[发明专利]一种基于柔性衬底的忆阻器器件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子与存储器技术领域，尤其涉及一种基于柔性衬底的忆阻器器件及其制作方法。

背景技术

忆阻器(memristor)，又称记忆电阻，被认为是继电阻、电容和电感进入主流电子领域后的第四种无源电路元件。早在1971年，美国加州大学伯克利分校的华裔科学家蔡少棠教授在研究电荷、电流、电压和磁通量之间的关系时，提出了有关忆阻器的概念。蔡少棠教授推断在电阻、电容和电感器之外，应该还有一种电路元件，代表着电荷与磁通量之间的关系。这种电路元件像可变电阻那样，能够“记住”通过改变两端电压而改变的通过电流大小。因此该器件可以用作存储元件，当电流流向某个方向时“接通”，当电流流向相反方向时“关断”，从而能够实现“1”和“0”的存储。

由于当时半导体技术的不够成熟，并没有找到什么材料本身就有明显的忆阻器的效果。这种缺乏实验的支撑使得忆阻器在被提出后的几十年间没有引起足够的关注。直到2008年，忆阻器的研究才出现了转机，美国惠普公司的研究人员成功制作出了与蔡少棠教授所描述行为相同的忆阻器电路元件后，忆阻器开始引起更多学者和半导体制造厂商的研究兴趣，并有望成为微电子学、材料科学、半导体等领域的新热点。

在现有技术的忆阻器器件中，大多使用绝缘氧化物或者玻璃作为衬底。由于忆阻器器件中的记忆存储层和电极的厚度都是nm量级，所以忆阻器器件的厚度和重量主要取决于衬底。

此外，采用绝缘氧化物或者玻璃作为衬底的忆阻器不具备可弯曲的特点，不具备轻便可携带的优势，对忆阻器的应用造成一定的影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种基于柔性衬底的忆阻器器件及其制作方法，所提出的忆阻器器件具有结构简单、可弯曲、质量轻、便于携带等优点，大大拓宽了忆阻器器件的使用范围。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种基于柔性衬底的忆阻器器件，包括：柔性衬底100；形成于该柔性衬底100之上的下电极101；形成于该下电极101之上的记忆存储层102；以及形成于该记忆存储层102之上的上电极103。

上述方案中，所述柔性衬底100由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种材料构成，或者由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯共混制备的聚合物材料构成。

上述方案中，所述下电极101和所述上电极103采用导电材料Al、Cu、Ti、Ta、Ni、ITO或IZO制作而成。

上述方案中，所述记忆存储层102由无机材料、有机材料或非晶硅中的任意一种材料构成，或者由无机材料、有机材料或非晶硅中任意一种材料经过掺杂改性后形成的材料构成，或者由无机材料、有机材料或非晶硅中的任意两种或多种组成的双层以及多层材料构成。

为达到上述目的，本发明还提供了一种基于柔性衬底的忆阻器器件的制作方法，包括：提供一柔性衬底100；在该柔性衬底100之上生长下电极101；在该下电极101之上生长记忆存储层102；以及在该记忆存储层102之上生长上电极103。

上述方案中，所述柔性衬底100由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种材料构成，或者由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯共混制备的聚合物材料构成。

上述方案中，所述下电极101和所述上电极103采用导电材料Al、Cu、Ti、Ta、Ni、ITO或IZO制作而成。

上述方案中，所述下电极101和所述上电极103采用电子束蒸发或溅射方法形成。

上述方案中，所述记忆存储层102由无机材料、有机材料或非晶硅中的任意一种材料构成，或者由无机材料、有机材料或非晶硅中任意一种材料经过掺杂改性后形成的材料构成，或者由无机材料、有机材料或非晶硅中的任意两种或多种组成的双层以及多层材料构成。

上述方案中，所述记忆存储层102采用电子束蒸发、溅射或旋涂方法形成。

(三)有益效果

本发明提出的基于柔性衬底的忆阻器器件具有结构简单，可弯曲、质量轻、便于携带等优点，大大拓宽了忆阻器器件的使用范围。

附图说明

图1是依照本发明实施例的基于柔性衬底忆阻器器件的结构示意图；

图2是依照本发明实施例的基于柔性衬底忆阻器器件的制作方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。