[发明专利]半导体电存储材料及其制备的柔性电存储器件及制备方法

说明书

本发明公开了半导体电存储材料及其制备方法与由其制备的柔性电存储器件及制备方法；针对目前电存储材料的环境及高温稳定性差，重复性差，运输和利用过程中易损坏等问题，通过旋涂的方式，将Spiro‑OMeTAD制备为铝/Spiro‑OMeTAD/ITO玻璃三明治结构的阻变式随机存储器（RRAM），成功实现了高性能的电存储行为，其制备过程简单，器件环境及高温稳定性好，重复性好，柔性好等对于电存储技术的研究扩大了材料来源以及增加其实用价值具有重要意义。

技术领域

本发明属于半导体材料技术领域，通过旋涂制备出高产率、良柔性的电存储器件，具体涉及半导体电存储材料及其制备方法与由其制备的柔性电存储器件及制备方法，为一种基于Spiro-OMeTAD的电存储材料技术。

背景技术

从20世纪60年代开始，已经进入第五次信息技术革命时代，随着消费类电子产品的大幅成长，电脑处理器、显卡性能的不断提升，现在内存已经成为电脑整体性能最大的瓶颈。人们对于存储需求的不断扩大刺激着随机存储器的不断发展，而且我国作为全球电子产品的制造基地，存储器的自给能力还相对较弱。国外大型半导体公司对存储器技术与产品垄断，对我国信息产业发展与信息安全形成重大隐患。因此，发展国内大容量、高密度新型半导体存储技术迫在眉睫。

在DRAM存储技术无法满足大量信息存储需求的背景下，与DRAM相比，RRAM的存储器件尺寸小、速度快、能耗低、信息的存储时间也更长且更安全、使用寿命也将提升约10倍。RRAM将可能打破内存和硬盘的界限，使得它们合二为一。因此，近年来，在信息存储领域，人们对于随机电阻存取存储器（RRAM）进行了深入的研究，由多个电阻状态来实现多级存储，使得信息的存储容量从2ⁿ提升至3ⁿ甚至是4ⁿ，从而大大提高传输速度。对于信息存储容量的提升具有重大的意义。对于半导体材料而言，目前主要存在器件制备方法复杂、产率低等问题。

发明内容

对于目前电存储材料的环境及高温稳定性差、产率低、重复性差等问题，本发明创造性的利用Spiro-OMeTAD材料制备半导体电存储材料，并成功制备出三明治结构的半导体电存储器件，实现了高产率、良柔性的半导体电存储行为，器件环境及高温稳定性好，在半导体电存储技术的研究走向以及实用价值具有重要意义。

本发明采用如下技术方案：

半导体电存储材料的制备方法，包括以下步骤，将2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴溶液旋涂在经过处理的导电基底的导电面，然后进行退火处理，制备半导体电存储材料。

一种电存储器件的制备方法，包括以下步骤，将2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴溶液旋涂在经过处理的导电基底的导电面，然后进行退火处理，制备半导体电存储材料；然后在半导体电存储材料表面制备电极，得到电存储器件。

上述技术方案中，2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴溶液的浓度为8～11 mg/mL，旋涂转速为1000～7000 r/h，优选4000～5500 r/h；将导电基底依次用洗衣粉、丙酮、乙醇、清洗液清洗，得到经过处理的导电基底；所述清洗液为过氧化氢；2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴溶液中，溶剂为四氢呋喃或者氯苯；所述导电基底为ITO玻璃、PET-ITO或者OPA处理的ITO玻璃。

上述技术方案中，退火处理的温度为40～100℃，时间为11～13小时。

上述技术方案中，采用镀铝的方式在半导体电存储材料表面制备电极。

根据上述制备方法制备的半导体电存储材料或者电存储器件。

本发明制备的半导体电存储材料或者电存储器件中，2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴膜的厚度为80～300纳米，优选150～180纳米。