专利名称：一种s型负阻器件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及S型负阻半导体器件及其制备方法。
背景技术：
S型负阻器件是一种重要的半导体器件，可用于微波振荡、信息存储、抗浪涌电流等方面。在本发明作出前，还未见有用硅作为负阻器件的报道。
发明内容
本发明的目的是提出在P型硅上沉积氧化锌薄膜的S型负阻器件及其制备方法。
发明的S型负阻器件是由上电极、氧化锌薄膜、P型硅片衬底和下电极依次迭置而成，氧化锌薄膜在P型硅片衬底的正面，上电极在氧化锌薄膜上，下电极在P型硅片衬底的背面。
本发明的制备S型负阻器件的方法包括以下步骤1)按常规清洗P型硅片衬底(3)，按通常的沉积方法，先在硅片衬底(3)的背面沉积下电极(4)，然后在硅片衬底的正面沉积氧化锌薄膜(2)，在氧化锌薄膜(2)上沉积上电极(1)；2)将步骤1)所得器件放入真空容器内，器件的二个电极经引线与外电路相连，外电路包括与器件串联的接有电位器的电池、电流表和与器件并联的电压表，使器件背面的下电极相对于正面上电极为正，调节电位器，使电压表读数不大于5伏；3)真空容器抽真空，这时电流表读数增大；4)待电流表读数稳定后，调节电位器使电压表读数增加，这时电流也相应增加，当电压增加到一定值后，出现电流急剧增加而电压表读数反而下降的负阻现象，切断电路，得S型负阻器件；5)检测从真空容器中取出器件，在空气中接外电路重新测试负阻现象，如负阻现象消失，重复上述步骤2)～4)，直至负阻现象在空气中也能观察到。
上述氧化锌薄膜的沉积可采用化学气相、磁控溅射、高温裂解等方法，上电极及背面下电极可采用真空蒸发或磁控溅射沉积等。
本发明为S型负阻器件提出了以硅作为负阻器件的新思路，它制作简单、易行。
图1是本发明S型负阻器件结构示意图；图2是制备S型负阻器件的电路图；图3是S型负阻器件的负阻特性图。
具体实施例方式
参照图1，本发明的S型负阻器件是由上电极1、氧化锌薄膜2、P型硅片衬底3和下电极4依次迭置而成，氧化锌薄膜2在P型硅片衬底的正面，上电极1在氧化锌薄膜上，下电极4在P型硅片衬底的背面。
以下通过具体实例进一步说明本发明制备方法，它包括以下步骤1)按常规清洗P型硅片，在硅片衬底的背面沉积下电极，然后在P型硅衬底的正面通过雾化热解法生长氧化锌薄膜，此例，锌源为酯酸锌溶液，配比为去离子水100ml，醋酸锌2.5克，生长时衬底温度为518℃，生长时间为1小时，再在氧化锌薄膜上沉积上电极，本例中，两个电极都为铝电极，采用直流磁控溅射沉积；2)将步骤1)所得器件放入真空容器内，为了缩短电流稳定时间，可采用紫外光照射器件使吸附的氧脱附，本例采用有石英观察窗的真空容器，通过观察窗用紫外灯照射器件，并将上电极制成叉指状，将其上电极面朝向观察窗，以便于光线通过电极照到氧化锌薄膜上。将器件的二个电极经引线与外电路相连，电路接线如图2所示，器件与接有电位器R的电池组D、电流表mA串联，与电压表V并联，使器件背面的下电极4相对于正面的上叉指状铝电极1为正，调节电位器，使电压表读数不大于5伏；3)开启真空泵抽真空，通过石英观察窗用紫外灯照射器件，紫外线照射后氧化锌薄膜表面吸附的氧脱附速度加快，这时电流表读数增加；4)待电流表读数稳定后，关闭紫外灯，慢慢调节电位器，使电压表读数增加，这时电流也相应增加，当电压增加到一定值，观察到电流急剧增加，同时电压表读数反而下降的负阻现象，如图4a)特性所示，切断电路，取出器件，器件具有负阻特性，S型负阻特性一旦形成就不再消失；5)检测器件在空气中再连接外电路，重新测试负阻现象，此时，负阻现象仍存在，但曲线形状及电流突变点的电压值略有变化，如图4b)特性所示。如果负阻现象消失，则重量上述步骤2)～4)，直至负阻现象在空气中也能观察到。
权利要求
1.S型负阻器件，其特征是由上电极(1)、氧化锌薄膜(2)、P型硅片衬底(3)和下电极(4)依次迭置而成，氧化锌薄膜(2)在P型硅片衬底的正面，上电极(1)在氧化锌薄膜上，下电极(4)在P型硅片衬底的背面。
2.按权利要求1所述的S型负阻器件，其特征是所说的上电极是叉指状电极。
3.按权利要求1所述的S型负阻器件的制备方法，其特征是包括以下步骤1)按常规清洗P型硅片衬底(3)，按通常的沉积方法，先在硅片衬底(3)的背面沉积下电极(4)，然后在硅片衬底的正面沉积氧化锌薄膜(2)，在氧化锌薄膜(2)上沉积上电极(1)；2)将步骤1)所得器件放入真空容器内，器件的二个电极经引线与外电路相连，外电路包括与器件串联的接有电位器的电池、电流表和与器件并联的电压表，使器件背面的下电极相对于正面的上电极为正，调节电位器，使电压表读数不大于5伏；3)真空容器抽真空，这时电流表读数增大；4)待电流表读数稳定后，调节电位器使电压表读数增加，这时电流也相应增加，当电压增加到一定值后，出现电流急剧增加而电压表读数反而下降的负阻现象，切断电路，得S型负阻器件；5)检测从真空容器中取出器件，在空气中接外电路重新测试负阻现象，如负阻现象消失，重复上述步骤2)～4)，直至负阻现象在空气中也能观察到。
4.按权利要求4所述的S型负阻器件的制备方法，其特征是真空容器具有供紫外光照射的石英观察窗。
全文摘要
本发明的S型负阻器件是由上电极、氧化锌薄膜、P型硅片衬底和下电极依次迭置而成,氧化锌薄膜在P型硅片衬底的正面,上电极在氧化锌薄膜上,下电极在P型硅片衬底的背面。其制备方法包括在经过清洗的P型硅片衬底的背面沉积下电极,在正面沉积氧化锌薄膜,氧化锌薄膜上沉积上电极,再将它放入真空容器与外电路相连,调节外电路电压,使器件具有负阻特性曲线。本发明提出了以硅作为负阻器件的新思路,它制作简单、易行。
文档编号H01C7/00GK1385864SQ02112168
公开日2002年12月18日 申请日期2002年6月19日 优先权日2002年6月19日
发明者季振国, 刘坤, 杨成兴, 叶志镇 申请人:浙江大学