[發(fā)明專利]一種基于柔性基底的偏鋁酸銅憶阻器及制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010880247.2 | 申請(qǐng)日： | 2020-08-27 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN111969108A | 公開(kāi)（公告）日： | 2020-11-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李偉;伊海;田偉;陳鵬宇;李東陽(yáng);李春梅;蔣向東 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 電子科技大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01L45/00 | 分類號(hào)： | H01L45/00 |
| 代理公司： | 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232 | 代理人： | 敖歡 |
| 地址： | 611731 四川省成*** | 國(guó)省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 柔性 基底 偏鋁酸銅憶阻器 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供一種基于柔性基底的偏鋁酸銅憶阻器，憶阻器自上而下依次具有上電極、阻變層、下電極、柔性基底的垂直四層結(jié)構(gòu)；憶阻器的上電極為銅薄膜或銀薄膜；憶阻器件的阻變層為偏鋁酸銅薄膜；下電極為氧化銦錫透明導(dǎo)電薄膜；柔性基底為聚萘二甲酸乙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯材料，本發(fā)明基于偏鋁酸銅薄膜的柔性憶阻器，制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉且能夠在聚合物柔性基底上獲得良好的阻變特性。本發(fā)明所述的憶阻器擴(kuò)寬了憶阻器阻變層的材料體系，有望在柔性器件、可穿戴電子器件領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電子器件領(lǐng)域，具體涉及一種基于柔性基底的偏鋁酸銅憶阻器及其制備方法。
背景技術(shù)
憶阻器作為電阻、電容和電感之后第四種基本電路元件，具有器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作速度快和功耗低等特點(diǎn)，在信息存儲(chǔ)、邏輯運(yùn)算和神經(jīng)形態(tài)芯片等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。憶阻器具有“電極/阻變層/電極”三明治結(jié)構(gòu)，其阻變特性與電極材料和阻變材料密切相關(guān)。在某種程度上憶阻器呈現(xiàn)出的阻變特性決定了其應(yīng)用領(lǐng)域。為了滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)景，研究者已經(jīng)采用各種方法，來(lái)獲得不同的阻變特性。其中，選取不同的阻變層材料是改變憶阻器阻變特性的一種有效方法。到目前為止，研究者針對(duì)不同的阻變材料，開(kāi)展了大量的研究，所涉及的阻變材料種類繁多，有絕緣體和半導(dǎo)體等。研究表明，分別采用絕緣體材料、本征半導(dǎo)體材料和n型半導(dǎo)體材料作為憶阻器阻變層時(shí)，憶阻器顯示出了不同的阻變特性，從而能夠適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
憶阻器所采用的基底也會(huì)對(duì)其應(yīng)用場(chǎng)景產(chǎn)生影響。近年來(lái)，隨著可穿戴電子領(lǐng)域的不斷發(fā)展，研究者開(kāi)始把目光投向了以柔性材料作為基底的電子器件。對(duì)于憶阻器而言，當(dāng)其基底從傳統(tǒng)的硅、玻璃等剛性基底換為柔性基底時(shí)，其憶阻性能也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。到目前為止，在已研究的眾多阻變材料中，僅有少部分材料能夠在柔性基底的情況下具有良好的阻變特性。
偏鋁酸銅薄膜是一種P型半導(dǎo)體材料。1997年，Kawazoe等人基于價(jià)帶化學(xué)修飾(CMVB)理論，首次制備出這種具有銅鐵礦結(jié)構(gòu)的P型直接帶隙透明氧化物薄膜。偏鋁酸銅的成功制備為實(shí)現(xiàn)全透明的憶阻器提供了新的可能。更為重要的是，由于偏鋁酸銅具有獨(dú)特的銅鐵礦結(jié)構(gòu)，以其為阻變層的憶阻器有望在柔性基底上呈現(xiàn)出良好的憶阻性能。然而，迄今鮮有基于柔性基底的偏鋁酸銅憶阻器的相關(guān)報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：
一種基于柔性基底的偏鋁酸銅憶阻器，所述憶阻器自上而下依次具有上電極4、阻變層3、下電極2、柔性基底1的垂直四層結(jié)構(gòu)；所述憶阻器的上電極4為銅薄膜或銀薄膜；所述憶阻器件的阻變層3為偏鋁酸銅薄膜；下電極2為氧化銦錫透明導(dǎo)電薄膜；所述憶阻器的柔性基底1為聚萘二甲酸乙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯材料。
作為優(yōu)選方式，所述憶阻器的阻變層3采用射頻濺射獲得，厚度為50nm～300nm。
作為優(yōu)選方式，所述憶阻器的上電極4為銅薄膜。
作為優(yōu)選方式，下電極2為氧化銦錫底電極，厚度為100～200nm。
本發(fā)明還提供一種所述的一種基于柔性基底的偏鋁酸銅憶阻器的制備方法，包括如下工藝步驟：
(1)準(zhǔn)備聚萘二甲酸乙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯作為柔性基底，并進(jìn)行清洗和干燥處理；
(2)采用氧化銦錫靶材，通過(guò)直流濺射法在聚萘二甲酸乙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯柔性基底上沉積氧化銦錫作為下電極2，厚度為100～200nm；
(3)采用偏鋁酸銅陶瓷靶，通過(guò)射頻濺射法沉積偏鋁酸銅薄膜作為阻變層3，在薄膜沉積過(guò)程中，基片不加溫，濺射室本底真空為5×10-5Pa，工作氣體為氧氣和氬氣，氬氣流量為60SCCM，氧氣和氬氣流量比為1：20，濺射功率小于100W；
(4)采用光刻工藝結(jié)合掩膜圖形，在偏鋁酸銅薄膜上覆蓋光刻膠圖案，形成頂電極窗口；
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