[发明专利]一种二维材料阻变存储器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二维材料阻变存储器及其制备方法，相比于化学气相沉积制备的阻变存储器具有制备方便和对设备没有依赖性等优势，对于滴铸、旋涂等方法制备的阻变存储器又具有均匀性好，重复性好，制备简单等优势。利用本发明所述方法制备的二维材料阻变存储器所展示了6个数量级的开关比，相比于其他传统材料在几十纳米以下表现出的2到3个数量级具有明显优势，并且高于基于滴铸法和旋涂法制备的二维材料阻变存储器所展示的4到5个数量级，在制备简单、对设备依赖性不高的情况下能够达到与化学气相沉积所制备的二维材料阻变存储器(7个数量级)相似的开关比，在这样的高开关比下阻变存储器还具有着多级储存的潜力。

技术领域

本发明涉及阻变存储器领域，尤其涉及一种二维材料阻变存储器及其制备方法。

背景技术

在当今信息爆炸的时代，信息存储成为了人们日常的必需，目前主流的存储器，如DRAM，SRAM和FLASH等，其存储技术均采用晶体管构建存储位元，然而CMOS工艺尺寸已经逐步接近其理论极限尺寸。由此阻变存储器应需而生，阻变存储器以其简单的三明治结构可以将其尺寸缩小在纳米级，这对于当今数字信息爆炸的时代无疑是具有巨大的潜力，其展示出存储密度是DRAM的10倍，存储速度比固态快1000倍。尤其是二维材料的加入使得阻变存储器的存储密度更上一个台阶。

目前，阻变存储器制备中，二维材料的制备方法主要有化学气相沉淀、液相剥离、水热法等。其中化学气相沉淀能够得到大面积质量很好的二维材料薄膜，在阻变存储器上运用能产生的效果是最佳的，但是其对设备的要求、高温的需求以及效率低得缺点，使得二维材料阻变存储器仅能处在研究阶段。液相剥离得到的二维材料面积太小并不能直接用于阻变存储器还需利用其他工艺，如旋涂，滴铸等工艺使得二维材料形成均匀薄膜，而这两种方法对配置溶液的黏稠度，挥发性等有着较高的要求，且在制备过程中可能会引入杂质以及产生有毒物质。因其制备方式所制备的阻变存储器展示的阻变特性远不如化学气象沉淀制备的阻变存储器。水热法主要用来制备氧化物薄膜，也有文献报道用来制备MoS₂、h-BN等二维材料，但是有的加热温度高达上千度，在这种高温下，容器所承受的压强极大，在对设备要求较高的同时也会产生安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二维材料阻变存储器及其制备方法，旨在解决现有技术中的二维材料阻变存储器制备成本高和质量较差的问题。

本发明提供一种二维材料忆阻器制备方法，包括如下步骤：

使用lift-off工艺加工第一衬底，得到第一样片；

对第二衬底进行二维材料成膜处理；

将第二衬底上的所述二维材料膜通过湿法转移到所述第一样片上，得到第二样片；

在所述第二样片上沉积顶电极。

使用lift-off工艺加工第一衬底，得到第一样片的步骤包括：

在第一衬底上光刻出电极图形；

在所述第一衬底上沉积底电极，然后通过去胶处理将所述底电极留在所述第一衬底上，得到第一样片。

其中，在所述第一衬底上沉积底电极的步骤中：

采用溅射工艺或者蒸发蒸镀工艺在所述第一衬底上沉积所述底电极。

其中，对第二衬底进行二维材料成膜处理的步骤包括：

配置二维材料的悬浊液，将所述悬浊液先水浴超声处理，然后离心处理，得到第一悬浊液；

将第二衬底固定在容器中，倒入去离子水，并淹没所述第二衬底；

将所述第一悬浊液的上清液倒入所述容器中，形成混合溶液；

对所述容器超声处理，然后静置，所述混合溶液液面上形成二维材料膜；