非易失性存储器件的制作方法

文档序号:15066736发布日期:2018-07-31 22:49阅读:143来源:国知局

本实用新型涉及半导体器件,特别涉及非易失性存储器件。



背景技术:

非易失性存储器件是指保存计算机数据后无论是否维持通电,数据仍不丢失的存储器,计算机硬盘是非易失性存储器的典型例子。

非易失性存储器件种类很多。传统的机械硬盘利用磁电阻效应,硬盘磁头读取盘片磁化程度不同的区域时,电阻有明显差异,对应0和1;固态硬盘则利用浮栅晶体管(由硅及其氧化物或氮化物制成),浮栅注入电子和不注入电子对应0和1,电导有明显差异。然而,本申请的发明人发现,机械硬盘方案容量大、价格低、但速度慢,固态硬盘方案则速度快,但价格昂贵且存储单元擦写次数比较有限。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种非易失性存储器件,可以通过施加应变来切换状态并且切换时间较短。

为解决上述技术问题,本实用新型的实施方式公开了一种非易失性存储器件,包括衬底、栅极、位于栅极与衬底之间的绝缘层和位于栅极两侧的源极、漏极,源极和漏极是含有氯的锯齿构型二维材料,源极与漏极之间的散射区的二维材料在沿该散射区长度施加拉应变时为锯齿构型,在沿该散射区长度施加压缩应变时为扶椅构型。

本实用新型实施方式与现有技术相比,主要区别及其效果在于:

在本实用新型的非易失性存储器件中,源极、漏极的二维材料为锯齿构型,源极和漏极之间的散射区的二维材料施加应变后在锯齿构型与扶椅构型之间变化,透射系数相差很大,使得该非易失性存储器件能够在开/关两种状态间切换,并且切换时间较短,从而成为新型非易失性存储器件。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式中一种非易失性存储器件的结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,本领域的普通技术人员可以理解,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。并且,说明书中提到的各技术特征之间都可以互相组合(除非产生矛盾),以构成新的或优选的技术方案。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本申请的发明人发现,GeS与磷烯是具有相同结构的二维材料,它们的结构、电子/空穴的有效质量和迁移率都存在各向异性,沿着不同方向的光学和热学特性具有明显差别。施加应变后,GeS和磷烯的各向异性表现得更明显,因此有作为非易失性存储器的潜质。

本实用新型第一实施方式涉及一种非易失性存储器件。图1是该非易失性存储器件的结构示意图。

如图1所示,该非易失性存储器件包括衬底(1)、栅极(2)、位于栅极(2)与衬底(1)之间的绝缘层(8)和位于栅极(2)两侧的源极(3)、漏极(4)。可以理解,上述衬底(1)可以是硅或碳化硅等半导体材料。

由图1的波浪形区域可以看到,源极(3)和漏极(4)的结构相同,都是含有氯的锯齿构型二维材料。可以理解,锯齿构型二维材料是已知材料,并且在二维材料中掺杂氯已被例如[1]Nano Lett.,2014,14(11),pp6275–6280(DOI:10.1021/nl502603d)、[2]ECS J.Solid State Sci.Technol.2015volume 4,issue 6,N5095-N5097(DOI:10.1149/2.0141506jss))公开,其掺杂后的材料也都是已知材料。

源极(4)与漏极(3)之间的散射区(5)的二维材料在沿散射区(5)长度施加拉应变时为锯齿构型,此时非易失性存储器件处于关态;在沿散射区(5)长度施加压缩应变时为扶椅构型,此时非易失性存储器件处于开态。非易失性存储器件处于开/关状态时,透射系数相差约1000倍。

优选地,上述二维材料可以是GeS或磷烯。可以理解,在本申请的其他实施例中,也可以是其他具有锯齿构型和扶椅构型的二维材料。

上述非易失性存储器件还包括第一电极(6)和第二电极(7),第一电极(6)与源极(3)连接,第二电极(7)与漏极(4)连接。第一电极(6)和第二电极(7)可以是金属电极,例如铜、金等。绝缘层(8)为二氧化硅或其他绝缘的固态氧化物。

可以看到,在本申请的非易失性存储器件中,通过施加应变的方式可以显著改变器件的透射系数,使得器件能够在两种状态中多次切换,以作为非易失性存储器件写入和擦除数据,并且器件在两种状态中切换的时间比较短,约为3×10-12~3×10-10s,是极有潜力的候选非易失性存储器件结构。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式,已经对本实用新型进行了图示和描述,但本领域的普通技术人员应该明白,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本实用新型的精神和范围。

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