專利名稱：一種s型負阻器件及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及S型負阻半導體器件及其制備方法。
背景技術：
S型負阻器件是一種重要的半導體器件，可用于微波振蕩、信息存儲、抗浪涌電流等方面。在本發(fā)明作出前，還未見有用硅作為負阻器件的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出在P型硅上沉積氧化鋅薄膜的S型負阻器件及其制備方法。
發(fā)明的S型負阻器件是由上電極、氧化鋅薄膜、P型硅片襯底和下電極依次迭置而成，氧化鋅薄膜在P型硅片襯底的正面，上電極在氧化鋅薄膜上，下電極在P型硅片襯底的背面。
本發(fā)明的制備S型負阻器件的方法包括以下步驟1)按常規(guī)清洗P型硅片襯底(3)，按通常的沉積方法，先在硅片襯底(3)的背面沉積下電極(4)，然后在硅片襯底的正面沉積氧化鋅薄膜(2)，在氧化鋅薄膜(2)上沉積上電極(1)；2)將步驟1)所得器件放入真空容器內(nèi)，器件的二個電極經(jīng)引線與外電路相連，外電路包括與器件串聯(lián)的接有電位器的電池、電流表和與器件并聯(lián)的電壓表，使器件背面的下電極相對于正面上電極為正，調(diào)節(jié)電位器，使電壓表讀數(shù)不大于5伏；3)真空容器抽真空，這時電流表讀數(shù)增大；4)待電流表讀數(shù)穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)電位器使電壓表讀數(shù)增加，這時電流也相應增加，當電壓增加到一定值后，出現(xiàn)電流急劇增加而電壓表讀數(shù)反而下降的負阻現(xiàn)象，切斷電路，得S型負阻器件；5)檢測從真空容器中取出器件，在空氣中接外電路重新測試負阻現(xiàn)象，如負阻現(xiàn)象消失，重復上述步驟2)～4)，直至負阻現(xiàn)象在空氣中也能觀察到。
上述氧化鋅薄膜的沉積可采用化學氣相、磁控濺射、高溫裂解等方法，上電極及背面下電極可采用真空蒸發(fā)或磁控濺射沉積等。
本發(fā)明為S型負阻器件提出了以硅作為負阻器件的新思路，它制作簡單、易行。


圖1是本發(fā)明S型負阻器件結構示意圖；圖2是制備S型負阻器件的電路圖；圖3是S型負阻器件的負阻特性圖。
具體實施例方式
參照圖1，本發(fā)明的S型負阻器件是由上電極1、氧化鋅薄膜2、P型硅片襯底3和下電極4依次迭置而成，氧化鋅薄膜2在P型硅片襯底的正面，上電極1在氧化鋅薄膜上，下電極4在P型硅片襯底的背面。
以下通過具體實例進一步說明本發(fā)明制備方法，它包括以下步驟1)按常規(guī)清洗P型硅片，在硅片襯底的背面沉積下電極，然后在P型硅襯底的正面通過霧化熱解法生長氧化鋅薄膜，此例，鋅源為酯酸鋅溶液，配比為去離子水100ml，醋酸鋅2.5克，生長時襯底溫度為518℃，生長時間為1小時，再在氧化鋅薄膜上沉積上電極，本例中，兩個電極都為鋁電極，采用直流磁控濺射沉積；2)將步驟1)所得器件放入真空容器內(nèi)，為了縮短電流穩(wěn)定時間，可采用紫外光照射器件使吸附的氧脫附，本例采用有石英觀察窗的真空容器，通過觀察窗用紫外燈照射器件，并將上電極制成叉指狀，將其上電極面朝向觀察窗，以便于光線通過電極照到氧化鋅薄膜上。