[发明专利]一种室温下忆阻及负微分效应稳定共存器件的制备方法

说明书

本发明公开了一种室温下忆阻及负微分效应稳定共存器件的制备方法，包括以下步骤：S1：清洗衬底：将基片清洗、吹干后放入磁控溅射室中，备用；S2：预溅射：在磁控溅射靶枪上安装Cu₂ZnSnSe₄化合物靶材，预溅射以除去Cu₂ZnSnSe₄化合物靶材表面的污染物；S3：溅射沉积Cu₂ZnSnSe₄薄膜：经步骤S2处理后，保持溅射条件在基片进行溅射沉积，溅射时间为20min，获得Cu₂ZnSnSe₄薄膜。S4：制备上电极：在沉积好的Cu₂ZnSnSe₄薄膜表面沉积上电极，获得所需器件。该制备方法操作简单、薄膜厚度均匀可控、重复性好、沉积速度快、制备成本低、效率高，适合工业化大规模生产，值得在业内推广。

技术领域

本发明属于半导体薄膜器件领域，具体涉及一种室温下忆阻及负微分效应稳定共存器件的制备方法。

背景技术

信息技术迅猛发展的今天，性能越来越强大的智能手机，运算速度越来越快的电脑改变了我们的生活方式，我们的电子设备每天都要接收和处理大量的信息。IDC研究报告指出，2011世界数据生产总量超过1.8ZB(1ZB＝10²¹B)，截至2020年全球数据总量将以55％的年复合增长率增长50倍。对于海量信息存储和处理变得极为重要，然而现有的存储器件受到存储单元和CMOS电路的技术限制，发展速度无法与数据的增长速度匹配，因此突破现有存储电路技术的瓶颈对将来信息技术的进一步发展意义重大。传统的存储单元到达一定程度后无法继续缩小，限制存储密度的提升且很难与密集程度原来越高的芯片技术整合。忆阻随机存储器(Resistive Switching Random Access Memory，简称RRAM)是近年来新型电流控制电阻变化的非易失性存储器，其基本结构为：上电极/半导体或绝缘体/下电极的三明治结构，存储单元简单，制备与传统的半导体工艺兼容，且体积可缩小至纳米级，因此可实现很高的集成密度和存储密度。此外还具有擦写速度快、生产成本低、能量消耗低等优点。RRAM被研究认为是下一代最具前景的存储器件之一。

在对电子产品功能需求越来越高的今天。提高电路的集成度是目前正在努力的方向，同时开发新功能的电子器件也是一个重要的解决思路。例如在1958年首次发现的负微分电阻效应(Negative Differential Resistance，NRD)，是一种著名的物理机制，在如双量子阱、超晶格等很多物理系统中被发现。经过几十年的发展，NRD在很多材料中被发现(如TiO_x，FeO_x，和VO_x)，被广泛应用于共振隧穿晶体管、振荡器和乘法器等。

材料的忆阻效应和负微分电阻效应都是非常有趣的物理现象，受到了科研人员的广泛关注，而两种性质共存的现象更是在科学界引起了重视。人们在Ta/Nb-oxides/Au、Cu₂S/ZnO、Ag/TiOx/F-doped-SnO₂等系统中分别发现了忆阻性效应和负微分电阻共存的现象，但是目前为止发现的共存现象很难再室温下稳定存在，而这将大大制约其使用价值。研究室温下忆阻及负微分效应稳定共存器件的制备方法将具有重大的意义，很可能为开发新型电子器件，为实现更优异的性能提供新的途径。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，开发了一种室温下忆阻及负微分效应稳定共存器件的制备方法，该器件结构简单、性能优异、稳定、重复性好。在新型存储器、振荡器等电子器件领域具有很好的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种室温下忆阻及负微分效应稳定共存器件的制备方法，包括以下步骤：

S1：清洗衬底：将基片清洗、氮气吹干后放入磁控溅射室中，备用，所述基片为覆盖有钼金属薄膜的基底；