[發明專利]一種對環境因素敏感的憶阻器的制備方法

有效

• 申請號: 201811188337.4
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109449287B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 孫柏;李小霞;付國強;陳元正;李冰;趙勇
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;C23C14/04;C23C14/06;C23C14/08;C23C14/18;C23C14/35
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種對環境因素敏感的憶阻器的制備方法，具體包括如下步驟：S1：清洗襯底；S2：濺射沉積Cu₂ZnSnSe₄薄膜：在控濺射獲得Cu₂ZnSnSe₄薄膜；S3：濺射沉積BiFeO₃薄膜：經步驟S2處理后，在Cu₂ZnSnSe₄薄膜上磁控濺射獲得BiFeO₃薄膜；S4：制備上電極：在沉積好的BiFeO₃薄膜表面沉積上電極，獲得對環境因素敏感的憶阻器。本發明提供的對環境因素敏感的憶阻器的制備方法，步驟簡單，可操作性強，適于產業化生產；所制備的憶阻器件，表現出優異的憶阻性能，器件結構簡單、重復性好、成本低，在新型存儲器、未來外太空的探索等電子器件領域具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于半導體薄膜器件領域，具體涉及一種對環境因素敏感的憶阻器的制備方法。

背景技術

隨著信息數字化、計算機技術、互聯網以及便攜式電子產品的快速發展，電子器件在生活中的作用越來越重要，我們每天都要通過電子器件處理和接受海量的信息。因此，人們對電子器件的性能提出了更高的要求，如快的速度，高的存儲容量，長的使用壽命，小的體積等等。然而，對存儲器件而言，目前基于電荷存儲的傳統半導體存儲器件因為尺寸的縮小而遇到嚴峻的物理理論和制備技術的雙重限制，因而無法滿足當今信息技術迅速發展的需要。因此突破現有存儲技術的瓶頸對將來信息技術的進一步發展具有重大的意義。目前，存儲器大體可以分為兩類，即：A、易失性的隨機存儲器；B、非易失性存儲器。憶阻隨機存儲器(Resistive Switching Random Access Memory，簡稱RRAM)是近年來新型的一種基于電流控制電阻變化的非易失性存儲器。憶阻器具有結構簡單，存儲單元小，讀寫速度快且制備技術相對簡單等優點。該存儲器件的基本存儲單元是：頂電極/介電層/底電極的三明治結構，研究者認為RRAM是下一代最具應用前景的新概念存儲器件之一。

在憶阻器的研究中，室溫下具有存儲特性的存儲器件備受研究者的關注。同時，增加額外的參數提高憶阻器件存儲特性能也是解決當前對電子產品功能需求一條重要途徑。環境因素敏感的憶阻器具有一個特殊的憶阻效應，受到了科研人員的廣泛關注，電子器件在復雜環境下(如黑暗、普通、加光、加熱)下的使用越來越重要，應用前景在將來外太空的探索有非常重要的作用，通過環境條件調控憶阻器的特性可以明顯增加該器件的存儲態，提高存儲器件的存儲密度。該調控方法易于調控，也是提高存儲性能最簡單，廉價的途徑之一。

因此，研究環境因素敏感的憶阻器制備方法將具有重大的意義，很可能為開發新型電子器件，為實現性能更優異的電子器件的發展提供新的途徑。

發明內容

本發明的目的是解決上述問題，開發了一種對環境因素敏感的憶阻器的制備方法，該器件結構簡單、性能優異、穩定、重復性好，同時對環境因素敏感，增加了存儲器的控制條件，提高了存儲器件的存儲密度。在新型多態存儲電子器件領域及未來多功能電子器件的探索中具有良好的應用前景。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種對環境因素敏感的憶阻器的制備方法，具體包括如下步驟：

S1：清洗襯底：將基片清洗、吹干后放入磁控濺射室中；

S2：濺射沉積Cu₂ZnSnSe₄薄膜：在磁控濺射靶槍上安裝Cu₂ZnSnSe₄化合物靶材，Cu、Zn、Sn、Se原子比為2:1:1:4，設靶基距為8-12cm，對磁控濺射腔室本底抽真空后，通入高純氬氣作為工作氣體，設置濺射氣壓為0.5～1.0Pa(濺射氣壓的大小直接會影響薄膜的致密度)，襯底溫度為200～300℃(襯底溫度高低會影響晶向分布)，濺射功率80～100W/cm²，濺射時間為20～30min，獲得Cu₂ZnSnSe₄薄膜；