[發(fā)明專利]二維材料基選通器、存儲(chǔ)器單元、陣列及其操作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010416854.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111554809A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林淮;邢國(guó)忠;劉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L43/08
• 分類號(hào): H01L43/08;H01L27/22;G11C11/16
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 喻穎

1.一種二維材料基選通器，其特征在于，包括：

疊層單元，所述疊層單元為金屬-二維半導(dǎo)體-金屬結(jié)構(gòu)，所述金屬-二維半導(dǎo)體-金屬結(jié)構(gòu)包括：二維半導(dǎo)體層，以及分別設(shè)置于所述二維半導(dǎo)體層上、下表面的金屬層；

其中，在所述二維材料基選通器通電導(dǎo)通時(shí)，所述疊層單元包括兩個(gè)反向串聯(lián)的肖特基二極管結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料基選通器，其特征在于，所述二維材料基選通器包括N個(gè)疊層單元，N≥1，當(dāng)N≥2時(shí)，至少兩個(gè)疊層單元沿著第一方向堆疊，所述第一方向垂直于所述二維半導(dǎo)體材料層所在平面。

3.一種二維材料基選通器，其特征在于，包括：

M個(gè)疊層單元，M≥2，每個(gè)疊層單元為金屬-二維半導(dǎo)體-金屬結(jié)構(gòu)，所述金屬-二維半導(dǎo)體-金屬結(jié)構(gòu)包括：二維半導(dǎo)體層，以及分別設(shè)置于所述二維半導(dǎo)體層上、下表面的金屬層；

其中，每個(gè)疊層單元中，其中一個(gè)金屬-二維半導(dǎo)體界面形成歐姆接觸，另一個(gè)金屬-二維半導(dǎo)體界面形成肖特基接觸；

所述M個(gè)疊層單元沿著第二方向排布，所述第二方向平行于所述二維半導(dǎo)體層所在平面，在所述M個(gè)疊層單元中相鄰的兩個(gè)疊層單元的側(cè)壁之間設(shè)置有絕緣層，在所述二維材料基選通器通電導(dǎo)通時(shí)所述M個(gè)疊層單元為M個(gè)反向并聯(lián)的肖特基二極管結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料基選通器，其特征在于，

所述二維半導(dǎo)體層的材料包括以下材料中的一種或其組合：WS₂、WSe₂、MoS₂；和/或，

二維半導(dǎo)體層的厚度為2nm-10nm；和/或，

所述金屬層的材料為以下材料：Pt、Ta、W、Ir、Os、Re、Hf、Pd、Rh、Mo、Nb、Zr、Au、Tc、Cd、Pb以及Sn中的一種形成的單質(zhì)或幾種形成的合金。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的二維材料基選通器，其特征在于，所述二維材料基選通器的伏安特性曲線為對(duì)稱的，具有雙向?qū)ㄩ_(kāi)關(guān)特性。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料基選通器，其特征在于，

所述二維材料基選通器的開(kāi)啟電壓為0.8V～1.2V；和/或，

所述二維材料基選通器的開(kāi)關(guān)比不小于10³；和/或，

所述二維材料基選通器的開(kāi)啟電流密度不小于10⁶A/cm²。

7.一種存儲(chǔ)器單元，其特征在于，包括：

權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的二維材料基選通器；以及

磁隧道結(jié)；

其中，所述二維材料基選通器與所述磁隧道結(jié)沿著第一方向堆疊以形成選擇存儲(chǔ)單元，所述選擇存儲(chǔ)單元包括沿著所述第一方向相對(duì)設(shè)置的第一表面和第二表面，所述第一表面用于與字線連接，所述第二表面用于與位線連接；

可選的，沿著所述第一方向，所述二維材料基選通器位于所述磁隧道結(jié)的上方或者下方。

8.一種存儲(chǔ)器陣列，其特征在于，所述存儲(chǔ)器陣列包括：

至少一層交叉存儲(chǔ)陣列，每層交叉存儲(chǔ)陣列包括：

位線陣列，包括沿著第二方向平行設(shè)置的多條位線；

字線陣列，包括沿著第三方向平行設(shè)置的多條字線；其中所述第三方向與所述第一方向垂直，所述第三方向與所述第二方向之間具有夾角；

設(shè)置于所述字線陣列和所述位線陣列交叉點(diǎn)處的多個(gè)存儲(chǔ)器單元，所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元中每個(gè)存儲(chǔ)器單元為權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)器單元；

可選的，所述存儲(chǔ)器陣列還包括：選擇晶體管，所述選擇晶體管串聯(lián)于所述每層交叉存儲(chǔ)陣列的多條字線的每條字線上，用于控制所對(duì)應(yīng)字線的通斷；

可選的，當(dāng)所述存儲(chǔ)器陣列包括多層交叉存儲(chǔ)陣列時(shí)，多層交叉存儲(chǔ)陣列中相鄰的兩層交叉存儲(chǔ)陣列之間設(shè)置有絕緣層。