[發明專利]一種憶阻器的制備方法

在審

• 申請號: 201710291749.X
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106953009A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 孫柏;張欣;趙勇;張勇
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L45/02;G11C13/00
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)51232
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明涉及一種存儲器制造技術領域。

背景技術

存儲器在整個IC市場中一直占有十分重要的地位。據2007年統計，全球存儲器市場的銷售額已經高達600億美元，而且市場份額還在不斷擴大。目前使用的存儲器可以分為兩類，即易失性的隨機存儲器和非易失性存儲器。前者主要產品有動態隨機存取存儲器和靜態隨機存儲器，數據存儲速度快，但當結束供電后，所存儲的資料會很快消失，因此存儲的信息需要不斷刷新。后者主要有ROM(只讀存儲器)、PROM(可編程存儲器)、EEPROM(電可擦除存儲器)、Flash(閃存)等，它們的存儲速度相對較慢，但是具有斷電后仍然能夠繼續保持存儲數據的特性，已經廣泛應用于各種手持終端和多媒體設備中，其中Flash已經成為最為成熟的主流的非易失性存儲器。市場調研機構Databeans指出，2009年全球Flash銷售額達到194.72億美元，占半導體產業的8.7％，在2010年全球Flash銷售額已達到254.28億美元，而且呈現逐年增加的趨勢。

憶阻隨機存儲器是基于憶阻效應的一種存儲器，簡稱憶阻器，結構與磁存儲器相似，存儲單元為導體/絕緣體/導體構成的三明治結構，但是介質層兩側不是磁性材料，而是導體材料。一般情況下，導體為金屬，因此憶阻隨機存儲器的結構為導體/絕緣體/導體型結構。通過施加一定極性的電壓脈沖，導體/絕緣體/導體結構中絕緣層的電阻可以在高阻態和低阻態之間進行可逆轉換，由此實現信息的存儲。憶阻隨機存儲器具有存儲密度高，讀寫速度快，結構相對簡單等優點。另外，憶阻隨機存儲器的制作工藝與傳統的CMOS工藝的兼容性很好，容易實現大批量、可集成、低成本的生產制造。

目前，制備憶阻器的材料主要是半導體，如ZnO，TiO₂，CuO，NiO，BiFeO₃，Fe₂O₃等，以及一些有機半導體材料，這樣的半導體材料獲取難、價格高、不易回收、可持續利用率低，而且有一部分半導體材料具有毒性，對環境和人體都有負面影響。最近，許多科研人員在制備憶阻器件中開始使用無毒的天然生物材料，如蠶絲、蛋白質、蛋清等。但是，蠶絲和蛋白質的價格昂貴，不易獲取。在該發明中我們嘗試使用天然的生物材料樹葉來制備憶阻器，利用樹葉制備憶阻器，不但實現了廢物的二次利用，而且樹葉易分解，無污染，可持續利用。因此，利用樹葉制備憶阻器，從長遠來看將是非常有意義的。

發明內容

本發明的目的是提供一種憶阻器的制備方法，它能有效地解決半導體材料對環境和人體都有負面影響的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種憶阻器件的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、收集足夠的干枯樹葉；

步驟二、將步驟一收集到的樹葉通過分離法獲取超細的樹葉粉末，備用；

步驟三、將步驟二得到的超細樹葉粉末溶解在乙基纖維素溶液中，制備成膠體；

步驟四、用摻雜氟的二氧化錫透明導電玻璃FTO做基片，利用旋涂法將步驟三得到的膠體在基片導電的一面旋涂成薄膜作為介電層；

步驟五、將步驟四中得到的帶介電層的基片，在60℃的干澡箱里干燥12小時以上；

步驟六、將步驟五中干燥之后的基片放入真空沉積設備；

步驟七、通過真空沉積法將基片上介電層的表面沉積金屬銀做上電極，得到具有銀/樹葉/FTO結構的憶阻器件。

所述通過分離法獲取超細的樹葉粉末的具體方法為：將收集到的干枯樹葉，依次用酒精和去離子水清洗并粉碎后，置于容器中，然后將容器置于干燥箱中，在60℃下干燥，干燥到可以研磨成粉末為止；取出干燥好的樹葉碎片研磨，隨后將研磨后的粉末經1200目～1600目過篩并分散在酒精中，用孔徑10微米的濾膜進行抽濾，再將過濾物進行二次干燥，將最終干燥好的樹葉粉末，保存于40℃的干燥箱中，備用。

所述導電基片可以是金屬薄片或導電薄膜。

所述上電極可以是銀以外的金屬或導電氧化物；介電層可以是樹葉以外的其他植物的葉、莖、果皮。

本發明的有益效果在于：本發明利用分離法制備超細的樹葉粉末，并且在導電基片上制備樹葉薄膜，進一步利用了廢物制備有用的器件，增加了廢品利用；因此，本發明制備的憶阻器件能夠實現廢物的二次利用，制造成本非常低，同時制備成的器件具有較好的室溫憶阻特性，而且循環穩定性良好，能夠用于制備憶阻存儲器的原始模型。能夠實現較高比率的開關性能，而且成本低、循環壽命長。

附圖說明

圖1為通過分離法提取超細樹葉粉末及制備憶阻器件的流程圖；