘極呈上尖下寬的中空火山口狀；依浮動閘極設有覆蓋于浮動閘極上方周圍的第二介電層及與第二介電層結合的第三介電層；其中第二介電層順應性地覆蓋浮動閘極的火山口內(nèi)側及外側，且第三介電層的高度低于浮動閘極的尖端；浮動閘極的底面與下方的源極區(qū)部分重疊；控制閘極設置于第二、第三介電層上。該記憶性半導體儲存器雖然節(jié)省芯片上空間且控制閥極的寬度不受光學微影術限制，但是其成本昂貴、制作工藝復雜、半導體材料難以控制。

此外，負微分電阻一般指n型的GaAs和InP等雙能谷半導體中由于電子轉移效應而產(chǎn)生的一種效果—電壓增大、電流減小所呈現(xiàn)的電阻。負微分電阻效應常常出現(xiàn)在半導體以及有機聚合物電子器件中，例如在負阻區(qū)，半導體中載流子濃度局部的微小漲落即可引起非平衡多數(shù)載流子的大量積累而產(chǎn)生空間電荷。負微分電阻器件可用于許多電路應用，包括多重-數(shù)值邏輯電路、靜態(tài)存儲(SRAM)元件、閂鎖電路以及振蕩器等。因此，可控的負微分電阻效應顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種成本低、穩(wěn)定性高且具有負微分電阻效應的記憶存儲器。

為解決以上技術問題，本發(fā)明采取的一種技術方案是：一種記憶存儲器，它包括半導體基板、相隔設置于半導體基板上的兩個電極、連接兩個電極的薄膜層，所述的薄膜層由包覆有導電聚合物的貴金屬納米粒子組成。

優(yōu)化地，所述半導體基板上涂覆有光刻膠層，所述光刻膠層上設有與電極及薄膜層相對應的空腔。

進一步地，所述電極與半導體基板間鍍有金屬鉻層。

進一步地，所述的導電聚合物為聚吡咯、聚苯胺或聚噻吩，所述的貴金屬納米粒子為納米金、納米銀、納米鈀、納米鉑，所述的電極為金電極。

進一步地，所述的金屬鉻層厚度為3～8納米，所述的電極厚度為15～30納米，所述的貴金屬納米粒子直徑為10～15納米。

更進一步地，所述兩個電極的間隔為2～5微米。

本發(fā)明還提供一種記憶存儲器的制備方法，包括以下步驟：

(a)在半導體基板上旋涂一層光刻膠，置于80～120℃下加熱3～5分鐘后在光刻膠上刻出空腔；

(b)在所述的空腔內(nèi)沉積金屬形成相隔的兩個電極；

(c)在反應容器中依次加入去離子水、三氯化鐵溶液、導電聚合物單體溶液，反應10～60分鐘后加入貴金屬納米粒子溶液，離心得貴金屬納米粒子/導電聚合物復合材料；

(d)將所述的貴金屬納米粒子/導電聚合物復合材料用去離子水稀釋后滴入所述相隔的兩個電極之間，蒸發(fā)除水形成薄膜層即可。

優(yōu)化地，所述步驟(b)中，在空腔內(nèi)沉積金屬形成相隔的兩個電極前先沉積形成金屬鉻層。

優(yōu)化地，步驟(c)中，所述的貴金屬納米粒子通過在貴金屬納米粒子前驅體溶液中加入還原劑制備。

優(yōu)化地，步驟(c)中，步驟(c)中，所述貴金屬納米粒子、三氯化鐵、導電聚合物單體的質量比1～2:3×10⁴～6×10⁴：1×10²～1×10³。