一种基于场效应管结构的阻变存储器及制备方法技术

一种基于场效应管结构的阻变存储器，包括源级、一维硒化镉/碳杂化纳米材料、漏极、二氧化硅氧化层、P型硅片、栅极、封装层；在二氧化硅氧化层中间水平放置单根一维硒化镉/碳杂化纳米材料；在一维硒化镉/碳杂化纳米材料两端以及P型硅底面中心点上银浆，分别作为场效应管的源级、漏极和栅极，在洁净的大气环境中放置3-5小时；将封装材料贴覆在一维硒化镉/碳杂化纳米材料及二氧化硅氧化层上，之后在P型硅底面贴覆一层封装材料，150℃真空烘箱保温24小时。本发明专利技术制备工艺简单，利用场效应管电流放大作用，不仅有效提高了高低阻态比值，提高了存储器准确性，而且可以通过改变栅极电压极性来恢复初始状态，实现可调制的阻变存储器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微纳米阻变存储器
技术背景随着半导体工艺技术的不断发展，市场对高密度、高速度、低功耗、低成本的非挥发存储器的需求日益增大。目前主流的Flash非挥发存储器由于自身结构的限制，在不断缩小的特征尺寸下面临严峻的挑战，比如浮栅氧化层厚度无法随器件尺寸的缩小而无限制的减薄等。因此，探索性能优越的下一代非挥发存储器成为存储器领域研宄重中之重。新型存储器MRAM (磁阻存储器)、FeRAM (铁电存储器)、PRAM (相变存储器)等目前正受到广泛关注，然而这些存储器仍存在各自的缺点，均不能成为Flash真正的代替者。近年来，一种基于材料阻变性能的RRAM(阻变存储器)由于具有结构结构简单、缩微能力强、保持时间长、读取速度快、操作电压低以及与传统CMOS工艺兼容等优点受到了业界和学术界的关注。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出一种基于场效应管结构的阻变存储器及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的。本专利技术所述的基于场效应管结构的阻变存储器，包括源级(1)、一维砸化镉/碳(CdSe/C)杂化纳米材料(2)、漏极(3)、二氧化硅氧化层(4)、P型硅片(5)、栅极(6)、封装层(7 )。二氧化硅氧化层(4)中间水平放置单根一维CdSe/C杂化纳米材料(2 )，一维CdSe/C杂化纳米材料(2)两端分别设有源级(I)和漏极(3)，P型硅片(5)底面中心处设有栅极(6)，源级(1)、漏极(3)、栅极(6)各引出一根导线，二氧化硅氧化层(4)表面以及P型硅片(5)底面贴有一层封装层(8)。所述的源极和漏极为银(Ag)、金(Au)或铂(Pt)。所述的导线为铜导线。所述的封装层采用EVA胶膜作为封装材料。本专利技术所述的基于场效应管结构的阻变存储器制备方法:在平整的二氧化硅氧化层中间水平放置单根一维CdSe/C杂化纳米材料；在一维CdSe/C杂化纳米材料两端以及P型硅底面中心点上银浆，分别作为场效应管的源级、漏极和栅极，与此同时在源级、漏极和栅极处各引出一根导线，在洁净的大气环境中放置3-5小时；将封装材料缓慢均匀地贴覆在整个一维CdSe/C杂化纳米材料及二氧化硅氧化层上，之后在P型硅底面缓慢均匀贴覆一层封装材料，在150 °C真空烘箱保温24小时。本专利技术在继承原有阻变存储器的优点上再利用场效应管电流放大作用，不仅有效提高了高低阻态比值，而且可以通过改变栅极电压极性来恢复初始状态，实现可调制的基于场效应管结构的阻变存储器。本专利技术的阻变存储器，制备工艺简单，在继承原有阻变存储器的优点上再利用场效应管电流放大作用，不仅有效提高了高低阻态比值，从而提高阻变存储器的准确性，而且可以通过改变栅极电压极性来恢复初始状态，实现可调制的基于场效应管结构的阻变存储器，对实际应用非常有利。【附图说明】图1基于场效应管结构的阻变存储器正面剖视示意图。其中，I为源级；2为一维CdSe/C杂化纳米材料；3为漏极；4为二氧化硅氧化层；5为P型硅片；6为栅极；7为封装层O图2基于场效应管结构的阻变存储器俯视示意图。图3为阻变存储器在未加栅极电压时，漏极与源级在直流电压3 V~6 V~3 V- (_6V)之间循环测得电流随时间的变化曲线，得到一维CdSe/C纳米材料高阻与低阻的比值为1.09。图4为阻变存储器在施加-5 V栅极电压30秒后，漏极与源级在直流电压3 V-5V~3 V- (-5 V)之间循环测得电流随时间的变化曲线，从曲线中得知不仅电流得到放大而且一维CdSe/C纳米材料高阻与低阻的比值也提高到51.83，有效提高了阻变存储器的准确性。