[發明專利]一種雙極型閾值選通器及其制備方法在審
| 申請號： | 201910166048.2 | 申請日： | 2019-03-06 |
| 公開（公告）號： | CN109888093A | 公開（公告）日： | 2019-06-14 |
| 發明（設計）人： | 張楷亮;黃金榮;王芳;李文習;董凱飛;單欣 | 申請（專利權）人： | 天津理工大學 |
| 主分類號： | H01L45/00 | 分類號： | H01L45/00 |
| 代理公司： | 天津耀達律師事務所 12223 | 代理人： | 張耀 |
| 地址： | 300384 *** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 儲氧層 雙極型 選通器 制備 電極 襯底 絕緣介質層材料 退火 存儲器集成 二元氧化物 化學計量比 絕緣介質層 阻變存儲器 導電細絲 發明器件 交叉陣列 三維結構 泄露電流 選通器件 有效抑制 下電極 氧化層 氧空位 氧原子 粘附層 阻變層 阻擋層 濺射 選通 離子 斷裂 儲存 應用 | ||
1.一種雙極型閾值選通器，其特征是：其結構由：Si襯底,SiO2氧化層，Ti粘附層，下電極，絕緣介質層，儲氧層，上電極依次疊加構成；其中儲氧層與絕緣介質層位置可互換。
2.根據權利要求書1所述的雙極型閾值選通器，其特征是：上、下電極材料為導電金屬、或導電金屬氮化物、或導電金屬氧化物；其中導電金屬為：Ti、Ag、Al、Ni、Ta、W、Pt中的一種；導電金屬氮化物為：TiN、TaN、AlN中的一種；導電金屬氧化物為：FTO、ITO、AZO中的一種。
3.根據權利要求書1所述的雙極型閾值選通器的制備方法，步驟如下：
(1)取清洗干凈的Si晶圓，使用氧化擴散爐制備厚度為100-300nm的氧化層，并將其裁制為合適大小的襯底；
(2)清洗襯底，使用離子束濺射在具有氧化層的襯底上制備厚度為4-6nm的Ti粘附層；
(3)使用反應磁控濺射、離子束濺射、電子束蒸發方式沉積下電極；
(4)在下電極上方使用射頻磁控濺射方式制備氧化鉿絕緣介質層，其制備的工藝條件為：本底真空低于5x10-4Pa；工作壓強為0.5-1.5Pa；實驗所需氣體為：Ar，O2，氧分壓為6-20％；濺射功率為40-150W；靶基距為5-8cm；
(5)在絕緣介質層上方使用反應磁控濺射的方式制備金屬鉿層，并采用退火的方式，氧化生成一層厚度在3-5nm的欠氧型氧化鉿作為儲氧層，退火溫度為100-250℃；
(6)使用與沉積下電極相同的方式，采用通孔直徑為200-350um的掩膜版制備上電極。
4.根據權利要求書3所述的雙極型閾值選通器的制備方法，其特征是:絕緣介質層厚度為8nm-25nm,儲氧層厚度為3nm-5nm,且儲氧層與絕緣介質層位置可互換。
5.根據權利要求書3所述的雙極型閾值選通器的制備方法,其特征是：氧化層厚度為200nm-300nm,粘附層厚度為4nm-6nm。
6.根據權利要求書3所述的雙極型閾值選通器的制備方法，其特征是：退火過程腔室真空條件為5x10-4Pa,退火時間為5min-1h,退火溫度為100-250℃。
7.根據權利要求書3所述雙極型閾值選通器制備方法，其特征為：器件上電極為ITO或FTO，上電極形狀為圓形，厚度在100nm-300nm之間。
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