[發(fā)明專利]非易失多值憶阻器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010485723.0
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN111477741A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 陳子龍;程傳同;李劉杰;黃北舉;毛旭瑞
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃腦機融合智能技術研究所有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 黃曉明

1.一種非易失多值憶阻器，其特征在于，包括：襯底、以及依次形成于所述襯底上的金屬底電極、功能層和金屬頂電極，其中，所述金屬底電極臨近所述功能層的一側表面還設置有若干金屬納米顆粒，所述若干金屬納米顆粒具有至少兩種不同的尺寸。

2.根據(jù)權利要求1所述的非易失多值憶阻器，其特征在于，所述金屬納米顆粒的材質為金；和/或，

所述襯底選用表面形成有氧化硅層的硅片或CMOS芯片；和/或，

所述金屬底電極包括與所述襯底聯(lián)接的粘附層以及位于遠離所述襯底一側的電極層；和/或，

所述金屬頂電極包括與所述功能層聯(lián)接的粘附層以及遠離所述功能層一側的電極層；和/或，

所述功能層的材質為金屬氧化物。

3.根據(jù)權利要求2所述的非易失多值憶阻器，其特征在于，所述金屬底電極電極層的熔點高于所述金屬底電極粘附層的熔點，優(yōu)選地，所述金屬底電極粘附層材料為鈦金屬，所述金屬底電極電極層的材料為鎢金屬；和/或，

所述金屬頂電極的粘附層的熔點低于所述金屬頂電極電極層熔點，優(yōu)選地，所述金屬頂電極粘附層材料為鈦氮，所述金屬頂電極電極層的材料為鎢、或鋁、或金；和/或，

所述功能層的材質為氧化鉿、或氧化鉭、或氧化鎢。

4.根據(jù)權利要求2所述的非易失多值憶阻器，其特征在于，所述金屬底電極粘附層厚度2-5nm，所述金屬底電極電極層的厚度30-100nm，所述功能層厚度10-50nm；和/或，所述金屬頂電極厚度50-200nm。

5.根據(jù)權利要求1所述的非易失多值憶阻器，其特征在于，所述金屬底電極和金屬頂電極在所述襯底上的垂直投影彼此垂直；優(yōu)選地，

所述非易失多值憶阻器包括多個陣列排布的金屬底電極與金屬頂電極。

6.一種非易失多值憶阻器的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

S1、提供一襯底，并在所述襯底上制備金屬底電極；

S2、在所述金屬底電極遠離所述襯底的一側表面形成若干金屬納米顆粒，所述若干金屬納米顆粒至少包含兩種不同的尺寸；

S3、在所述金屬底電極形成有金屬納米顆粒的一側表面制備功能層；

S4、在所述功能層遠離所述襯底的一側表面制備金屬頂電極。

7.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

透過掩膜版對所述襯底上的光刻膠進行圖形化處理，以形成金屬底電極的圖形化區(qū)域；

在所述形成有金屬底電極圖形化區(qū)域的襯底上沉積金屬層，并剝離剩余的光刻膠，獲得形成在所述襯底上的金屬底電極；和/或，

所述步驟S4包括：

透過掩膜版對所述功能層上的光刻膠進行圖形化處理，以形成金屬頂電極的圖形化區(qū)域；

在所述形成有金屬頂電極圖形化區(qū)域的功能層上沉積金屬層，并剝離剩余的光刻膠，獲得形成在所述功能層上的金屬頂電極。

8.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

在金屬底電極表面電子束蒸發(fā)形成金屬膜，并在惰性氣體環(huán)境下退火以形成所述若干金屬納米顆粒，優(yōu)選地，所述金屬膜的材質為金，所述金屬膜的厚度為1-10納米，退火的溫度為300-450攝氏度，退火時長為30-120分鐘。

9.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

在轉移襯底上沉積金屬膜，并在惰性氣體環(huán)境下退火以獲得若干金屬納米顆粒；

在所述轉移襯底形成有金屬納米顆粒的表面旋涂犧牲層后，于堿性溶液中分離所述轉移襯底；

將位于犧牲層上的金屬納米顆粒加熱固定在所述金屬底電極上后，去除所述犧牲層，獲得形成在所述金屬底電極上的金屬納米顆粒；優(yōu)選地，

所述金屬膜的材質為金，所述金屬膜的厚度為1-10納米，退火的溫度為400-600攝氏度，退火時長為30-300分鐘；將所述金屬納米顆粒加熱固定的溫度為120-180攝氏度，加熱時間為1-30分鐘。

10.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

在所述金屬底電極形成有金屬納米顆粒的一側表面沉積金屬氧化物以形成功能層，優(yōu)選地，所述功能層的材質為氧化鉿、或氧化鉭、或氧化鎢。