由于这里使用的一维CdSe/C纳米材料是P型，所以在栅极施加负电压可以起到电流放大作用。图5为阻变存储器在源级与漏极间加入频率为0.1赫兹的5V交流电压，同时在栅极处施加一电压并改变电压极性，电流随时间的变化曲线。从图中可以清楚看到在施加5个周期负栅极电压(_5V、-10V、-15V)后，一维CdSe/C纳米材料电流得到放大并且具有更高的存储准确性。而在其后施加5个周期正栅极电压(5V、10V、15V)可以使一维CdSe/C纳米材料恢复到未加栅电压时的初始状态。这说明该阻变存储器可以通过改变场效应管的栅极电压极性来恢复初始状态。通过图3和图4对比，再结合图5的结论，该阻变存储器不仅可以调制栅极电压来提高高低阻值比从而有效提高阻变存储器的准确性，而且可以改变栅极电压极性来恢复初始状态，实现可调制的基于场效应管结构的阻变存储器。在阻变存储器应用领域具有非常重要的的实际意义。【具体实施方式】本专利技术将通过以下实施例作进一步说明。实施例1。在平整洁净的二氧化硅氧化层(规格2 cmXl cmX 300 nm)中间水平放置单根一维CdSe/C杂化纳米材料；在一维CdSe/C杂化纳米材料两端以及P型娃底面中心点上银楽，分别作为场效应管的源级、漏极和栅极，与此同时在源级、漏极和栅极处各引出一根铜导线(直径为0.5 mm)，在洁净大气环境中放置3-5小时；将EVA胶膜缓慢均匀地贴覆在整个一维纳米结构材料及二氧化娃氧化层上(规格为2 cmX I cmX0.5 mm)，之后再将P型娃底面(规格2 cmXl cmXl mm)缓慢均匀地贴覆EVA胶膜，在150°C真空烘箱保温24小时。实施例2。在平整洁净的二氧化硅氧化层(规格2 cmXl cm X 300 nm)中间水平放置单根一维PbSe/C杂化纳米材料；在一维PbSe/C杂化纳米材料两端以及P型娃底面中心点上银楽，分别作为场效应管的源级、漏极和栅极，与此同时在源级、漏极和栅极处各引出一根铜导线(直径为0.5 mm)，在洁净大气环境中放置3-5小时；将EVA胶膜缓慢均匀地贴覆在整个一维纳米材料及二氧化硅氧化层上(规格为2 cmXl cmX0.5 mm)，之后再将P型硅底面(规格2cmX I cmX I mm)缓慢均勾地贴覆EVA胶膜(规格为2 cmX I cmX 0.5 mm)，在150°C真空烘箱保温24小时。实施例3。在平整洁净的二氧化硅氧化层(规格2 cmXl cm X 300 nm)中间水平放置单根一维CdS/C杂化纳米材料；在一维CdS/C杂化纳米材料两端以及P型硅底面中心点上银浆，分别作为场效应管的源级、漏极和栅极，与此同时在源级、漏极和栅极处各引出一根铜导线(直径为0.5 mm)，在洁净大气环境中放置3-5小时；将EVA胶膜缓慢均匀地贴覆在整个一维纳米材料及二氧化硅氧化层上(规格为2 cmXl cmX0.5 mm)，之后再将P型硅底面(规格2 cmX I cmX I mm)缓慢均勾地贴覆EVA胶膜(规格为2 cmX I cmX 0.5 mm)，在150°C真空烘箱保温24小时。实施例4。在平整洁净的二氧化硅氧化层(规格2 cmXl cm X 300 nm)中间水平放置单根一维PbS/C杂化纳米材料；在一维PbS/C杂化纳米材料两端以及P型硅底面中心点上银浆，分别作为场效应管的源级、漏极和栅极，与此同时在源级、漏极和栅极处各引出一根铜导线(直径为0.5 mm)，在洁净大气环境中放置3-5小时；将EVA胶膜缓慢均匀地贴覆在整个一维纳米材料及二氧化硅氧化层上(规格为2 cmXl cmX0.5 mm)，之后再将P型硅底面(规格2 cmX I cm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于场效应管结构的阻变存储器，其特征是包括源级（1）、一维硒化镉/碳杂化纳米材料（2）、漏极（3）、二氧化硅氧化层（4）、P型硅片（5）、栅极（6）、封装层（7）；二氧化硅氧化层（4）中间水平放置单根一维硒化镉/碳杂化纳米材料（2），一维硒化镉/碳杂化纳米材料（2）两端分别设有源级（1）和漏极（3），P型硅片（5）底面中心处设有栅极（6），源级（1）、漏极（3）、栅极（6）各引出一根导线，二氧化硅氧化层（4）表面以及P型硅片（5）底面贴有一层封装层（8）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾易龙，程抱昌，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36