[发明专利]基于P型ZnSe/N型Si核壳纳米线异质结的存储器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及存储器，更确切的说是涉及纳米线异质结存储器。

背景技术

存储器是用来存放各种程序和数据的记忆设备，其采用记忆元件来存储信息，在现代社会的信息保存以及传递中具有重要的作用。记忆元件为呈现多种稳定状态的物理器件。在数据存储中，不同的稳定状态对应不同的数码来表示数据。纳米存储器采用纳米材料作为基础，构筑纳米器件，具有低成本、易集成以及低功耗等特点。但现有纳米存储器存在材料选择面窄，开关比小，及存储时间短的问题。其中II-VI族和Si的pn异质结器件具有优异的存储特性，但目前尚无关于相关异质结纳米存储器的报道。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种开关比大、存储时间长、重复性好的纳米存储器。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于P型ZnSe/N型Si核壳纳米线异质结的存储器的制备方法的特点是是按如下步骤进行：

a、合成P型ZnSe/N型Si核壳纳米线，所述P型ZnSe/N型Si核壳纳米线是在P型ZnSe纳米线核的外表面包裹有N型Si壳层；

b、在硅片上制备绝缘层，将P型ZnSe/N型Si核壳纳米线分散在所述绝缘层上；

c、通过紫外光刻与电子束镀膜在分散有P型ZnSe/N型Si核壳纳米线的绝缘层上制备一N型Si电极对，所述N型Si电极对通过P型ZnSe/N型Si核壳纳米线连通且所述N型Si电极对与所述N型Si壳层为欧姆接触；

d、通过紫外光刻与RIE刻蚀将所述N型Si电极对之间的N型Si壳层刻蚀至露出P型ZnSe纳米线核；

e、通过紫外光刻与电子束镀膜在刻蚀后露出的P型ZnSe纳米线核上制备P型ZnSe电极，所述P型ZnSe电极位于所述N型Si电极对之间且与所述P型ZnSe纳米线核交叉呈欧姆接触，得到基于P型ZnSe/N型Si核壳纳米线异质结的存储器，所述P型ZnSe电极不与所述N型Si电极对接触。

本发明基于P型ZnSe/N型Si核壳纳米线异质结的存储器的制备方法的特点也在于：所述绝缘层是以SiO₂、Al₂O₃、Si₃N₄、HfO₂为材质，所述绝缘层的厚度不小于100nm。

所述N型Si电极对为Ti/Ag复合电极或Al电极。

所述P型ZnSe电极为Cu/Au复合电极或Au电极。

所述P型ZnSe纳米线核的掺杂元素为N、P、Ag、Bi、As或Sb，掺杂浓度为1%-50%原子百分含量。

所述N型Si壳的掺杂元素为N或P，掺杂浓度为1%-50%原子百分含量。

所述RIE刻蚀的条件为：功率为50W、气压为3Pa，刻蚀气体为流量为23sccm的四氟化碳，刻蚀时间为10分钟。

所述P型ZnSe/N型Si核壳纳米线是按如下步骤合成：

a、通过热蒸发的方法在管式炉中合成P型ZnSe纳米线：

取质量纯度不低于99.9%的ZnSe粉末0.25g作为原材料，取纯度不低于99.9%的Ag₂S粉末0.05g作为掺杂源，或取纯度不低于99.9%的铋粉0.05g作为掺杂源，或取纯度不低于99%的锑粉作为掺杂源，或取纯度不低于99%的砷粉作为掺杂源，将原材料和掺杂源充分研磨后放入氧化铝瓷舟，以蒸镀有5-10nm金的硅片作为衬底，将氧化铝瓷舟和衬底放入石英管中并将石英管转移在管式炉的反应腔中，所述管式炉以温度为1040℃和气压为120托的反应条件保持两个小时结束反应，在保持阶段以100sccm的流量持续通入氩气与氢气体积比为95：5的氩氢混合气，待反应腔的温度自然冷却到室温时取出样品，硅片衬底上沉积的一层黄褐色绒状产物即为制备所得的P型ZnSe纳米线；