一种通用型纳米结构沟道平面电极以及制备方法技术

本发明专利技术涉及阻变存储器制备技术领域，具体涉及一种通用型纳米结构沟道平面电极以及制备方法，将低成本

【技术实现步骤摘要】
一种通用型纳米结构沟道平面电极以及制备方法


[0001]本专利技术涉及阻变存储器制备
，具体涉及一种通用型纳米结构沟道平面电极以及制备方法
。

技术介绍

[0002]自
2008
年
HP
实验室
R.S Williams
等人在
Nature
上发表了“The miss memristor found”的研究，证实了纳米电子系统中的忆阻现象以来，阻变存储器
(
忆阻器
)
在信息存储
、
内存计算和神经形态计算等领域备受关注
。
大数据时代海量数据的存取需求，使得忆阻器领域兴起，忆阻器具有非易失性
、
高速开关
、
高耐久
、
高密度集成
、CMOS
工艺兼容等优点
。
忆阻器具有简单的“电极
‑
介质
‑
电极”结构，而电极作为忆阻器结构中不可或缺的组成部分，不仅起着传导电压的作用，还对器件的电阻转变性能起着重要的作用
。
因此，电极制备方式的研究非常关键
。
[0003]忆阻器的性能与电极材料和尺寸息息相关，针对电极制备过程中，金属粒子对材料的损伤问题，许多新颖的电极处理方式也应运而生，如平面型电极
、
纳米结构图案化电极等
。
平面型器件相对于垂直型器件制作简单，且由于电极不重叠，可以有效避免材料损伤问题
。
纳米结构图案化电极有助于降低工作电压并提高器件的稳定性
。
这些新颖的电极处理方式，都能极大程度提高器件的性能
。
[0004]对于通用型电极而言，左电极
、
沟道纳米结构电极和右电极必须要能独立且可控的制备，才能满足多场景的使用需求，如左右电极分别为“惰性
‑
惰性”、“惰性
‑
活性”、“活性
‑
活性”的情形
。
这就要求左右电极材料可以不同，因而采用套刻的光刻工艺
(
套刻精度通常为
0.5
μ
m)
不可避免，因此，无法保证左右电极间距的加工精度
。
然而，目前通常采用
EBL
等精细加工方式进行，因而成本高昂
、
吞吐量低下，难以实用化
。
此外，在沟道纳米结构制备中，
AAO(Al2O3)
与酸碱互溶，如何保证工艺结束后，将
AAO
去除的同时保留
Al、Cu
等活性电极成为了又一瓶颈
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种通用型纳米结构沟道平面电极的制备方法，旨在实现各电极独立可控的通用型纳米结构沟道平面电极制备，满足
AAO
的非溶液去除与电极尺寸的精确控制需求
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种通用型纳米结构沟道平面电极的制备方法，包括下列步骤：
[0007]步骤1：以绝缘材料作为基底，采用排水法在平面结构上引入纳米结构电极；
[0008]步骤2：对所述基底进行清洗及亲水化处理，再利用排水法工艺获得
AAO
双通薄膜；
[0009]步骤3：对获得
AAO
双通薄膜的基底进行第一次光刻，利用磁控溅射沉积金属，获得纳米沟道底部电极；
[0010]步骤4：将所述纳米沟道底部电极进行溅射
SiO2，保护沟道底部电极；
[0011]步骤5：将经过步骤4保护的沟道底部电极，利用溶剂去除第一次光刻所剩余的光刻胶，再利用
RIE
或
ICP
对
AAO
双通薄膜进行干法刻蚀，得到沉积左右电极的空间；
[0012]步骤6：将获得的沉积左右电极的空间进行第二次光刻，再进行左
/
右电极金属沉积，去除光刻胶；进行第三次光刻，再进行右
/
左电极金属沉积，去除光刻胶；得到带有
AAO
双通薄膜的纳米结构沟道平面电极；
[0013]步骤7：将获得的带有
AAO
双通薄膜的纳米结构沟道平面电极，利用胶带均匀的贴住表面，进而撕去胶带去除
