[實用新型]一種基于二維硒化銦光存儲器件

有效

• 申請號: 202022362007.1
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN213459741U
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 趙清華;王濤;介萬奇;安德烈斯·卡斯泰拉諾斯·戈麥斯;里卡多·夫里森達
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H01L29/47
• 分類號: H01L29/47;H01L29/24;H01L29/06;H01L29/772;G11B7/2433;G11B7/2437
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發明涉及一種基于二維硒化銦光存儲器件，其特征在于包括金屬條、二維硒化銦、石墨、SiO₂層、Si層和鉻；SiO₂/Si作為襯底，襯底上設有鉻層，鉻層上設有兩個金屬條作為電極，相互之間設有溝道；一個金屬電極上設有少層石墨，從單側電極表面并充分覆蓋電極內側邊緣且不搭接另一側電極；二維硒化銦薄片搭接在另一側金屬電極與石墨電極之間，形成金屬?二維硒化銦?石墨肖特基二極；其中金屬電極與電壓源的正極相接，石墨電極與電壓源的負極相接。本發明光存儲器件工作時只需要調控源極和漏極之間的電壓以及外部光照，即可實現對器件邏輯狀態的控制，不需要引入較大的柵極電壓，簡化了器件工作時的電路連接。

技術領域

本發明屬于光存儲器件，涉及一種基于二維硒化銦光存儲器件。

背景技術

在過去的幾十年中，以數據存儲、信息檢索及其傳輸和處理為主要功能的半導體技術進步極大地促進了人類社會的發展。其中基于納米技術及新材料技術的新型光存儲器件的開發和使用尤其受到關注。光存儲器件，是一類綜合利用半導體材料及其異質結構的光響應特性和電學輸運特性，能夠在一個器件單元中同時實現光探測及數據存儲和處理等多種功能的新型存儲器件，其研究和開發具有重要的理論意義和實用價值。與傳統體半導體材料相比，二維半導體材料種類豐富，性能多樣且具有天然鈍化的表面和原子層級別的厚度，更容易實現功能多樣化器件的可控制備，是構筑高性能光存儲器件的理想材料。截至目前為止，已有多種基于石墨烯、二硫化鉬等二維材料及其異質結構的光存儲器件被成功制備。但目前報道的大部分二維光存儲器件都是以對稱型場效應晶體管為基礎，一方面其器件結構較為復雜且對制備工藝要求較高；另一方面此類器件一般通過控制較大的柵極電壓來實現字節的寫入、讀出和擦除，且工作電流較大，不易降低能耗。因此，設計并構筑一種基于二維材料的結構簡單、耗能低的新型光存儲器件具有重要意義。二維硒化銦材料，因其具有優異的電學輸運性能，機械性能以及光響應特性，是繼石墨烯、二硫化鉬、黑磷等最有前景的二維半導體材料之一。基于二維硒化銦材料的肖特基二極管性能優異且易于制備，在電子和光電子領域具有良好的應用前景，但目前尚沒有基于該類型光存儲器件的報道。

文獻1“Roy K,Padmanabhan M,Goswami S,et al.Graphene–MoS₂ hybridstructures for multifunctional photoresponsive memory devices.Naturenanotechnology,2013；8: 826-830”報道了基于干法轉移制備的石墨烯/二硫化鉬異質結構，使用電子束光刻等技術在二氧化硅/硅襯底上成功構筑了金-石墨烯/二硫化鉬-金場效應晶體管，報道的金- 石墨烯/二硫化鉬-金場效應晶體管通過控制柵極電壓能夠同時實現光探測器和光存儲器的功能。

文獻2“Wang Q,Wen Y,Cai K,et al.Nonvolatile infrared memory in MoS₂/PbS vander Waals heterostructures.Science advances,2018；4:eaap7916”報道了基于二硫化鉬/硫化鉛異質結構，采用電子束光刻技術在二氧化硅/硅襯底上成功構筑了金-二硫化鉬/硫化鉛-金場效應晶體管，報道的金-二硫化鉬/硫化鉛-金場效應晶體管通過控制柵極電壓能夠實現對紅外光的探測和信息存儲功能。

文獻3“Xiang D,Liu T,Xu J,et al.Two-dimensional multibitoptoelectronic memory with broadband spectrum distinction.Naturecommunications,2018；9:1-8”報道了基于干法轉移制備的二硒化鎢/六方氮化硼異質結構，采用電子束光刻技術在二氧化硅/硅襯底上成功構筑了金-二硒化鎢/六方氮化硼-金場效應晶體管，報道的金-二硒化鎢/六方氮化硼-金場效應晶體管通過控制柵極電壓能夠實現光探測和光存儲功能。