[发明专利]一种聚酰亚胺阻变存储器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机阻变存储器领域，具体为一种聚酰亚胺作为存储功能层的有机阻 变存储器的制备方法。

技术背景

21世纪是以信息产业的高速发展为核心的知识经济时代。随着互联网覆盖面的逐 渐扩大和信息多媒体化的不断发展，需要进行处理和保存的数据量与日俱增，信息的采集 和管理体系越发复杂，对信息的存储和传输的要求更加严格，信息的爆炸式增长以及电子 器件的持续微型化对信息材料的发展不断提出更高的要求。在信息技术的几个重要环节中 （读取、传输、存储、处理、显示），信息的存储技术占着非常重要的位置。所以，近年来研究和 开发具有超高密度信息存储功能的电子器件已成为当前信息领域一个倍受关注的研究热 点。

目前，市场上流通和使用的还是传统的存储材料和器件，如无机半导体存储器、磁 盘存储器、光盘存储器等。由于这些器件逐渐缩小的物理信息位，已经接近在使用上的存储 极限，已不能满足未来超高密度信息存储的要求，因而，以有机和聚合物材料为基体的存储 器的研究得到了众多科学家的高度重视。相比于硅存储器利用硅晶单元存储电荷的数量来 标记“0”和“1”，有机和聚合物存储器的数据存储是一种全新的模式。其存储机理是，以电场 作用下的低导态（“0”态）和高导态(“1”态)来实现信息存储。有机和聚合物存储器件的优势 就在于它具有简单的结构，优良的伸缩性，低廉的成本，操作电压低，状态多变，三维可堆积 性和高密度存储等优点。特别是聚合物材料拥有机械加工性能好、柔韧性好的优点，而且它 的成膜工艺简单。

在众多的聚合物材料中，聚酰亚胺以其优异的机械性能、介电性能、耐高低温性 能、耐辐射性能和耐腐蚀等综合性能，被广泛应用在电子电工领域。目前，一些含有电子给 体和电子受体基团的聚酰亚胺类聚合物已经被证实具有很好的电双稳态性能，具有较为优 异的存储性能，是未来制备高性能有机电存储器件的首选材料。但是，因聚酰亚胺分子结构 的特殊性，其溶解性极差，几乎不能溶解于常见的有机溶剂，使得将聚酰亚胺在用于存储器 制备时遇到了很多难以克服的困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚酰亚胺阻变存储器的制备方法。该聚酰亚胺阻变存储 器从下至上由基底、底电极、聚酰亚胺(PI）功能层和顶电极构成，聚酰亚胺功能层由涂于底 电极上的聚酰胺酸经亚胺化制备而成。

本发明聚酰亚胺阻变存储器的制备方法，是将聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸溶液旋 涂于底电极上得到聚酰胺酸薄膜，再将聚酰胺酸薄膜亚胺化制备难溶的聚酰亚胺功能层， 然后在聚酰亚胺功能层上制备顶电极，得到聚酰亚胺阻变存储器。

所述聚酰亚胺阻变存储器的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）按1:1-1:1.03的摩尔比称取单体二元胺和二酐，将二元胺单体溶于酰胺类溶剂，将 反应温度控制在20-50℃，慢慢加入二酐单体，待全部加完后继续搅拌1.5h-3h，即制得聚酰 胺酸溶液；

（2）用酰胺类溶剂将聚酰胺酸溶液稀释至浓度为0.20%-1.00%，将稀释后的溶液用匀胶 机旋涂到氧化铟锡玻璃片上，旋涂的层数为1-8层，随后将该氧化铟锡玻璃片置于70℃-100 ℃的电热板上加热烘干，在氧化铟锡玻璃片上形成聚酰胺酸薄膜；

（3）将涂覆有聚酰胺酸薄膜的氧化铟锡玻璃片置于烘箱中，于200℃-280℃下高温亚胺 化0.5h-2h，随后自然冷却至室温，得到聚酰亚胺功能层；

（4）在步骤（3）所得的聚酰亚胺功能层上制备一层电极作为顶电极，完成聚酰亚胺阻变 存储器的制备。

步骤（1）和（2）所述的酰胺类溶剂为N，N′-二甲基甲酰胺或N，N′-二甲基乙酰胺；

步骤（1）所述二元胺单体为4，4′-二氨基二苯醚、2，2-双（4-氨基苯氧基苯基）丙烷、1， 3-双（4-氨基苯氧基）苯、1，4-双（4-氨基苯氧基）苯、9或9-双（4-氨基苯基）芴中的一种；所 述二酐单体为均苯四甲酸二酐、二苯醚四甲酸二酐、2，3，3'，4-联苯四甲酸二酐或3，3'，4， 4'-联苯四甲酸二酐中的一种。

步骤（2）制得的聚酰胺酸薄膜的厚度为60-300nm。

步骤（3）制得的聚酰亚胺功能层的厚度为50-300nm。

步骤（4）中顶电极的厚度为50-300nm。