一種基于鈣鈦礦雙柵碳納米管鐵電存儲器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于存儲器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于鈣鈦礦雙柵碳納米管鐵電存儲器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前用作鐵電存儲器電極材料主要是高功函數(shù)的金屬電極Pt，然而Pt作為柵極和源漏電極，由于它的附著力和晶格失陪較大，影響了 BNT的抗疲勞性能及鐵電性能和CNTs導電性能，使得鐵電存儲器的抗疲勞和保持性能損失嚴重。并且，目前的CNTs陣列的制備方法復雜，需要對基片預(yù)先圖案化處理，且很難得到定位、定向的大面積尺寸上的規(guī)則有序碳納米管陣列。這些制備方法還對對鐵電薄膜的性能影響較大，因此進一步影響了鐵電存儲器的抗疲勞和保持性能。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為解決以上技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種器件尺寸小、器件功耗少、器件抗疲勞和保持性能的能力強的基于鈣鈦礦雙柵碳納米管鐵電存儲器。
[0004]其技術(shù)方案為:
[0005]—種基于鈣鈦礦雙柵碳納米管鐵電存儲器，包括襯底層、柵電極、鐵電絕緣層、碳納米管條紋陣列、源電極和漏電極，所述襯底層上設(shè)置有柵電極，柵電極上設(shè)置有鐵電絕緣層，鐵電絕緣層上設(shè)置有碳納米管條紋陣列，碳納米管條紋陣列上設(shè)置有源電極和漏電極。
[0006]進一步，所述襯底層的材料為金屬娃。
[0007]進一步，所述柵電極包括第一層柵電極和第二層柵電極，第一柵電極的材料為pt，第二柵電極的材料為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LaNi03。
[0008]進一步，所述鐵電絕緣層的材料為(Bi，Nd)4Ti3012。
[0009]進一步，所述源電極和漏電極的材料是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LaNi03。
[0010]襯底層是鐵電存儲器的第一層，襯底層為Si材料，是整個器件的基底并且與大規(guī)模集成電路相兼容層。
[0011]柵電極是鐵電存儲器的第二層，柵電極是通過激光脈沖沉積在襯底層上的，柵電極由高金屬功函的Pt和準立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)LaN03相結(jié)合。采用Pt和LaNi03作為柵電極，能有效的穩(wěn)定BNT的鐵電性能，減少BNT中氧空位對鐵電存儲器抗疲勞和保持性能的損耗。
[0012]鐵電絕緣層是鐵電存儲器的第三層，鐵電絕緣層是利用激光脈沖沉積在第二層柵電極上的，鐵電絕緣層是鐵電薄膜BNT材料，BNT在這里既是整個器件的絕緣層，有效阻止電流從上往下泄漏；又是整個存儲器擁有存儲效果的關(guān)鍵，根據(jù)鐵電絕緣層極化的電滯回線調(diào)控溝道載流子而產(chǎn)生存儲效果。
[0013]碳納米管條紋陣列形成溝道層，溝道層是鐵電存儲器的第四層，碳納米管條紋陣列是侵泡在濃度為10mg/L的SWCNT/DCE懸浮液中直接衍生的，溝道層作用是提供溝道載流子，通過電場調(diào)控運輸從而產(chǎn)生電流。
[0014]鐵電存儲器的第五層和第六層導電源電極和漏電極為LaNi03材料，導電源電極和漏電極是利用激光脈沖沉積在溝道層上的，作用是能穩(wěn)定和更好的接觸碳納米管條紋陣列的導電電極。
[0015]本實用新型的有益效果:
[0016]1.本發(fā)明制備的雙柵碳納米管場效應(yīng)晶體管存儲器在室溫下具有比較高的載流子迀移率、開關(guān)電流比、存儲窗口、抗疲勞性能和保持時間，是一種理想的鐵電存儲器件。
[0017]2.通過改變制備條件，可以控制鐵電薄膜的厚度和碳納米管的結(jié)構(gòu)，從而影響器件的操作電壓和存儲性能。
[0018]3.利用本發(fā)明制備的鐵電碳納米場效應(yīng)晶體管存儲器與傳統(tǒng)的硅基地相比，制備工藝簡單，成本低廉。
[0019]4.本發(fā)明制備的鐵電碳納米場效應(yīng)晶體管存儲器與氧化物半導體溝道層的場效應(yīng)晶體管存儲器相比，碳納米管具有很高的載流子迀移率，降低了器件的操作電壓，提高了器件的存儲性能。