將器件的二個電極經(jīng)引線與外電路相連，電路接線如圖2所示，器件與接有電位器R的電池組D、電流表mA串聯(lián)，與電壓表V并聯(lián)，使器件背面的下電極4相對于正面的上叉指狀鋁電極1為正，調(diào)節(jié)電位器，使電壓表讀數(shù)不大于5伏；3)開啟真空泵抽真空，通過石英觀察窗用紫外燈照射器件，紫外線照射后氧化鋅薄膜表面吸附的氧脫附速度加快，這時電流表讀數(shù)增加；4)待電流表讀數(shù)穩(wěn)定后，關閉紫外燈，慢慢調(diào)節(jié)電位器，使電壓表讀數(shù)增加，這時電流也相應增加，當電壓增加到一定值，觀察到電流急劇增加，同時電壓表讀數(shù)反而下降的負阻現(xiàn)象，如圖4a)特性所示，切斷電路，取出器件，器件具有負阻特性，S型負阻特性一旦形成就不再消失；5)檢測器件在空氣中再連接外電路，重新測試負阻現(xiàn)象，此時，負阻現(xiàn)象仍存在，但曲線形狀及電流突變點的電壓值略有變化，如圖4b)特性所示。如果負阻現(xiàn)象消失，則重量上述步驟2)～4)，直至負阻現(xiàn)象在空氣中也能觀察到。
權利要求
1.S型負阻器件，其特征是由上電極(1)、氧化鋅薄膜(2)、P型硅片襯底(3)和下電極(4)依次迭置而成，氧化鋅薄膜(2)在P型硅片襯底的正面，上電極(1)在氧化鋅薄膜上，下電極(4)在P型硅片襯底的背面。
2.按權利要求1所述的S型負阻器件，其特征是所說的上電極是叉指狀電極。
3.按權利要求1所述的S型負阻器件的制備方法，其特征是包括以下步驟1)按常規(guī)清洗P型硅片襯底(3)，按通常的沉積方法，先在硅片襯底(3)的背面沉積下電極(4)，然后在硅片襯底的正面沉積氧化鋅薄膜(2)，在氧化鋅薄膜(2)上沉積上電極(1)；2)將步驟1)所得器件放入真空容器內(nèi)，器件的二個電極經(jīng)引線與外電路相連，外電路包括與器件串聯(lián)的接有電位器的電池、電流表和與器件并聯(lián)的電壓表，使器件背面的下電極相對于正面的上電極為正，調(diào)節(jié)電位器，使電壓表讀數(shù)不大于5伏；3)真空容器抽真空，這時電流表讀數(shù)增大；4)待電流表讀數(shù)穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)電位器使電壓表讀數(shù)增加，這時電流也相應增加，當電壓增加到一定值后，出現(xiàn)電流急劇增加而電壓表讀數(shù)反而下降的負阻現(xiàn)象，切斷電路，得S型負阻器件；5)檢測從真空容器中取出器件，在空氣中接外電路重新測試負阻現(xiàn)象，如負阻現(xiàn)象消失，重復上述步驟2)～4)，直至負阻現(xiàn)象在空氣中也能觀察到。
4.按權利要求4所述的S型負阻器件的制備方法，其特征是真空容器具有供紫外光照射的石英觀察窗。
全文摘要
本發(fā)明的S型負阻器件是由上電極、氧化鋅薄膜、P型硅片襯底和下電極依次迭置而成,氧化鋅薄膜在P型硅片襯底的正面,上電極在氧化鋅薄膜上,下電極在P型硅片襯底的背面。其制備方法包括在經(jīng)過清洗的P型硅片襯底的背面沉積下電極,在正面沉積氧化鋅薄膜,氧化鋅薄膜上沉積上電極,再將它放入真空容器與外電路相連,調(diào)節(jié)外電路電壓,使器件具有負阻特性曲線。本發(fā)明提出了以硅作為負阻器件的新思路,它制作簡單、易行。
文檔編號H01C7/00GK1385864SQ02112168
公開日2002年12月18日 申請日期2002年6月19日 優(yōu)先權日2002年6月19日
發(fā)明者季振國, 劉坤, 楊成興, 葉志鎮(zhèn) 申請人:浙江大學