The invention belongs to the memory technology field, in particular to a two-dimensional ultra-fast quasi-nonvolatile memory based on self-rectifying characteristic material and a preparation method thereof. The invention uses a material with self-rectifying characteristics to replace the channel and tunneling layer of the traditional flash memory (Flash), and realizes ultra-fast writing and quasi-non-volatile storage by replacing the traditional charge tunneling mechanism with the switching characteristics of the material. The preparation of the present invention includes obtaining two-dimensional material as charge storage layer by mechanical stripping or chemical vapor deposition on the substrate, and then using molecular beam epitaxy growth self-rectifying characteristic material CrX3 as device channel and switch. The invention can prepare novel memory with ultra-fast writing ability and quasi-non-volatile characteristics, make up for the data storage time span between dynamic random access memory and flash memory, and has great application prospect in the future memory field.
【技术实现步骤摘要】
基于自整流特性材料的二维超快准非易失存储器及其制备方法
本专利技术属于存储器
,具体涉及一种二维准非易失存储器及其制备方法。
技术介绍
半导体存储器是现代信息技术中重要的信息记忆设备。按照其保存数据时间的长短,大体上可分为易失性存储器和非易失性存储器。易失性存储器的特点为写入速度快,数据保持时间短,断电数据丢失。典型的易失性存储器有静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM),虽然速度写入速度很快(纳秒量级),但数据仅能保持毫秒量级的时间。非易失性存储器(如闪存存储器,Flash)的特点为数据保持时间久(通常大于10年),但是写入速度相对较慢(目前最快的闪存存储器写入速度也在微秒量级)。所以在目前的易失性存储器和非易失性存储器存在很大的空间,亟需一种写入速度快而且数据保持时间相对较长的新型存储器。另一方面,随着半导体技术的发展,半导体器件的特征尺寸越来越小,目前器件尺寸已经缩小到14nm。随着尺寸的不断缩小,越来越多的难题开始出现,比如说难以克服的短沟道效应,会很大程度上降低硅基器件的性能。所以,迫切需要一种能取代硅的半导体材料。自石墨烯被发现开始,二维材料受到越来越多的关注,由于其优异的性能(丰富的能带结构,表面无悬挂键,高迁移率,可达到原子层厚度级别等),被认为很有潜力取代硅成为下一代革命性的半导体材料。虽然半浮栅晶体管也具有超快写入的特点,但是其在结构上较为复杂。在本专利技术中,仅用两种材料实现超快写入与存储性能,结构上大幅度简化。而且采用二维材料,器件具有进一步微缩的潜力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单、基于自整流 ...
【技术保护点】
1.一种基于自整流特性材料的二维超快准非易失存储器,其特征在于,包括:一带有氧化绝缘层的高掺杂硅衬底;衬底上制备的第一层二维材料薄膜;在第一层二维材料上生长的第二层二维自整流特性材料;第二层二维自整流特性材料上生长的有一定图形的金属电极。
【技术特征摘要】
1.一种基于自整流特性材料的二维超快准非易失存储器,其特征在于,包括:一带有氧化绝缘层的高掺杂硅衬底;衬底上制备的第一层二维材料薄膜;在第一层二维材料上生长的第二层二维自整流特性材料;第二层二维自整流特性材料上生长的有一定图形的金属电极。2.根据权利要求1所述的二维超快准非易失存储器,其特征在于,所述氧化绝缘层厚度为30至40纳米,材料为氧化铝或氧化铪。3.根据权利要求1或2所述的二维超快准非易失存储器,其特征在于,所述第一层二维材料为石墨烯,或者其他二维材料。4.根据权利要求3所述的二维超快准非易失存储器,其特征在于,所述二维自整流特性材料为CrX3材料,厚度超出10纳米。5.根据权利要求1、2或4所述的二维超快准非易失存储器,其特征在于,所述金属电极材料为Au、Cr或Pt。6.如权利要求1-5之一所述的二维超快准非易失存储器的制备方法,其特征在于,具体步骤为:(1)在制备好的带有氧化绝缘层的高掺杂硅衬底上制备第一层二维材料薄膜;(2)在第一层二维材料上生长第二...
【专利技术属性】
技术研发人员:周鹏,侯翔,高春雷,张卫,
申请(专利权)人:复旦大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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