[发明专利]基于过渡金属碳化物的忆阻器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于过渡金属碳化物的忆阻器件，设置在衬底上，其特征在于：所述忆阻器件包括从上至下依次排列的顶电极、阻变层和底电极，且所述阻变层、底电极与所述衬底的形状、尺寸一一匹配；所述阻变层包括介质层和敷设在该介质层上方的过渡金属碳化物膜，所述顶电极通过掩膜板的开孔溅射在所述过渡金属碳化物膜的顶部，所述底电极的顶部、底部分别与所述介质层、衬底相触接。

2.根据权利要求1所述的一种基于过渡金属碳化物的忆阻器件，其特征在于：所述介质层为二氧化硅层，所述二氧化硅层的厚度为80nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于过渡金属碳化物的忆阻器件，其特征在于：所述顶电极为铝、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。

4.根据权利要求3所述的一种基于过渡金属碳化物的忆阻器件，其特征在于：所述顶电极的厚度为100nm。

5.根据权利要求1所述的一种基于过渡金属碳化物的忆阻器件，其特征在于：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。

6.根据权利要求5所述的一种基于过渡金属碳化物的忆阻器件，其特征在于：所述底电极的厚度为90nm。

7.根据权利要求1所述的一种基于过渡金属碳化物的忆阻器件，其特征在于：所述衬底为硅衬底层。

8.权利要求1所述的一种基于过渡金属碳化物的忆阻器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1）真空环境下，将衬底固定在溅射系统的靶枪上，选取底电极材料作为溅射源，通过磁控溅射仪沉积底电极，底电极均匀、完全覆盖在衬底上表面；

S2）保持步骤S1的真空环境，更换介质层溅射源，在所述底电极的上表面均匀、完全溅射出介质层；

S3）取过渡金属碳化物和去离子水按照1:100的质量比混合，搅拌5min-15min，制得过渡金属碳化物悬浊液；

S4）吸取步骤S3中过渡金属碳化物悬浊液的上层浊清液，滴在步骤S2的介质层上，通过甩胶机旋涂1min-3min，使得介质层的上表面均匀覆盖一过渡金属碳化物膜，制得阻变层；

S5）将步骤S4旋涂后制得的阻变层烘干后，固定在溅射靶枪上，并在阻变层顶部安装掩模板，选取顶电极材料的溅射源，并溅射沉积得到顶电极，从而制备获得基于过渡金属碳化物的忆阻器件。

9.根据权利要求8所述的一种基于过渡金属碳化物的忆阻器件的制备方法，其特征在于：所述甩胶机的转速为3500r/min。

10.一种基于过渡金属碳化物的忆阻器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1）真空环境下，将硅衬底固定在溅射系统的靶枪上，选取钨作为溅射源，通过磁控溅射仪沉积得到厚度为90nm的钨电极，钨电极均匀、完全覆盖在硅衬底的上表面；

S2）保持步骤S1的真空环境，更换二氧化硅溅射源，在钨电极的上表面均匀、完全溅射出厚度为80nm的二氧化硅介质层；

S3）取过渡金属碳化物和去离子水按照1:100的质量比混合，搅拌10min，制得过渡金属碳化物悬浊液；

S4）吸取步骤S3中过渡金属碳化物悬浊液的上层浊清液，滴在二氧化硅介质层上，通过甩胶机旋涂2min，甩胶机转速为3500r/min，使得二氧化硅介质层的上表面均匀覆盖一过渡金属碳化物膜，从而制得阻变层；

S5）将步骤S4旋涂后制得的阻变层烘干后，固定在溅射靶枪上，并在阻变层顶部安装掩模板，选取铜作为溅射源，并溅射沉积得到厚度为100nm的铜电极，从而制备获得结构为铜/过渡金属碳化物/二氧化硅/钨的忆阻器件。