AAO
，获得纳米结构沟道平面电极
。
[0014]可选的，在步骤2的执行过程中，所述
AAO
双通薄膜采用
Al
的阳极氧化方式制备，孔径
、
周期在
15nm
～1μ
m
连续可调
。
[0015]可选的，在将所述纳米沟道底部电极进行溅射
SiO2的过程中，采用倾角溅射的方式，保证沟道底部电极与顶部
SiO2不接触，同时顶部
SiO2可将
AAO
双通薄膜纳米孔封口
。
[0016]可选的，在进行干法刻蚀的过程中，采用氯基气体作为刻蚀气体
。
[0017]可选的，执行步骤中的的光刻和干法刻蚀均为通用工艺，且
AAO
双通薄膜与
Al
均不溶于弱碱
。
[0018]可选的，沉积金属
、
左
/
右电极金属中的金属材料包括
Pt、Au、Al
和
Ag
的任一种
。
[0019]可选的，执行过程中省略步骤3的磁控溅射沉积金属操作，可获得通用型的无纳米结构平面电极
。
[0020]本专利技术还提出了一种通用型纳米结构沟道平面电极，采用所述通用型纳米结构沟道平面电极的制备方法制备，包括左电极
、
右电极
、
沟道纳米结构电极和绝缘衬底，所述左电极
、
所述右电极和所述沟道纳米结构电极均设置在所述绝缘衬底上，所述左电极和所述右电极对称设置，所述沟道纳米结构电极布置在所述左电极和所述右电极之间
。
[0021]本专利技术提供了一种通用型纳米结构沟道平面电极以及制备方法，将低成本
AAO
纳米结构制备工艺在平面电极沟道中引入纳米结构沟道电极，通过纳米结构尺寸的调控，减小左右电极的有效间距
、
实现高性能器件制备
。
[0022]本专利技术采用沟道纳米结构电极方案，纳米结构电极的引入，使得器件上下电极有效间距变短，同时导电细丝的形成更为集中且位置更为固定，器件显示出更均匀且更低的置位
(SET)
和复位
(RESET)
电压
。
通过沟道纳米结构周期
、
孔径的调整，实现左右电极间距的有效调控
。
[0023]本专利技术解决
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种通用型纳米结构沟道平面电极的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：以绝缘材料作为基底，采用排水法在平面结构上引入纳米结构电极；步骤2：对所述基底进行清洗及亲水化处理，再利用排水法工艺获得
AAO
双通薄膜；步骤3：对获得
AAO
双通薄膜的基底进行第一次光刻，利用磁控溅射沉积金属，获得纳米沟道底部电极；步骤4：将所述纳米沟道底部电极进行溅射
SiO2，保护沟道底部电极；步骤5：将经过步骤4保护的沟道底部电极，利用溶剂去除第一次光刻所剩余的光刻胶，再利用
RIE
或
ICP
对
AAO
双通薄膜进行干法刻蚀，得到沉积左右电极的空间；步骤6：将获得的沉积左右电极的空间进行第二次光刻，再进行左
/
右电极金属沉积，去除光刻胶；进行第三次光刻，再进行右
/
左电极金属沉积，去除光刻胶；得到带有
AAO
双通薄膜的纳米结构沟道平面电极；步骤7：将获得的带有
AAO
双通薄膜的纳米结构沟道平面电极，利用胶带均匀的贴住表面，进而撕去胶带去除
AAO
，获得纳米结构沟道平面电极
。2.
如权利要求1所述的通用型纳米结构沟道平面电极的制备方法，其特征在于，在步骤2的执行过程中，所述
AAO
双通薄膜采用
Al
的阳极氧化方式制备，孔径
、
周期在
15nm
～1μ
m
连续可调
。3.
如权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙堂友，俞梵涛，余燕丽，覃祖彬，李海鸥，彭英，刘兴鹏，张法碧，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：