[發(fā)明專利]基于二維材料的用于3D集成的選通器件及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110248349.7 | 申請(qǐng)日： | 2021-03-08 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113517392A | 公開（公告）日： | 2021-10-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳琳;王天宇;孟佳琳;何振宇;孫清清;張衛(wèi) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 復(fù)旦大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01L45/00 | 分類號(hào)： | H01L45/00 |
| 代理公司： | 上海正旦專利代理有限公司 31200 | 代理人： | 陸飛;陸尤 |
| 地址： | 200433 *** | 國(guó)省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 二維 材料 用于 集成 器件 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于二維材料的用于3D集成的選通器件及其制備方法。本發(fā)明選通器件，包括：石墨烯二維材料層，作為底電極；BN二維材料層，作為功能層；頂電極陣列，包括多條以一定間隔排列的線狀頂電極。本發(fā)明與二維存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)工藝兼容，解決了氧化物選通器件與二維材料存儲(chǔ)器的接觸問題，實(shí)現(xiàn)了基于二維材料的3D交叉陣列集成。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于二維材料的用于3D集成的選通器件及其制備方法。
背景技術(shù)
目前，隨著二維材料的不斷發(fā)展，其低功耗、超薄厚度、光電響應(yīng)、存儲(chǔ)性能等多方面優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，多維的應(yīng)用場(chǎng)景使其成為新型電子器件的強(qiáng)有力競(jìng)爭(zhēng)者。二維材料基的阻變存儲(chǔ)器具有低功耗、高速度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，成為新興的存儲(chǔ)器件之一。
三維交叉陣列集成作為一種常見的3D高密度存儲(chǔ)器集成方案，其發(fā)展受限于“潛行電流”問題，即讀取處于高阻態(tài)器件的電流時(shí)會(huì)受到其余未被選擇的器件的影響，導(dǎo)致讀取錯(cuò)誤。
為了避免“潛行電流”帶來的錯(cuò)誤讀取問題，選通器逐漸發(fā)展，并被用于3D交叉陣列的集成。然而，常見的選通器件多采用氧化物。由于二維材料表面沒有懸掛鍵，氧化物無法直接與二維材料形成較好的接觸，從而影響器件工作性能。因此，基于二維材料的選通器件在集成時(shí)具有極大的優(yōu)勢(shì)。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種氧化物與二維材料形成良好接觸的用于3D集成的選通器件及其制備方法。
本發(fā)明提供的基于二維材料的用于3D集成的選通器件，包括：石墨烯二維材料層，作為底電極；BN二維材料層，作為功能層；頂電極陣列，包括多條以一定間隔排列的線狀頂電極。
本發(fā)明選通器件中，優(yōu)選為，所述石墨烯二維材料層的厚度為20nm~70nm。
本發(fā)明選通器件中，優(yōu)選為，所述BN二維材料層的厚度為10nm~70nm。
本發(fā)明選通器件中，優(yōu)選為，所述線狀頂電極的材料為Ag或Cu，寬度為2μm~20μm，厚度為 20nm~70nm。
本發(fā)明還公開上述基于二維材料的用于3D集成的選通器件的制備方法，包括以下步驟：
采用機(jī)械剝離方法制備石墨烯二維材料層，作為底電極；
將BN二維材料層轉(zhuǎn)移至所述石墨烯二維材料層上，作為功能層；以及
形成多條以一定間隔排列的線狀頂電極，作為頂電極陣列。
本發(fā)明制備方法中，優(yōu)選為，所述石墨烯二維材料層的厚度為20nm~70nm。
本發(fā)明制備方法中，優(yōu)選為，所述BN二維材料層的厚度為10nm~70nm。
本發(fā)明制備方法中，優(yōu)選為，所述線狀頂電極的材料為Ag或Cu，寬度為2μm~20μm，厚度為 20nm~70nm。
本發(fā)明的基于二維材料的用于3D集成的選通器件，與二維存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)工藝兼容，解決了氧化物選通器件與二維材料存儲(chǔ)器的接觸問題，實(shí)現(xiàn)了基于二維材料的3D交叉陣列集成，為二維材料基的高密度3D集成提供了新的解決方案。
附圖說明
圖1是基于二維材料的用于3D集成的選通器件制備方法的流程圖。
圖2是形成石墨烯二維材料層底電極的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是形成BN二維材料功能層后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是基于二維材料的用于3D集成的選通器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
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