[發(fā)明專利]一種二維材料阻變存儲(chǔ)器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110481388.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN113241406B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫堂友;涂杰;劉云;石卉;李海鷗;傅濤;劉興鵬;王陽培華;肖功利;張法碧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H10N70/20
• 分類號(hào): H10N70/20
• 代理公司: 桂林文必達(dá)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45134
• 代理人: 白洪

本發(fā)明公開了一種二維材料阻變存儲(chǔ)器及其制備方法，相比于化學(xué)氣相沉積制備的阻變存儲(chǔ)器具有制備方便和對(duì)設(shè)備沒有依賴性等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于滴鑄、旋涂等方法制備的阻變存儲(chǔ)器又具有均勻性好，重復(fù)性好，制備簡單等優(yōu)勢(shì)。利用本發(fā)明所述方法制備的二維材料阻變存儲(chǔ)器所展示了6個(gè)數(shù)量級(jí)的開關(guān)比，相比于其他傳統(tǒng)材料在幾十納米以下表現(xiàn)出的2到3個(gè)數(shù)量級(jí)具有明顯優(yōu)勢(shì)，并且高于基于滴鑄法和旋涂法制備的二維材料阻變存儲(chǔ)器所展示的4到5個(gè)數(shù)量級(jí)，在制備簡單、對(duì)設(shè)備依賴性不高的情況下能夠達(dá)到與化學(xué)氣相沉積所制備的二維材料阻變存儲(chǔ)器(7個(gè)數(shù)量級(jí))相似的開關(guān)比，在這樣的高開關(guān)比下阻變存儲(chǔ)器還具有著多級(jí)儲(chǔ)存的潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及阻變存儲(chǔ)器領(lǐng)域，尤其涉及一種二維材料阻變存儲(chǔ)器及其制備方法。

背景技術(shù)

在當(dāng)今信息爆炸的時(shí)代，信息存儲(chǔ)成為了人們?nèi)粘５谋匦?，目前主流的存?chǔ)器，如DRAM，SRAM和FLASH等，其存儲(chǔ)技術(shù)均采用晶體管構(gòu)建存儲(chǔ)位元，然而CMOS工藝尺寸已經(jīng)逐步接近其理論極限尺寸。由此阻變存儲(chǔ)器應(yīng)需而生，阻變存儲(chǔ)器以其簡單的三明治結(jié)構(gòu)可以將其尺寸縮小在納米級(jí)，這對(duì)于當(dāng)今數(shù)字信息爆炸的時(shí)代無疑是具有巨大的潛力，其展示出存儲(chǔ)密度是DRAM的10倍，存儲(chǔ)速度比固態(tài)快1000倍。尤其是二維材料的加入使得阻變存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密度更上一個(gè)臺(tái)階。

目前，阻變存儲(chǔ)器制備中，二維材料的制備方法主要有化學(xué)氣相沉淀、液相剝離、水熱法等。其中化學(xué)氣相沉淀能夠得到大面積質(zhì)量很好的二維材料薄膜，在阻變存儲(chǔ)器上運(yùn)用能產(chǎn)生的效果是最佳的，但是其對(duì)設(shè)備的要求、高溫的需求以及效率低得缺點(diǎn)，使得二維材料阻變存儲(chǔ)器僅能處在研究階段。液相剝離得到的二維材料面積太小并不能直接用于阻變存儲(chǔ)器還需利用其他工藝，如旋涂，滴鑄等工藝使得二維材料形成均勻薄膜，而這兩種方法對(duì)配置溶液的黏稠度，揮發(fā)性等有著較高的要求，且在制備過程中可能會(huì)引入雜質(zhì)以及產(chǎn)生有毒物質(zhì)。因其制備方式所制備的阻變存儲(chǔ)器展示的阻變特性遠(yuǎn)不如化學(xué)氣象沉淀制備的阻變存儲(chǔ)器。水熱法主要用來制備氧化物薄膜，也有文獻(xiàn)報(bào)道用來制備MoS₂、h-BN等二維材料，但是有的加熱溫度高達(dá)上千度，在這種高溫下，容器所承受的壓強(qiáng)極大，在對(duì)設(shè)備要求較高的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種二維材料阻變存儲(chǔ)器及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的二維材料阻變存儲(chǔ)器制備成本高和質(zhì)量較差的問題。

本發(fā)明提供一種二維材料憶阻器制備方法，包括如下步驟：

使用lift-off工藝加工第一襯底，得到第一樣片；

對(duì)第二襯底進(jìn)行二維材料成膜處理；

將第二襯底上的所述二維材料膜通過濕法轉(zhuǎn)移到所述第一樣片上，得到第二樣片；

在所述第二樣片上沉積頂電極。

使用lift-off工藝加工第一襯底，得到第一樣片的步驟包括：

在第一襯底上光刻出電極圖形；

在所述第一襯底上沉積底電極，然后通過去膠處理將所述底電極留在所述第一襯底上，得到第一樣片。

其中，在所述第一襯底上沉積底電極的步驟中：

采用濺射工藝或者蒸發(fā)蒸鍍工藝在所述第一襯底上沉積所述底電極。

其中，對(duì)第二襯底進(jìn)行二維材料成膜處理的步驟包括：

配置二維材料的懸濁液，將所述懸濁液先水浴超聲處理，然后離心處理，得到第一懸濁液；

將第二襯底固定在容器中，倒入去離子水，并淹沒所述第二襯底；

將所述第一懸濁液的上清液倒入所述容器中，形成混合溶液；

對(duì)所述容器超聲處理，然后靜置，所述混合溶液液面上形成二維材料膜；