[0020]5.本發(fā)明制備的鐵電碳納米場效應(yīng)晶體管存儲器與有機場效應(yīng)晶體管存儲器相比，有機場效應(yīng)晶體管存儲器的迀移率在高溫下降低。而碳納米管的迀移率在高溫下性能影響較小，因此鐵電碳納米場效應(yīng)晶體管存儲器在高溫下具有優(yōu)良的性能和可靠性。
【附圖說明】
[0021]圖1為鐵電存儲器分層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]其中，1-襯底層，2-柵電極，21-第一層柵電極，22-第二層柵電極，3_鐵電絕緣層，4-碳納米管條紋陣列，5-源電極，6-漏電極。
【具體實施方式】
[0023]—種基于鈣鈦礦雙柵碳納米管鐵電存儲器，包括襯底層1、柵電極2、鐵電絕緣層
3、碳納米管條紋陣列4、源電極5和漏電極6，所述襯底層1上設(shè)置有柵電極2，柵電極2上設(shè)置有鐵電絕緣層3，鐵電絕緣層3上設(shè)置有碳納米管條紋陣列4，碳納米管條紋陣列4上設(shè)置有源電極5和漏電極6。
[0024]所述襯底層1的材料為金屬娃。
[0025]所述柵電極2包括第一層柵電極21和第二層柵電極22，第一柵電極的材料為pt，第二柵電極2的材料為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LaNi03。
[0026]所述鐵電絕緣層3的材料為(Bi，Nd) 4Ti3012o
[0027]所述源電極5和漏電極6的材料是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LaNi03。
【主權(quán)項】
1.一種基于鈣鈦礦雙柵碳納米管鐵電存儲器，其特征在于，包括襯底層(1)、柵電極(2)、鐵電絕緣層(3)、碳納米管條紋陣列(4)、源電極(5)和漏電極(6)，所述襯底層(1)上設(shè)置有柵電極(2 )，柵電極(2 )上設(shè)置有鐵電絕緣層(3 )，鐵電絕緣層(3 )上設(shè)置有碳納米管條紋陣列(4)，碳納米管條紋陣列(4)上設(shè)置有源電極(5)和漏電極(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈣鈦礦雙柵碳納米管鐵電存儲器，其特征在于，所述襯底層(1)的材料為金屬娃。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈣鈦礦雙柵碳納米管鐵電存儲器，其特征在于，所述柵電極(2)包括第一層柵電極(21)和第二層柵電極(22)，第一柵電極的材料為pt，第二柵電極(2)的材料為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LaNi03。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈣鈦礦雙柵碳納米管鐵電存儲器，其特征在于，所述鐵電絕緣層(3)的材料為(Bi，Nd)4Ti3012。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鈣鈦礦雙柵碳納米管鐵電存儲器，其特征在于，所述源電極(5)和漏電極(6)的材料是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LaNi03。
【專利摘要】本實用新型屬于存儲器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于鈣鈦礦雙柵碳納米管鐵電存儲器，包括襯底層、柵電極、鐵電絕緣層、碳納米管條紋陣列、源電極和漏電極，所述襯底層上設(shè)置有柵電極，柵電極上設(shè)置有鐵電絕緣層，鐵電絕緣層上設(shè)置有碳納米管條紋陣列，碳納米管條紋陣列上設(shè)置有源電極和漏電極。本實用新型器件尺寸小、器件功耗少、器件抗疲勞和保持性能的能力強。
【IPC分類】H01L29/423, B82Y30/00, H01L29/51, B82Y40/00, H01L29/10, H01L29/792
【公開號】CN205104493
【申請?zhí)枴緾N201520909519
【發(fā)明人】譚秋紅, 王前進, 劉應(yīng)開, 楊志坤, 羅文平, 譚秋艷
【申請人】云南師范大學
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月16日