[发明专利]一种用于忆阻器阵列的热循环架构及其制备方法

权利要求书

1.一种用于忆阻器阵列的热循环架构，其特征在于，包括从上至下依次贴合设置的底电极、翻转基板、势垒层和衬底层，所述衬底层设有底电极导线散热通道和冷凝液流通通道。

2.根据权利要求1所述的一种用于忆阻器阵列的热循环架构，其特征在于，所述导线散热通道沿衬底层纵向深度大于横向深度，横纵比范围为1∶10～1∶20，优选为1∶16，所述底电极为铝、钼、铌、铜、金、钯、铂、钽、钌、氧化钌、银、氮化钽、氮化钛、钨、氮化钨中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种用于忆阻器阵列的热循环架构，其特征在于，所述衬底层底部还设有冷却液管道，所述冷却液管道与导线散热通道垂直设置。

4.根据权利要求1所述的一种用于忆阻器阵列的热循环架构，其特征在于，所述势垒层为氮化镓势垒层。

5.根据权利要求1所述的一种用于忆阻器阵列的热循环架构，其特征在于，所述翻转基板选用钛、铝、镍、金中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种用于忆阻器阵列的热循环架构，其特征在于，所述底电极导线形状呈相互交叉的鱼鳍状分布，所述鳍状区域的导线厚度不超过底电极厚度。

7.根据权利要求1所述的一种用于忆阻器阵列的热循环架构，其特征在于，所述底电极选用铝、钼、铌、铜、金、钯、铂、钽、钌、氧化钌、银、氮化钽、氮化钛、钨、氮化钨中的一种。

8.一种制备权利要求1-7中任一项所述用于忆阻器阵列的热循环架构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、在纯净的硅基衬底上通过气相沉积法沉积一层SiO2等离子体作为刻蚀掩模版；

步骤S2、使用C₄F₈通过化学方法刻蚀，采用电感耦合等离子体蚀刻的方式，根据预设图案，在SiO2刻蚀掩模版中打开若干交错的缝隙图案；

步骤S3、使用O2等离子体剥离残留光刻胶，沿纵向依次蚀刻SiO2刻蚀掩模版和势垒层，直至到达纯净硅基衬底层；

步骤S4、将芯片放置于温度为60℃，40％浓度KOH溶液中浸泡5分钟，除去狭缝中残留的势垒层材料，用于进一步蚀刻硅狭缝；

步骤S5、使用各向同性的XeF2气体蚀刻，进一步蚀刻硅狭缝，并扩大硅中的微通道；具体地，所述XeF2气体蚀刻以脉冲方式进行：将待蚀刻样品在受控压力下暴露于XeF2，然后抽空蚀刻室；重复该过程若干次，直到获得所需的通道宽度；所述通道即为导线散热通道；

步骤S6、使用电子束蒸发沉积翻转基板实现欧姆接触堆叠，并对翻转基板进行剥离光刻并退火；将入口和出口通道蚀刻至芯片的背面，直至从散热孔与底层冷凝液流通通道两侧合并通道。

步骤S7、采用电子束蒸发方式，在翻转基板顶部沉积一层均匀的铬-铜籽晶层；将芯片浸入H2SO4溶液中去除表面氧化层；基于预设图样，定义待电镀区域并进行电镀；

步骤S8、剥离光刻胶，采用短铜湿蚀刻对底电极层进行选择性蚀刻；使用划片机将覆盖在底电极上的光刻胶去除，形成上述底电极图案，形成底电极，并在上方安装忆阻器。