[发明专利]三端原子开关器件及其制备方法

权利要求书

1.一种三端原子开关器件，其特征在于，包括：

包含有源端(301)和漏端(302)的堆叠结构；

刻蚀该堆叠结构而形成的垂直沟槽；

在该垂直沟槽内壁及底部形成的M₈XY₆沟道层(501)；以及

在该M₈XY₆沟道层(501)表面形成的控制端(601)，且该控制端(601)充满该垂直沟槽。

2.根据权利要求1所述的三端原子开关器件，其特征在于，所述包含有源端(301)和漏端(302)的堆叠结构中，漏端(302)形成于源端(301)之上，且源端(301)与漏端(302)之间由第二绝缘介质层(202)进行隔离，漏端(302)之上还覆盖有第三绝缘介质层(203)，且源端(301)通过其下的第一绝缘介质层(201)与衬底隔离。

3.根据权利要求2所述的三端原子开关器件，其特征在于，

所述源端(301)和漏端(302)，是采用金属材料W、Al、Cu、Au、Ag、Pt、Ru、Ti、Ta、Pb、Co、Mo、Ir或Ni，以及金属化合物TiN、TaN、IrO₂、CuTe、Cu₃Ge、ITO或IZO中任一种导电材料，或者是采用金属材料W、Al、Cu、Au、Ag、Pt、Ru、Ti、Ta、Pb、Co、Mo、Ir或Ni，以及金属化合物TiN、TaN、IrO₂、CuTe、Cu₃Ge、ITO或IZO中任两种或两种以上导电材料的合金；

所述源端(301)和漏端(302)采用电子束蒸发、化学气相沉积、脉冲激光沉积、原子层沉积或磁控溅射方法沉积而形成，厚度为1nm～500nm。

4.根据权利要求2所述的三端原子开关器件，其特征在于，所述垂直沟槽依次贯穿漏端(302)之上覆盖的第三绝缘介质层(203)、漏端(302)、源端(301)与漏端(302)之间的第二绝缘介质层(202)，以及源端(301)，该垂直沟槽的底部形成于该源端(301)之下的第一绝缘介质层(201)中。

5.根据权利要求1所述的三端原子开关器件，其特征在于，所述在该垂直沟槽内壁及底部形成的M₈XY₆沟道层(501)中，M为Cu、Ag、Li、Ni或Zn中的任一种，X为Ge、Si、Sn、C或N中的任一种，Y为Se、S、O或Te中的任一种。

6.根据权利要求5所述的三端原子开关器件，其特征在于，所述M₈XY₆沟道层(501)还采用掺杂的M₈XY₆材料，掺杂元素为N、P、Zn、Cu、Ag、Li、Ni、Zn、Ge、Si、Sn、C、N、Se、S、O、Te，Br、Cl，F或I中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的三端原子开关器件，其特征在于，所述M₈XY₆沟道层(501)采用电子束蒸发、化学气相沉积、脉冲激光沉积、原子层沉积或磁控溅射方法沉积而形成，厚度为1nm～500nm。

8.根据权利要求1所述的三端原子开关器件，其特征在于，所述控制端(601)形成于内壁覆盖有M₈XY₆沟道层(501)的该垂直沟槽内，所述控制端(601)的上表面与漏端(302)之上覆盖的第三绝缘介质层(203)的上表面齐平。

9.根据权利要求1所述的三端原子开关器件，其特征在于，

所述控制端(601)，是采用金属材料W、Al、Cu、Au、Ag、Pt、Ru、Ti、Ta、Pb、Co、Mo、Ir或Ni，金属化合物TiN、TaN、TrO₂、CuTe、Cu₃Ge、ITO或IZO中任一种导电材料，或者是采用金属材料W、Al、Cu、Au、Ag、Pt、Ru、Ti、Ta、Pb、Co、Mo、Ir或Ni，金属化合物TiN、TaN、IrO₂、CuTe、Cu₃Ge、ITO或IZO中任两种或两种以上导电材料的合金；

所述控制端(601)采用电子束蒸发、化学气相沉积、脉冲激光沉积、原子层沉积或磁控溅射方法形成。