[發明專利]一種雙勢壘納米硅阻變存儲器及其制備方法

有效

• 申請號: 201810056850.1
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN110061129B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 馬忠元;譚定文;孫楊
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種雙勢壘納米硅阻變存儲器，其特征在于：該阻變存儲器單元由上至下依次包括：上電極、雙勢壘結構和下電極，該雙勢壘結構由兩個碳硅比相同的富碳碳化硅勢壘層與納米硅層共同構成，所述納米硅層位于所述兩個勢壘層之間，兩個勢壘層分別與上、下電極相接，所述納米硅層的厚度為4納米，上下兩層富碳碳化硅勢壘層的厚度為3納米。

2.根據權利要求1所述的雙勢壘納米硅阻變存儲器，其特征在于：所述納米硅層為低壓氣相和氫氣刻蝕相結合生長的納米硅。

3.根據權利要求1所述的雙勢壘納米硅阻變存儲器的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步、構筑鉑金屬下電極

1.1對單晶硅進行熱氧化，氧化硅層的厚度為200納米，獲得表面覆蓋氧化硅層的基底；

1.2在氧化硅表面涂光刻膠，采用矩形陣列分布的模板在光刻膠表面曝光和顯影，獲得圖形化的光刻膠；

1.3以光刻膠為掩膜結合ICP刻蝕，在SiO₂表面形成深度為30納米的溝槽，然后采用電子束蒸發的方法在樣品表面淀積鉑金屬作為下電極，鉑金屬的厚度為30納米；

1.4去除光刻膠和光刻膠上的金屬，獲得底電極分布為鉑金屬條形陣列的氧化硅基底；

第二步、構筑雙勢壘納米硅薄膜

2.1將表面覆蓋條形鉑電極陣列的氧化硅基底放入PECVD系統，通入硅烷，甲烷的混合氣體，設定甲烷和硅烷的流量比，利用電場作用淀積得到富碳碳化硅勢壘層；

2.2將硅烷和氫氣交替通入PECVD系統，設定硅烷和氫氣的比例，獲得密度和尺寸可調的納米硅層；

2.3僅再重復2-1，形成富碳碳化硅勢壘層；

第三步、構筑鉑金屬上電極

3.1在富碳碳化硅勢壘層表面涂光刻膠，采用條形陣列分布的模板在光刻膠表面曝光和顯影，獲得圖形化的光刻膠；

3.2采用電子束蒸發的方法在覆蓋有圖形化光刻膠的表面淀積鉑金屬作為上電極；

3.3去除光刻膠和光刻膠上的金屬，獲得鉑金條形電極，其方向垂直于底電極。