[發明專利]納米線的構筑方法及數據存儲方法

在審

• 申請號: 201710261469.4
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107068857A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 龍世兵;李磊磊;滕蛟;劉琦;呂杭炳;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/12;B82Y40/00;B82Y25/00;B82Y10/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 韓建偉,謝湘寧

1.一種納米線的構筑方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，在襯底上順序層疊設置下電極層、絕緣層和上電極層，且所述上電極層或所述下電極層為鐵磁電極層；

S2，向所述鐵磁電極層上施加正掃描電壓，使所述下電極層與所述上電極層之間具有正電勢差，形成納米線。

2.根據權利要求1所述的構筑方法，其特征在于，形成所述鐵磁電極層的材料為Fe、Co或者Ni，優選所述鐵磁電極層的厚度為30～60nm。

3.根據權利要求1所述的構筑方法，其特征在于，

當所述上電極層為鐵磁電極層時，形成所述下電極層的材料為Pt，優選所述下電極層的厚度為30～60nm；或

當所述下電極層為鐵磁電極層時，形成所述上電極層的材料為Pt，優選所述上電極層的厚度為30～60nm。

4.根據權利要求1所述的構筑方法，其特征在于，所述絕緣層為TiO₂層、HfO₂層或TiO₂層與HfO₂的混合層，優選所述絕緣層的厚度為10～30nm。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的構筑方法，其特征在于，在所述步驟S1中，采用沉積工藝在所述襯底上形成所述下電極層，優選形成所述下電極層的所述沉積工藝為磁控濺射、離子束濺射或電子束蒸發。

6.根據權利要求1至4中任一項所述的構筑方法，其特征在于，在所述步驟S1中，采用沉積工藝在所述下電極層上形成所述絕緣層，優選形成所述絕緣層的所述沉積工藝為原子層沉積、磁控濺射或離子束濺射。

7.根據權利要求1至4中任一項所述的構筑方法，其特征在于，在所述步驟S1中，采用沉積工藝在所述絕緣層上形成所述上電極層，優選形成所述上電極層的所述沉積工藝為磁控濺射、離子束濺射或電子束蒸發。

8.根據權利要求1所述的構筑方法，其特征在于，在所述步驟S1之前，所述構筑方法還包括在所述襯底表面設置種子層的步驟，所述下電極層設置在所述種子層上。

9.根據權利要求8所述的構筑方法，其特征在于，形成所述種子層的材料為Ti，優選所述種子層的厚度為5～10nm。

10.根據權利要求8或9所述的構筑方法，其特征在于，采用沉積工藝在所述襯底表面形成所述種子層，優選形成所述種子層的所述沉積工藝為磁控濺射、離子束濺射或電子束蒸發。

11.根據權利要求1所述的構筑方法，其特征在于，在所述步驟S2中，

所述上電極層為所述鐵磁電極層，使所述下電極層接地，并向所述上電極層施加所述正掃描電壓，以使所述上電極層與所述之間下電極層產生電勢差；或

所述下電極層為所述鐵磁電極層，使所述上電極層接地，并向所述下電極層施加所述正掃描電壓，以使所述下電極層與所述上電極層之間產生電勢差。

12.根據權利要求1所述的構筑方法，其特征在于，在所述步驟S2之后，所述構筑方法還包括以下步驟：

S3，向所述鐵磁電極層上施加負掃描電壓，使所述下電極層與所述上電極層之間具有負電勢差，以使所述納米線斷裂。

13.一種數據存儲方法，其特征在于，包括：

利用權利要求1至11中任一項所述的構筑方法中的下電極層、絕緣層和上電極層構成存儲器；

利用權利要求1至11中任一項所述的構筑方法形成納米線；

向所述存儲器中的鐵磁電極層上施加負掃描電壓，使所述下電極層與所述上電極層之間具有負電勢差，以使所述納米線在形成和斷裂之間切換，并進行所述數據存儲。

14.根據權利要求13所述的應用，其特征在于，向所述存儲器的鐵磁電極層上施加正掃描電壓的過程中，同時利用半導體測試儀測試所述存儲器的電阻值，所述電阻值由10⁵～10⁷數量級跳變至10²數量級時，此時的所述正掃描電壓的電壓值為臨界電壓值，當所述正掃描電壓的電壓值達到所述臨界電壓值時，停止施加所述正掃描電壓并開始向所述鐵磁電極層上施加負掃描電壓，以實現所述納米線在形成和斷裂之間的切換。