[发明专利]铁电随机存取芯片

说明书

技术领域

本发明是关于一种随机存取芯片，特别是有关于一种可印刷全聚合物 铁电随机存取芯片。

背景技术

传统的信息存储系统是将数据储存于单晶硅和多种金属、绝缘材料等 制成的电路中，电路在硅片上形成二维阵列。利用光刻技术，通过曝光和 选择性刻蚀等诸多步骤，将掩膜版上设计好的图形转移到硅片上。步骤繁 多，工艺复杂，加工时间长。

随着存储系统技术的发展，基于溶液的沉积和直接打印技术在功能材 料的上应用，提供了一种新的制造电子器件的可能性，例如有机场效应晶 体管(FET)，可以应用于低成本，大面积的柔性电子器件。因此基于溶液 沉积的铁电薄膜的随机存取信息存储器(FeRAM)受到越来越多的关注，因 为这类系统的记忆特性是即使电源断开，记忆状态并不消失或改变，只在 存储或读取数据时需要电源。早期的铁电随机存取技术主要是采用基于铁 电陶瓷薄膜的铁电随机存储技术，在硅基体上沉积铁电陶瓷薄膜，硅作为 栅极，而铁电陶瓷薄膜和金属电极作为源极和漏极。但对铁电陶瓷薄膜技 术的研究仅是一些基础方面的研究，未能取得可大规模应用的突破。

后来出现有以PZT[Pb(Zr，Ti)O₃]为电介质的铁电随机存储芯片，如日本 富士通以及韩国三星等公司的1T/1C架构的手机芯片，然后PZT电介质中的 铅(Pb)的毒性和PZT必须在高温(通常在1000℃以上)加工限制了它的进一 步发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁电随机存取芯片，其可简化组装工艺，并 可以进行大规模连续生产，降低生产成本。

根据上述目的，本发明提出一种铁电随机存取芯片，其特征在于：其 包括一基体，形成于基体上的底电极、形成于底电极上的铁电聚合物以及 形成于铁电聚合物上的上电极。

本发明提出一种铁电随机存取芯片是由以下制造方法完成的，首先在 塑料基片上涂布导电高分子材料形成底电极；待干燥后在底电极上涂布铁 电聚合物；涂布完铁电聚合物后先在室温干燥，然后在烘箱中退火；待铁 电聚合物冷却至室温后，在铁电聚合物上涂布上电极；然后在大气中干燥 形成成品元件。

根据本发明的铁电随机存取芯片的制造方法，其中在塑料基片上涂布 导电高分子材料形成底电极是通过调节导电高分子溶液配方在塑料基片 上印刷电极线。

根据本发明的铁电随机存取芯片的制造方法，其中在塑料基片上涂布 导电高分子材料形成底电极是在塑料基片上涂布导电高分子薄膜。

根据本发明的铁电随机存取芯片的制造方法，其中在底电极上涂布的 铁电聚合物是在已涂布有底电极的塑料基片上印刷铁电聚合物薄膜。

根据本发明的铁电随机存取芯片的制造方法，其中在底电极上涂布的 铁电聚合物为聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)，其中偏氟乙烯与三氟乙烯的单体摩 尔比为90：10～50：50。

根据本发明的铁电随机存取芯片的制造方法，其中在底电极上涂布的 铁电聚合物的步骤还包括在聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)溶解在溶剂中后过滤 溶液以除去机械杂质的步骤。

根据本发明的铁电随机存取芯片的制造方法，其中在烘箱中退火的步 骤中退火温度为120～150℃，退火时间为10～60分钟。

根据本发明的铁电随机存取芯片的制造方法，其中上电极与底电极材 料相同，均由导电高分子制成。

根据本发明的铁电随机存取芯片的制造方法，其中上电极材料由聚苯 乙烯磺酸(PSSH，Aldrich公司生产)和银粉(Aldrich公司生产)混合而成。

根据本发明的铁电随机存取芯片的制造方法，其中上电极材料为纳米 导电银浆。

根据本发明的铁电随机存取芯片的制造方法，其中上电极用印刷的方 法印制到铁电聚合物上，上电极材料以商品导电聚苯胺(芬兰Panipol公司 生产)配制。

为达成前述目的，本发明一种铁电随机存取芯片，其包括一基体，形 成于基体上的底电极、形成于底电极上的铁电聚合物以及形成于铁电聚合 物上的上电极。

本发明以导电高分子为电极和接点，组装全部基于聚合物的信息存储 器，其“电路”可以用导电材料直接“印刷”在聚合物薄层上，摆脱了传统无 机晶体管制造中必须使用的真空过程和刻蚀技术，极大地简化了组装工 艺，可以进行大规模连续生产，降低了生产成本。

附图说明