CN208507681U - 一种基于二硫化钼与二硒化钨垂直异质结的铁电存储器 - Google Patents
一种基于二硫化钼与二硒化钨垂直异质结的铁电存储器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型属于存储器技术领域，具体涉及一种基于二硫化钼与二硒化钨垂直异质结的铁电存储器，包括栅电极、铁电绝缘层、二硫化钼和二硒化钨垂直异质结沟道层、金源电极和金漏电极，所述栅电极上设置有铁电绝缘层，绝缘层上设置有二硫化钼与二硒化钨垂直异质沟道层，二硫化钼与二硒化钨垂直异质沟道层上分别设置有金源电极和金漏电极。本实用新型器件尺寸小、光开关响应时间短、抗疲劳和保持性能强、载流子迁移率高、开关电流比大、器件功耗少。
Description
技术领域
本实用新型属于存储器技术领域，具体涉及一种基于二硫化钼与二硒化钨垂直异质结的铁电存储器。
背景技术
硅基铁电存储器由于硅和铁电薄膜之间扩散严重,因此开发制备新型沟道的存储器件是目前的研究热点。二硫化钼作为铁电存储器沟道材料近来受到广泛研究，但是由于单层的二硫化钼制备困难，且能带单一，对光的吸收范围窄。因此应用范德华异质结构因制备工艺简单，不存在晶格匹配问题就能制备出具新奇的特性和新现象的结构引起了高度的关注。而过渡金属硫族化合物之间的异质结，即二硫化钼与二硒化钨的垂直异质结：它们能够构成原子厚度的p-n结，这与传统的p-n结不同，它能在光照后每层中的多数载流子通过隧穿的方式复合，这种层间隧穿调制的复合方式对光电流的形成具有很重要的作用；这种p-n结也会用过内建电场从而增加空穴-电子分离效率，进而提升光电响应；这种二硫化钼与二硒化钨垂直异质结还具有二极管特性和整流特性这种不同于二硫化钼与二硒化钨所不具备的新现象；在用金作为电极的情况下，二硫化钼与二硒化钨垂直异质结与金电极形成了新的垂直异质结构，金/二硫化钼/二硒化钨/金，在这种结构中，载流子能够通过在垂直方向上的电荷转移聚集，而不是横向扩散的方式，因此产生的光伏特性、光响应系数比横向异质结高5倍所以，这种基于二硫化钼与二硒化钨的垂直异质结能够很好地应用于铁电存储器中。
发明内容
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、光开关响应时间短、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二硫化钼与二硒化钨的铁电存储器。
其技术方案为：
一种基于二硫化钼与二硒化钨垂直异质结的铁电存储器，包括栅电极、铁电绝缘层、二硫化钼与二硒化钨垂直异质结沟道层、金源电极和金漏电极，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与二硒化钨垂直异质结沟道层，所述二硫化钼与二硒化钨垂直异质结沟道层上设置有金源电极和金漏电极。
进一步，所述栅电极的材料为P型重掺杂硅片。
进一步，所述铁电绝缘层的材料为钛酸铋。
栅电极是薄膜晶体管的第一层，栅电极为P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。
钛酸铋铁电绝缘层是铁电存储器的第二层，钛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，钛酸铋铁电绝缘层。钛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。
二硫化钼与二硒化钨垂直异质结形成沟道层，沟道层是铁电存储器的第三层，二硫化钼与二硒化钨垂直异质结拥有特殊的二维层状结构，拥有二硫化钼与二硒化钨的所有光电特性，同时还拥有独特的物理化学性质，二硫化钼与二硒化钨垂直异质结通过化学气相沉积法（CVD）和转移过程制备，沟道层作用是提供沟道载流子，通过电场和钛酸铋铁电绝缘层的共同调控而得到存储信息。
金是作为二硫化钼与二硒化钨铁电存储器的第四层和第五层导电金源电极和金漏电极，金是制备高性能导电薄膜的理想替代者。用双离子束溅射法生长得高性能的单层金，通过掩膜板图案化在二硫化钼与二硒化钨垂直异质结后作为金源电极和金漏电极，其展示的电学性能高于普通的铂源金漏电极，并且能更好的稳定和接触二硫化钼与二硒化钨垂直异质结沟道层。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型二硫化钼与二硒化钨垂直异质结作为沟道层，能够减低载流子复合，也可以通过内建电场增加空穴-电子分离效率。
2、本实用新型金作为电极，形成了金/二硫化钼/二硒化钨/金垂直异质结，载流子能够通过垂直方向上的电荷转移聚集，而不是横向不扩散的方式，因而产生更好的光伏特性以及更高的光响应系数。
3、本实用新型二硫化钼与二硒化钨垂直异质结制备工艺简单，也不需要考虑晶格是否匹配的问题，相对于单层的二硫化钼，少层异质结的制备相对简单，这极大的降低了制备工艺的成本，同时也能够大面积的生产。
4、本实用新型二硫化钼与二硒化钨垂直异质结在拥有二硫化钼与二硒化钨的特性的同时还有新的性质，这使基于二硫化钼与二硒化钨垂直异质结的铁电存储器具有更多的功能性。
5、本实用新型提供一种器件尺寸小、光开关响应时间短、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二硫化钼与二硒化钨垂直异质结的铁电存储器。
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，3-二硫化钼与二硒化钨垂直异质结沟道层， 4-金源电极，5-金漏电极。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
一种基于二硫化钼与二硒化钨垂直异质结的铁电存储器，包括栅电极1、铁电绝缘层2、二硫化钼与二硒化钨垂直异质沟道层3、金源电极4和金漏电极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上设置有二硫化钼与二硒化钨垂直异质沟道层3，所述二硫化钼与二硒化钨垂直异质沟道层3上设置有金源电极4 和金漏电极5。
所述栅电极1的材料为P型重掺杂硅片。
所述铁电绝缘层2的材料为钛酸铋。
Claims (3)
1.一种基于二硫化钼与二硒化钨垂直异质结的铁电存储器，其特征在于，包括栅电极（1）、铁电绝缘层（2）、二硫化钼与二硒化钨垂直异质结沟道层（3）、金源电极（4）和金漏电极（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）上设置有二硫化钼与二硒化钨垂直异质结沟道层（3），所述二硫化钼与二硒化钨垂直异质结沟道层（3）上设置有金源电极（4）和金漏电极（5）。
2.根据权利要求1所述的一种基于二硫化钼与二硒化钨垂直异质结的铁电存储器，其特征在于，所述栅电极（1）的材料为P型重掺杂硅片。
3.根据权利要求1所述的一种基于二硫化钼与二硒化钨垂直异质结的铁电存储器，其特征在于，所述铁电绝缘层（2）的材料为钛酸铋。
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