[发明专利]一种基于全低温工艺的柔性透明1T1R的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于低温原子层淀积（ALD）技术领域，涉及一种阻变存储器（RRAM）及薄膜晶体管(TFT)的制造方法，尤其涉及一种在柔性衬底上的透明阻变存储器及透明薄膜晶体管的低温制造方法。

背景技术

对于传统的1T1R (一个电晶体搭配一个磁阻)结构，使用的是可见的物质，而且是以硅等硬基底为衬底材料的，在3D存储器件以及非易失性存储器件中的应用也是相当广泛的，因此该结构所含的原理与技术已经相当的成熟，并且已经得到应用。

柔性存储器件可以用于未来的非挥发性存储设备的制造中，由于其非常高的性价比，有望在未来替代目前以硅为基底的硬性存储器件，并且降低市场上移动存储设备的价格。而且由于柔性的存储器更易于折叠和弯曲，使得携带更加方便，存在的方式更为广泛，甚至在任何柔软物体的表面都可以制造存储设备，例如可以在塑料食品罐或者塑料食品包装表面等。

由于大多数柔性存储器使用的衬底是柔性的塑料，而一般塑料的耐热均在100℃以下，即使对于一些特殊的塑料，最高也不能超过400℃，因此在实现柔性存储器的过程中，必须要执行全低温工艺。要实现这一过程，电极、氧化层与某些介质层必须使用物理气相沉积(PVD)的方法、低温原子层淀积的方法或者旋涂的方法生长。为适应器件的小型化趋势，电极的厚度须在20纳米左右，而氧化层的厚度须在10纳米左右。

传统的TFT工艺技术已经相当成熟了，大部分是以氢化非晶硅作为主要基板材料，所以大多数TFT不是透明的，但是其在显示领域得到了比较广泛的应用。TFT的制造工艺比较简单，通过反复的在基板上淀积不同的薄膜就可以实现，因此可以进行批量生产，并把器件做的很小。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于柔性衬底和TFT工艺的1T1R结构的制造方法，以改变目前器件的封装和存在方式，使得可折叠和可弯曲式便携式存储单元成为可能。

本发明提出的柔性透明1T1R存储单元的制造方法，具体步骤包括：

提供一个柔性衬底；

在所述柔性衬底上形成栅电极；

覆盖所述栅电极形成栅氧化层；

在所述栅氧化层上形成透明氧化物沟道；

在所述氧化物沟道两侧形成源、漏电极；

在所述漏电极上形成氧化物阻变存储层；

在所述氧化物阻变存储层上形成顶电极。

进一步地，所述的柔性衬底由聚乙烯对苯二酸脂（PET）、聚酰亚胺（PI）等有机聚合物材料或者金属及陶瓷材料形成。所述的栅氧化层由二氧化硅、氮化硅或者其它高介电常数材料形成。所述的透明氧化物沟道由ZnO或ZnInSnO等材料形成。所述的氧化物阻变存储层由TiO₂、ZrO₂、SrTiO₃或Al₂O₃等材料形成。

更进一步地，所述的栅电极由锡掺杂的氧化铟(ITO)形成。所述的源、漏电极以及顶电极由ITO、或者掺杂Al、In的ZnO等材料形成。

本发明通过全低温工艺在柔性衬底上生长全透明的1T1R存储单元，包括透明的氧化层介质、透明电极和透明衬底，这些透明层通过低温工艺淀积到一起，实现了一个全透明的器件，其同样能够实现非透明器件的功能。

本发明所提出的柔性透明1T1R存储单元的制造方法具有以下优点：

1、使用柔性衬底制造全透明的1T1R存储单元，既环保又节省制造的成本，可适应未来的绿色环保的器件，而且由于器件是全透明的，可以通过透明的封装工艺将其制作在透明的物品上，真正的实现便携化的存储。

2、采用全低温工艺生产，不需要过多的加热和散热过程，不但降低了能耗，还节省了全制造过程中的时间。

3、 使用TFT取代场效应晶体管（FET）作为存储单元中的一部分，可以适应器件的小型化趋势，并且，由于TFT的制作工艺比较简单，因此又可以节省成本。

4、本发明有望在未来柔性低温存储单元制造中得到应用，并且改变目前器件的封装和存在方式，使得可折叠和可弯曲式便携式存储单元成为可能。

附图说明

图1为本发明所提供的一种全透明1T1R存储单元的实施例的截面图。

图2至图8为本发明提供的如图1所示1T1R存储单元的一个制造方法的实施例工艺流程图。

具体实施方式