CN206236676U - 一种基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器 - Google Patents
一种基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206236676U CN206236676U CN201621219934.5U CN201621219934U CN206236676U CN 206236676 U CN206236676 U CN 206236676U CN 201621219934 U CN201621219934 U CN 201621219934U CN 206236676 U CN206236676 U CN 206236676U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- layer
- ferroelectric
- molybdenum bisuphide
- ferroelectric memory
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
本实用新型属于存储器技术领域，具体涉及一种基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器，包括栅电极、铁酸铋铁电绝缘层、二硫化钼沟道层、石墨烯源电极和漏电极，所述栅电极上设置有铁酸铋铁电绝缘层，铁酸铋铁电绝缘层上设置有二硫化钼沟道层，二硫化钼沟道层上设置有石墨烯源电极和漏电极。本实用新型器件尺寸小、载流子迁移率高、开关电流比大、器件功耗少、抗疲劳和保持性能强。
Description
技术领域
本实用新型属于存储器技术领域，具体涉及一种基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器。
背景技术
目前由于硅基的存储器件已经基本达到了理论上的极限, 所以对于新型的能够满足未来微纳器件制作的半导体材料的探究迫在眉睫。 自从2004年英国曼切斯特大学Novoselov 等成功剥离获得石墨烯以来, 石墨烯由于较高的迁移率等得到了广泛的研究。但是由于石墨烯是天然的零带隙, 这极大地限制了石墨烯在存储器沟道材料方面的应用,虽然能够人工制造带隙, 但需要花费巨大的精力。而基于二硫化钼（MoS2）的铁电存储器理论上开关比能够达到 108, 电子迁移率达到数百, 这使得它在未来的电子器件中有着广阔的应用前景，低的接触电阻能够使MoS2 金属界面的肖特基势垒较低。然而至今为止, 没有报道合适的金属和MoS2形成欧姆接触,因此限制了MoS2作为铁电存储器沟道材料的应用。
实用新型内容
为解决上述技术存在的问题，本实用新型提供一种器件尺寸小、载流子迁移率高、开关电流比大、器件功耗少、抗疲劳和保持性能强的基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器。
其技术方案为：
一种基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器，包括栅电极、铁电绝缘层、二硫化钼沟道层、石墨烯源电极和石墨烯漏电极，所述栅电极上设置有铁电绝缘层，所述铁电绝缘层上设置有二硫化钼沟道层，所述二硫化钼沟道层上设置有石墨烯源电极和石墨烯漏电极。
进一步，所述栅电极的材料为n型重掺杂硅片。
进一步，所述铁电绝缘层的材料为铁酸铋。
栅电极是薄膜晶体管的第一层，栅电极为n型重掺杂的Si材料，既可以作为整个器件的基底，又可以作为栅电极，并且与大规模集成电路相兼容层。
铁酸铋铁电绝缘层是铁电存储器的第二层，铁酸铋铁电绝缘层是利用溶胶凝胶的方法旋涂在第一层栅电极上的，铁酸铋铁电绝缘层。铁酸铋材料是一种在常温以上呈现多铁性能的单相材料，自发极化值较高，且不含铅。在这里既作为整个器件的绝缘层，有效阻止电流从上往下泄漏；又作为非挥发性存储器的有效存储调控层，根据铁电绝缘层极化的电滞回线调控沟道载流子而产生存储效果。
二硫化钼形成沟道层，沟道层是铁电存储器的第三层，层状二硫化钼拥有特殊的类石墨烯结构和独特的物理化学性质，层状二硫化钼沟道材料是通过电化学锂离子插层剥离法制备生成，沟道层作用是提供沟道载流子，通过电场和铁酸铋铁电绝缘层的共同调控而得到存储信息。
石墨烯是作为二硫化钼铁电存储器的第四层和第五层导电源电极和漏电极，石墨烯是制备高性能导电薄膜的理想替代者。用化学气相沉积法（CVD）生长的高性能的单层石墨烯，通过转移和图案化在二硫化钼后作为源电极和漏电极，其展示的电学性能高于普通的金属电极，并且能更好的稳定和接触层状二硫化钼沟道层。
本实用新型的有益效果：
1.本发明制备的石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器具有尺寸小、载流子迁移率高、开关电流比大、器件功耗少、抗疲劳和保持性能的能力强等优点，是一种较理想的铁电存储器件。
2．本发明制备的石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器，由于铁酸铋铁电绝缘层，结晶性良好，所以二硫化钼沟道层的生长无需使用额外的绝缘层，故器件本身尺寸小，制备工艺简单。通过改变制备条件，可以控制铁酸铋层的厚度和二硫化钼沟道层的结构，从而影响器件的保持性能。
3．利用本发明制备的石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器与传统的硅基底相比，具有制备温度低，工艺简单，成本低廉。
4．本发明制备的石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器与其他沟道材料的铁电存储器相比，二硫化钼沟道层具有很高的载流子迁移率，不但降低了器件的操作电压，而且提高了器件的开关电流比和器件的保持性能。
5．本发明制备的石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器与其他电极的铁电存储器相比，石墨烯电极自发现以来便以其独特的电学性能、良好的力学性能、机 械延展性、优异的热学稳定性与化学稳定性，是制备高性能导电薄膜的理想替代者。石墨烯作为二硫化钼铁电存储器的电极不但降低了器件的操作电压，而且石墨烯电极展示的电学性能高于普通的金属电极，进一步提高了器件的保持性能。
附图说明
图1为二硫化钼铁电存储器分层结构示意图；
其中，1-栅电极，2-铁电绝缘层，3-二硫化钼沟道层， 4-石墨烯源电极，5-石墨烯漏电极。
具体实施方式
一种基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器，包括栅电极1、铁电绝缘层2、二硫化钼沟道层3、石墨烯源电极4和石墨烯漏电极5，所述栅电极1上设置有铁电绝缘层2，所述铁电绝缘层2上设置有二硫化钼沟道层3，所述二硫化钼沟道层3上设置有石墨烯源电极4和石墨烯漏电极5。
所述栅电极1的材料为n型重掺杂硅片。
所述铁电绝缘层2的材料为铁酸铋。
Claims (3)
1.一种基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器，其特征在于，包括栅电极（1）、铁电绝缘层（2）、二硫化钼沟道层（3）、石墨烯源电极（4）和石墨烯漏电极（5），所述栅电极（1）上设置有铁电绝缘层（2），所述铁电绝缘层（2）上设置有二硫化钼沟道层（3），所述二硫化钼沟道层（3）上设置有石墨烯源电极（4）和石墨烯漏电极（5）。
2.根据权利要求1所述的基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器，其特征在于，所述栅电极（1）的材料为n型重掺杂硅片。
3.根据权利要求1所述的基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器，其特征在于，所述铁电绝缘层（2）的材料为铁酸铋。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621219934.5U CN206236676U (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 一种基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621219934.5U CN206236676U (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 一种基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206236676U true CN206236676U (zh) | 2017-06-09 |
