相變存儲單元的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種相變存儲單元的制備方法,尤其涉及一種具有彎折的碳納米管線 的相變存儲單元的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 存儲器是信息產(chǎn)業(yè)中重要的組成部件之一,如何發(fā)展新型的低成本、高密度、速度 快、長壽命的非易失存儲器一直是信息產(chǎn)業(yè)研究的重要方向。
[0003] 作為非易失性存儲器的下一代產(chǎn)品,相變存儲器是一種利用特殊相變材料的晶相 與非晶相導(dǎo)電性的差異來存儲信息的存儲器。相變存儲器基于其獨(dú)特的特點(diǎn)如較快的響應(yīng) 速度、較優(yōu)的耐用性以及較長的數(shù)據(jù)保存時(shí)間等,已備受關(guān)注,其不僅能夠在移動電話、數(shù) 碼相機(jī)、MP3播放器、移動存儲卡等民用微電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,而且在航空航天及導(dǎo)彈 系統(tǒng)等軍用領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。
[0004] 然而,相變存儲器在真正實(shí)用化之前還有很多問題需要解決,如現(xiàn)有技術(shù)的相變 存儲器的制備方法中,一般利用金屬或半導(dǎo)體材料作為加熱元件,加熱所述相變材料使之 產(chǎn)生相變,但由于加熱元件在多次的循環(huán)加熱過程中易受熱變形或氧化,從而影響相變存 儲器的使用壽命,并且響應(yīng)速度較慢,難以滿足數(shù)據(jù)高速讀寫的需要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 有鑒于此,確有必要提供一種具有較長使用壽命且具有較快的響應(yīng)速度的相變存 儲單元的制備方法。
[0006] -種相變存儲單元的制備方法,包括:在一基底一表面設(shè)置一碳納米管線,所述碳 納米管線的軸向平行于所述基底的表面;將所述碳納米管線彎折形成一彎折部;設(shè)置一第 一電極、第二電極及一第三電極,所述第一電極、第二電極分別與所述碳納米管線的兩端電 連接,所述第三電極與所述碳納米管線的彎折部間隔設(shè)置;以及沉積一相變層至少部分覆 蓋所述彎折部,并且與所述第三電極電連接。
[0007] -種相變存儲單元的制備方法,包括:步驟S21,提供一基底;步驟S22,在基底一 表面間隔設(shè)置多個(gè)犧牲柱;步驟S23,提供一碳納米管線材,將所述碳納米管線材的一端固 定于所述基底表面;步驟S24,圍繞一犧牲柱彎折所述碳納米管線材,形成一彎折部后切斷 所述碳納米管線材,形成一碳納米管線;步驟S25,重復(fù)步驟S23及步驟S24,形成多個(gè)碳納 米管線后去除所述犧牲柱;步驟S26,設(shè)置多個(gè)第一電極、第二電極及第三電極,所述第一 電極、第二電極分別與碳納米管線的兩端電連接,所述第三電極與所述多個(gè)碳納米管線的 多個(gè)彎折部間隔設(shè)置;以及步驟S27,在多個(gè)碳納米管線的彎折部分別沉積一相變層,并且 與所述第三電極電連接。
[0008] 相較于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明提供的相變存儲單元的制備方法,通過將碳納米管線彎 折,然后將碳納米管線的彎折部作為加熱器件加熱所述相變層,可以充分利用碳納米管線 在彎折部的熱量積累,能夠提高所述相變層的熱響應(yīng)效率,進(jìn)而提高所述相變存儲單元及 相變存儲器的讀寫速率。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的相變存儲單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的碳納米管線彎折部的局部放大圖。
[0011] 圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。
[0012] 圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描照片。
[0013] 圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的相變存儲單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的相變存儲單元中彎折部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖7為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的相變存儲單元的制備方法的工藝流程圖。
[0016] 圖8為圖7所示的相變存儲單元的制備方法中制備相變層的的工藝流程圖。
[0017] 圖9為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的相變存儲單元的制備方法的工藝流程圖。
[0018] 圖10為圖9所示的相變存儲單元的制備方法中彎折碳納米管線的工藝流程圖。
