[發明專利]憶阻器及其制備方法

在審

• 申請號: 202211596091.0
• 申請日: 2022-12-12
• 公開（公告）號: CN115884667A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 李京波;劉雪婷;霍能杰
• 申請（專利權）人: 浙江芯科半導體有限公司
• 主分類號: H10N70/20
• 分類號: H10N70/20
• 代理公司: 杭州五洲普華專利代理事務所(特殊普通合伙) 33260
• 代理人: 姚宇吉

本發明涉及憶阻器器件領域，具體涉及一種憶阻器及其制備方法。所述憶阻器包括襯底，位于襯底表面的第一金屬電極和第二金屬電極，以及位于第一金屬電極和第二金屬電極表面的碲線，碲線表面具有氧化碲薄層。氧化碲薄層通過在空氣中放置一段時間后表面形成氧化碲薄層，使得憶阻器具有良好的憶阻性能。本發明先在襯底表面形成第一金屬電極和第二金屬電極再利用轉移的工藝將碲線放置于第一金屬電極和第二金屬電極表面，通過調整氧化碲薄層的厚度，使得接觸位置的碲線、氧化碲薄層、金屬電極之間兼具憶阻器的開、關兩種狀態，且憶阻窗口穩定可重復。

技術領域

本發明涉及憶阻器器件領域，具體涉及一種憶阻器及其制備方法。

背景技術

電阻、電容與電感是三種廣為人知的無源電路元件。蔡少棠教授于1971年由對稱性論證推斷出，應該存在第四種電路基本元件，他稱之為憶阻器。電荷或磁通流經憶阻器時，憶阻器的電阻值會發生變化，并且憶阻器會將這種電阻值的變化記錄下來。2008年，惠普公司首次在實驗室里通過一個“導體-絕緣體-導體”的結構實現了憶阻器的構建。在納米尺度系統中，固態電子和離子輸運在外部偏置電壓下耦合，憶阻就會自然產生。

目前，存在多種類型的憶阻器結構，但現有憶阻器依然普遍存在開關比低的問題。

發明內容

為實現上述目的，本發明提供一種憶阻器，包括：

襯底；

所述襯底表面具有第一金屬電極和第二金屬電極，所述第一金屬電極和第二金屬電極在同一直線上且相隔離；

所述第一金屬電極和第二金屬電極表面具有碲線，所述碲線表面具有氧化碲薄層，所述碲線將所述第一金屬電極和第二金屬電極相連接。

可選的，所述第一金屬電極和第二金屬電極材料為惰性金屬電極。

可選的，所述第一金屬電極和第二金屬電極材料為金。

可選的，所述碲線的直徑范圍為0.1微米～2微米，所述氧化碲薄層的厚度范圍為1納米～5納米。

可選的，所述憶阻器的設置電壓與恢復電壓均小于5V。

本發明還提供一種憶阻器的制備方法，包括：

提供襯底；

在所述襯底表面形成第一金屬電極和第二金屬電極，所述第一金屬電極和第二金屬電極在同一直線上且相隔離；

轉移碲線到所述第一金屬電極和第二電表面，所述碲線表面具有氧化碲薄層，所述碲線將所述第一金屬電極和第二金屬電極相連接。

可選的，所述第一金屬電極和第二金屬電極通過熱蒸鍍工藝進行制備。

可選的，所述碲線采用物理氣相沉積的方法制備，所述碲線的制備方法具體包括：取一定質量的碲粉平鋪于石英舟內；選用單拋氧化硅片，將所述單拋氧化硅片的二氧化硅面朝向石英舟，并覆蓋在石英舟上；將覆蓋有單拋氧化硅片的石英舟送入管式爐中，將管式爐內部抽為真空，再緩緩通入氫氣和氬氣的混合氣體，使得管式爐內部的壓強回到標準大氣壓；控制生長溫度和生長時間，進行碲線生長；碲線生長結束后，等待管式爐自然冷卻至室溫，再將單拋氧化硅片從管式爐中取出，此時的單拋氧化硅片上具有生長的碲線，最終完成碲線的生長，所述碲粉的質量范圍為200毫克～300毫克，碲粉的純度為99.99％；使用真空泵將管式爐內部抽為真空，然后向管式爐內通入H₂和Ar混合氣體，流速范圍為70～90標況毫升每分，所述碲線的生長溫度的范圍為510攝氏度～530攝氏度，所述碲線的生長時間的范圍為10分鐘～20分鐘。

可選的，所述碲線放置在空氣中1～7天，使得所述碲線表面形成氧化碲薄層。

可選的，所述氧化碲薄層的厚度范圍為1納米～5納米。

綜上所述，本發明的優點及有益效果為：