[發明專利]一次可編程存儲單元、存儲器及其操作方法

無效

• 申請號: 201010264413.2
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN101931048A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 周鵬;孫清清;吳東平;張衛
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;G11C17/18
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.一種一次可編程存儲單元，包括上電極和下電極，其特征在于，還包括置于所述上電極和所述下電極之間的、作為存儲介質層的氧化石墨烯層。

2.如權利要求1所述的一次可編程存儲單元，其特征在于，所述氧化石墨烯層的面積小于或等于所述下電極的面積。

3.如權利要求1所述的一次可編程存儲單元，其特征在于，所述氧化石墨烯層的面積大于所述下電極的面積。

4.如權利要求1或2或3所述的一次可編程存儲單元，其特征在于，還包括介質層，所述介質層用于構圖形成所述氧化石墨烯層和/或下電極。

5.如權利要求4所述的一次可編程存儲單元，其特征在于，所述介質層為低k介質層。

6.如權利要求1所述的一次可編程存儲單元，其特征在于，所述下電極為Co、Cu、W、Ni、Zr、Ta、TaN、Ti、TiN、Zn或Al。

7.如權利要求1所述的一次可編程存儲單元，其特征在于，所述上電極或者為Pd、Ta、Ti、TaN、TiN、Cu、Al、Pt、W、Ni、Ru、Ru-Ta合金、Pt-Ti合金、Ni-Ta合金之一，或者為Pd、Ta、Ti、TaN、TiN、Cu、Al、Pt、W、Ni、Ru、Ru-Ta合金、Pt-Ti合金、Ni-Ta合金中任意兩者組成的復合層材料之一。

8.如權利要求1所述的一次可編程存儲單元，其特征在于，所述氧化石墨烯層被編程后部分地或者全部地轉變為石墨烯層。

9.一種制備如權利要求1所述一次可編程存儲單元的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）構圖形成下電極；

（2）形成作為存儲介質層的氧化石墨烯層；以及

（3）構圖形成上電極。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟（2）包括步驟：

（2a）在下電極上通過化學氣相淀積構圖形成石墨烯層；

（2b）對所述石墨烯層采用反應離子刻蝕氧化及遠程等離子氧化處理形成所述氧化石墨烯層。

11.一種如權利要求1所述一次可編程存儲單元的編程操作方法，其特征在于，通過在所述上電極和下電極之間偏置編程電信號，使所述氧化石墨烯層實現在一定加熱條件下轉變導電的低阻態。

12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述加熱條件中，加熱溫度為130℃或130℃以上。

13.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯層轉變為導電的低阻態時，所述氧化石墨烯層被部分或者完全轉變為石墨烯層。

14.一種一次可編程存儲器，其特征在于，包括：一次可編程存儲單元陣列，所述一次可編程存儲單元陣列包括按行和列排列的多個如權利要求1-8任一項所述的可編程存儲單元。

15.如權利要求14所述的一次可編程存儲器，其特征在于，還包括：

與所述一次可編程存儲單元陣列相連接的行譯碼器；

與所述一次可編程存儲單元陣列相連接的列譯碼器；

地址鎖存模塊；

寫驅動模塊；

靈敏放大器；

輸入/輸出緩沖器；以及

邏輯控制模塊。