[0019] 圖11為本發(fā)明第五實(shí)施例提供的相變存儲器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 主要元件符號說明
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種相變存儲單元的制備方法,包括: 在一基底一表面設(shè)置一碳納米管線,所述碳納米管線的軸向平行于所述基底的表面; 將所述碳納米管線彎折形成一彎折部; 設(shè)置一第一電極、第二電極及一第三電極,所述第一電極、第二電極分別與所述碳納米 管線的兩端電連接,所述第三電極與所述碳納米管線的彎折部間隔設(shè)置;以及 沉積一相變層至少部分覆蓋所述彎折部,并且與所述第三電極電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的相變存儲單元的制備方法,其特征在于,通過從超順排碳納米 管陣列中直接拉伸出來獲得所述碳納米管線。
3. 如權(quán)利要求3所述的相變存儲單元的制備方法,其特征在于,所述碳納米管線包括 相對的第一端及第二端,將所述碳納米管線彎折包括將所述碳納米管線的第一端和第二端 逐漸靠近,從而使碳納米管線位于第一端和第二端之間的部分彎折形成一彎折部。
4. 如權(quán)利要求1所述的相變存儲單元的制備方法,其特征在于,進(jìn)一步包括將所述碳 納米管線彎折形成至少一弧形,該弧形至少一點(diǎn)的曲率k>l/R,其中R為該點(diǎn)的曲率半徑。
5. 如權(quán)利要求1所述的相變存儲單元的制備方法,其特征在于,進(jìn)一步包括將所述碳 納米管線彎折形成至少一折角,該折角的角度9大于30度小于120度。
6. 如權(quán)利要求1所述的相變存儲單元的制備方法,其特征在于,進(jìn)一步包括將所述碳 納米管線螺旋回轉(zhuǎn)形成一回型環(huán)狀結(jié)構(gòu)的彎折部。
7. 如權(quán)利要求1所述的相變存儲單元的制備方法,其特征在于,所述相變層通過以下 步驟沉積在所述基底的表面: 提供一掩模,所述掩模具有多個(gè)通孔; 將所述掩模設(shè)置在所述基底的表面,對應(yīng)通孔位置處的所述彎折部及所述第三電極通 過所述通孔暴露出來; 在所述基底的表面沉積相變層,覆蓋所述通孔位置處的彎折部及所述第三電極;以及 去除所述掩模。
8. -種相變存儲單元的制備方法,包括: 步驟S21,提供一基底; 步驟S22,在基底一表面間隔設(shè)置多個(gè)犧牲柱; 步驟S23,提供一碳納米管線材,將所述碳納米管線材的一端固定于所述基底表面; 步驟S24,圍繞一犧牲柱彎折所述碳納米管線材,形成一彎折部后切斷所述碳納米管線 材,形成一碳納米管線; 步驟S25,重復(fù)步驟S23及步驟S24,形成多個(gè)碳納米管線后去除所述犧牲柱; 步驟S26,設(shè)置多個(gè)第一電極、第二電極及第三電極,所述第一電極、第二電極分別與碳 納米管線的兩端電連接,所述第三電極與所述多個(gè)碳納米管線的多個(gè)彎折部間隔設(shè)置;以 及 步驟S27,在多個(gè)碳納米管線的彎折部分別沉積一相變層,并且與所述第三電極電連 接。
9. 如權(quán)利要求8所述的相變存儲單元的制備方法,其特征在于,進(jìn)一步包括一碳納米 管線材供給裝置,所述碳納米管線材供給裝置連續(xù)不斷的供應(yīng)碳納米管線材,并帶動所述 碳納米管線材彎折。
10. 如權(quán)利要求9所述的相變存儲單元的制備方法,其特征在于,所述碳納米管線材供 給裝置包括一針管及針頭,所述碳納米管線材位于針管內(nèi),且通過所述針頭露出。
11. 如權(quán)利要求10所述的相變存儲單元的制備方法,其特征在于,將從所述針頭露出 的碳納米管線材的一端固定于所述基底表面,并拉動所述碳納米管線材,圍繞所述犧牲柱 彎折,并將彎折后的碳納米管線材的另一端拉離所述犧牲柱預(yù)定距離后,固定于所述基底 表面。
12. 如權(quán)利要求8所述的相變存儲單元的制備方法,其特征在于,所述碳納米管線材圍 繞所述犧牲柱轉(zhuǎn)動多圈,使碳納米管線材在所述犧牲柱的表面形成多圈結(jié)構(gòu),得到一回型 環(huán)狀結(jié)構(gòu)的彎折部。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種相變存儲單元的制備方法,包括:在一基底一表面設(shè)置至少一碳納米管線,所述碳納米管線的軸向平行于所述基底的表面;彎折所述至少一碳納米管線,形成一彎折部;設(shè)置一第一電極、第二電極及一第三電極,所述第一電極、第二電極分別設(shè)置于所述彎折部的兩側(cè)且與所述碳納米管線電連接,所述第三電極與所述碳納米管線的彎折部間隔設(shè)置;以及沉積一相變層至少部分覆蓋所述彎折部,并且與所述第三電極電連接。
【IPC分類】H01L45-00
【公開號】CN104779346
【申請?zhí)枴緾N201410016750
【發(fā)明人】柳鵬, 吳揚(yáng), 李群慶, 姜開利, 王佳平, 范守善
【申請人】清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年1月15日
【公告號】US20150200367