基于硫系化合物相变材料的限流器及制作方法技术

本发明专利技术涉及一种基于硫系化合物相变材料的限流器及制作方法。本发明专利技术基于硫系化合物相变材料在脉冲电流或电压等的作用下能够发生结构变化，从而引起其电阻性能产生巨大的变化，多晶状态时处于低阻态，非晶状态时处于高阻态，两种状态下的电阻相差可达五个数量级以上，利用硫化相变材料的这种特性可以制备新型限流器，对电路能够其起到很好的保护作用，最大程度避免电路被超大电流或电压破坏。采用薄膜制备工艺和微纳加工技术制作出限流器，其结构包括横向结构和纵向结构两种。由于相变材料的高、低阻两种状态之间是可逆变化的，这种新型限流器可重复使用，在民用和军事领域等方面具有非常广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。本专利技术属于微电子

技术介绍
Ovshinsky在20世纪60年代末(Phys.Rev.Lett.，21，1450～1453，1968)70年代初(Appl.Phys.Lett.，18，254～257，1971)发现了硫系化合物相变材料具有存储功能。硫系化合物相变材料的特点是当给它一个电脉冲或采用激光加热的方法时可以使材料在非晶态与多晶态之间发生可逆相变。伴随着材料结构的可逆相变，材料的光学和电学等性能发生可逆相变，处于非晶态时呈现高阻(低反射率)，多晶态时呈现低阻(高反射率)，这样就可以利用其两种状态存储信息。硫系化合物光学性能的可逆变化特性已成功用于可擦重写相变光盘(干福熹等编著.数字光盘存储技术，北京科学出版社，1998；物理，2002，31(12)784～788)。而利用硫系化合物相变材料电学性能的可逆变化特性已成功开发出相变型半导体存储器(Jpn.J.Appl.Phys.，2005，44(4B)2691～2695)。伴随硫系化合物相变材料的结构发生变化，其电阻性能发生巨大变化(Chin.Phys.Lett.，2004，21(4)741～7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于硫系化合物相变材料制作限流器的方法，其特征在于利用硫系化合物相变材料高低阻两种状态的可逆转换特性制备限流器的组件，采用薄膜制备工艺和微纳加工技术制备出的相变材料限流器包括横向和纵向两种结构；其中，横向结构相变限流器的制备工艺 步骤是：（１）在衬底上制备出绝缘材料层；（２）在绝缘材料层上制备电极材料层，并通过微纳加工技术制备出两个独立的电极；（３）在两个电极之间填充硫系化合物相变材料，把两个电极连接起来；（４）再覆盖一层绝热材料层， 以保护硫系化合物相变材料，最后通过微纳加工技术把两个电极引出；纵向结构相变限流器...

【技术特征摘要】
1.一种基于硫系化合物相变材料制作限流器的方法，其特征在于利用硫系化合物相变材料高低阻两种状态的可逆转换特性制备限流器的组件，采用薄膜制备工艺和微纳加工技术制备出的相变材料限流器包括横向和纵向两种结构；其中，横向结构相变限流器的制备工艺步骤是(1)在衬底上制备出绝缘材料层；(2)在绝缘材料层上制备电极材料层，并通过微纳加工技术制备出两个独立的电极；(3)在两个电极之间填充硫系化合物相变材料，把两个电极连接起来；(4)再覆盖一层绝热材料层，以保护硫系化合物相变材料，最后通过微纳加工技术把两个电极引出；纵向结构相变限流器的制备工艺步骤是(1)在衬底上制备出绝缘材料层；(2)在绝缘材料上制备下电极材料层；(3)在下电极材料层上制备绝热材料层，并通过微纳加工技术在绝热材料中开孔直至露出下电极材料；(4)在绝热材料层的孔内填充硫系化合物相变材料或电极材料；(5)再覆盖一层电极材料层，或硫系化合物相变材料层和电极材料层，最后通过微纳加工技术把两个电极引出。2.按权利要求1所述的基于硫系化合物相变材料限流器的制作方法，其特征在于衬底上制备绝缘材料所用的方法为物理制备方法或化学合成方法中的任意一种，其中，物理制备方法包括热蒸发法、热氧化法、气—固生长法或激光烧蚀法；化学合成方法包括溶液—液相—固相法、聚合法、溶胶—凝胶法或金属有机化合物气相外延法；所采用的微纳加工技术为常规光刻技术、聚焦离子束刻蚀技术、原子力显微镜加工技术、电子束光刻法、极紫外光刻法或纳米压印法中任一种。3.按权利要求1所述的基于硫系化合物相变材料限流器的制作方法，其特征在于制备相变限流器所用衬底为硅片、绝缘层上的硅衬底、玻璃、GaAs、SiO2、塑料或...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋志棠，刘波，封松林，刘建超，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]