[發明專利]一種三維分子基鐵電存儲器件

在審

• 申請號: 201910291134.6
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110041208A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 游雨蒙;馮子杰;熊昱安
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C07C211/07
• 分類號: C07C211/07;C07C209/00;C07F7/24;H01L27/11585;H01L27/1159
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 盧倩

本發明屬于微電子存儲器技術領域，特別涉及一種三維分子基鐵電存儲器件，包括所述分子基鐵電存儲器晶體薄膜、中心電極、周圍電極和絕緣層；分子基鐵電存儲器晶體薄膜包裹在金屬柱上，金屬柱充當中心電極；周圍電極是采用液相或氣相沉積在分子基鐵電存儲器晶體薄膜上的金屬；周圍電極鑲嵌在絕緣層里；其分子基鐵電存儲材料，所述分子基鐵電存儲材料的通式為：A_xB_yC_z；其中：A為含氮、膦或氟的小分子有機陽離子，B為金屬陽離子，C為陰離子；該存儲器件采用三維結構的設計，存儲密度高，可根據要求改變堆疊層數實現不同的存儲容量，同時具備低功耗、高性能、高可靠性且可低溫制備的優點。

技術領域

本發明屬于微電子存儲器技術領域，特別涉及一種三維分子基鐵電存儲器件。

背景技術

存儲器是計算機體系結構中的重要組成部分，對計算機的速度、集成度和功耗等都有決定性的影響。現在主流的緩存和主存，如SRAM和DRAM，由于CMOS的漏電流隨著工藝尺寸的減小而增大，靜態功耗日益加劇。而在目前諸多的非易失性存儲器中，Flash的技術最為成熟，但Flash因寫入速度慢、響應時間長、可擦寫次數有限等缺點而無法達到緩存和主存的性能要求。

鐵電存儲器將非易失性存儲器和易失性存儲器的優勢集合在一起，具有高速、無限次讀寫、低功耗、高耐久性等優點，適用于多種復雜環境。然而，傳統鐵電材料極軸少、晶體固有缺點，制作困難，其應用受到一定限制。

針對傳統鐵電存儲器的多種問題，分子基鐵電存儲器因其易制備、易成膜的特點，更便于生產制造，且可通過分子鐵電體多極軸、不需生長單晶的特點，更加容易設計制作具有三維結構的儲存器；其具有傳統鐵電存儲器的優點，同時克服傳統鐵電材料少極軸、單晶缺陷以及存儲密度低的缺點，有更理想的發展前景。

發明內容

本發明解決現有技術中現有傳統鐵電存儲器在位數和應用中的不足，提供一種三維分子基鐵電存儲器，具有低功耗、高性能、高可靠性、高存儲密度且可低溫制備。

為解決上述問題，本發明的技術方案如下：

一種分子基鐵電存儲材料，所述分子基鐵電存儲材料的通式為：A_xB_yC_z；其中：A為含氮、膦或氟的小分子有機陽離子，B為金屬陽離子，C為陰離子。

優選地，所述含氮、膦或氟的小分子有機陽離子為：四甲基胺陽離子、四甲基膦陽離子、三甲基氯甲基胺陽離子、三甲基氟甲基胺陽離子、三甲基溴甲基胺陽離子、三甲基碘甲基胺陽離子、三甲基二氟甲基胺陽離子、三甲基三氟甲基胺陽離子、三甲基羥胺陽離子、三甲基乙基陽離子、三甲基丙基陽離子、三甲基氯乙基陽離子、三甲胺陽離子、三乙胺陽離子、四乙胺陽離子、三乙胺甲基陽離子、三乙胺氯甲基陽離子、三乙胺氟甲基陽離子、三乙胺溴甲基陽離子、三乙胺碘甲基陽離子、吡咯烷陽離子、吡咯啉陽離子、奎寧環陽離子、咪唑陽離子、吡啶陽離子、氨基吡咯烷陽離子、氨基奎寧環陽離子、哌嗪陽離子或三乙烯二胺陽離子。

優選地，所述金屬陽離子為：Cd²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Cr²⁺、V²⁺、Hg²⁺、Cu⁺、Ag⁺、Au⁺、Al³⁺、In²⁺、Sn²⁺、Pb²⁺、Sb³⁺、Bi³⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺或Ba²⁺。