Family
ID=58991172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201621219934.5U Expired - Fee Related CN206236676U (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 一种基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206236676U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108493255A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-09-04 | 上海电力学院 | 一种电场可控的二维材料肖特基二极管 |
| CN108831931A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-11-16 | 中国科学院物理研究所 | 非易失性存储器及其制备方法 |
| CN111725325A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-29 | 重庆大学 | 一种新型薄层二硫化钼场效应晶体管 |
| CN113555417A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-10-26 | 中国科学院半导体研究所 | 整流器 |
-
2016
- 2016-11-14 CN CN201621219934.5U patent/CN206236676U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108493255A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-09-04 | 上海电力学院 | 一种电场可控的二维材料肖特基二极管 |
| CN108493255B (zh) * | 2018-02-26 | 2021-03-02 | 上海电力学院 | 一种电场可控的二维材料肖特基二极管 |
| CN108831931A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-11-16 | 中国科学院物理研究所 | 非易失性存储器及其制备方法 |
| CN108831931B (zh) * | 2018-05-07 | 2021-09-14 | 中国科学院物理研究所 | 非易失性存储器及其制备方法 |
| CN111725325A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-29 | 重庆大学 | 一种新型薄层二硫化钼场效应晶体管 |
| CN113555417A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-10-26 | 中国科学院半导体研究所 | 整流器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206236676U (zh) | 一种基于石墨烯电极的层状二硫化钼铁电存储器 | |
| Hayashi et al. | 42.1: Invited paper: improved amorphous In‐Ga‐Zn‐O TFTs | |
| Lan et al. | High-performance indium–gallium–zinc oxide thin-film transistors based on anodic aluminum oxide | |
| CN106024901B (zh) | 调控材料载流子浓度的方法、场效应晶体管和制造方法 | |
| CN105390551B (zh) | 薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板、显示装置 | |
| CN105304703B (zh) | 基于石墨烯/硅的接触势垒场效应管及其制备方法 | |
| CN110112206A (zh) | 一种氧化镓结型场效应晶体管 | |
| KR101694270B1 (ko) | 고속전자센서용 기판 및 그 제조방법 | |
| CN104766888A (zh) | 高介电常数栅介质复合沟道场效应晶体管及其制备方法 | |
| CN104157698B (zh) | 一种薄膜晶体管及其制作方法 | |
| CN103811542A (zh) | 一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管 | |
| CN105280723A (zh) | 4H-SiC浮结结势垒肖特基二极管及其制备方法 | |
| Fujisaki et al. | Improvement of characteristics of organic thin-film transistor with anodized gate insulator by an electrolyte solution and low-voltage driving of liquid crystal by organic thin-film transistors | |
| Zhou et al. | Flexible transparent junctionless TFTs with oxygen-tuned indium-zinc-oxide channels | |
| CN104681622A (zh) | 一种非晶氧化锌基薄膜晶体管及其制备方法 | |
| CN108417636A (zh) | 一种二维相变场效应晶体管及其制备方法 | |
| Peng et al. | Enhancing perovskite TFTs performance by optimizing the interface characteristics of metal/semiconductor contact | |
| CN102709316B (zh) | 一种3d氧化物半导体薄膜晶体管及其制备方法 | |
| Le et al. | Indium–tin–oxide thin-film transistors with in situ anodized Ta 2 O 5 passivation layer | |
| Zhao et al. | High performance Ti-doped ZnO TFTs with AZO/TZO heterojunction S/D contacts | |
| CN104752517A (zh) | 一种薄膜晶体管及其制备方法和应用 | |
| CN208077984U (zh) | 具有顶栅和底栅结构的氧化镓薄膜场效应晶体管 | |
| Hsu et al. | Room-temperature flexible thin film transistor with high mobility | |
| CN205911314U (zh) | 一种基于氮氧化铪栅绝缘层室温制备的并五苯薄膜晶体管 | |
| CN102544369A (zh) | 一种复合结构的有机薄膜晶体管 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170609 Termination date: 20171114 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |