基于铁电掺杂的PN结存储器件制造技术

本发明专利技术公开了一种基于铁电掺杂的PN结存储器件，主要为解决现有PN结存储器件无法实现不同导电类型切换的问题。其自下而上包括衬底(1)、绝缘氧化层(2)和沟道层(3)，该沟道层的两侧为阳极(8)和阴极(9)，上部左边为阳极极化栅(4)，右边为阴极极化栅(5)；该阳极极化栅和阴极极化栅的上部分别为阳极极化电极(6)和阴极极化电极(7)，这两个极化电极(6，7)上施加有极性不同的脉冲电压，通过改变正负脉冲施加顺序实现PN结在不同存储状态之间的切换。本发明专利技术扩展了PN结存储器件的存储功能，降低了工艺过程中对沟道的损伤，减小了功耗，提高了器件的开态电流及耐久度，可用于制作非易失性存储器。

【技术实现步骤摘要】
基于铁电掺杂的PN结存储器件
本专利技术属于微电子器件
，特别涉及一种PN结存储器件的制作方法，可用于制作非易失性存储器。
技术介绍
存储器是现代半导体技术中用于保存信息的记忆体，主要用来存储程序和各种数据，并能高速完成程序或数据的读写。易失性和非易失性存储器组成了现有的存储器体系，其中：非易失性存储器由于能够重复的对数据进行存储、读取、擦除等操作，且所存入的数据在断电之后仍然能够进行长时间的存储。非易失性存储结合了非易失性以及低功耗的特点，在数据存储领域具有非常重要的应用，然而在不同存储器间的频繁数据传输导致了带宽以及计算效率的降低，随着数据计算量的不断增大，“内存墙这一问题”愈发显著。对于传统的阻变型存储器件，多是通过调控施加于沟道区域的电压来对沟道的电导大小进行调控，从而获得高阻态及低阻态两种不同的存储状态。但上述存储器无法实现相反类型的存储状态，如将沟道的导电类型由n型导电变换为p型导电，或将导电类型由p型导电变换为n型导电。这是由于传统的存储器都是通过化学掺杂来使得器件沟道区域的导电类型为n型或p型，其载流子类型一经确认本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于铁电掺杂的PN结存储器件，自下而上包括衬底(1)、绝缘氧化层(2)和沟道层(3)，该沟道层(3)的两侧为阳极(8)和阴极(9)，其特征在于，该沟道层(3)的上部左边为阳极极化栅(4)，右边为阴极极化栅(5)；该阳极极化栅(4)和阴极极化栅(5)的上部分别为阳极极化电极(6)和阴极极化电极(7)；该阳极极化电极(6)和阴极极化电极(7)上施加有脉冲电压，且两者的脉冲电压正负极性不同，以通过改变正负脉冲施加顺序实现PN结在不同存储状态之间的切换。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于铁电掺杂的PN结存储器件，自下而上包括衬底(1)、绝缘氧化层(2)和沟道层(3)，该沟道层(3)的两侧为阳极(8)和阴极(9)，其特征在于，该沟道层(3)的上部左边为阳极极化栅(4)，右边为阴极极化栅(5)；该阳极极化栅(4)和阴极极化栅(5)的上部分别为阳极极化电极(6)和阴极极化电极(7)；该阳极极化电极(6)和阴极极化电极(7)上施加有脉冲电压，且两者的脉冲电压正负极性不同，以通过改变正负脉冲施加顺序实现PN结在不同存储状态之间的切换。


2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述沟道层(3)，采用对Si、Ge、SiGe、GaN、GaAs、二维材料和碳纳米管中的任意一种材料进行铁电掺杂。


3.根据权利要求2所述的器件，其特征在于，对沟道层(3)的铁电掺杂，包括n型掺杂和p型掺杂，即当极化电极施加正向脉冲电压时，相应的极化栅在沟道层中感应出电子，实现沟道层的n型掺杂；当对极化电极施加负向脉冲电压时，相应的极化栅在沟道层中感应出空穴，实现沟道层的p型掺杂。


4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述衬底(1)采用Si、Ge、SiGe、GaN、GaAs和碳纳米管中的任意一种。


5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述氧化层(2)采用SiO2、硼硅酸盐玻璃和BPSG中的任意一种。


6.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述阴极极化栅(4)和阳极极化栅(5)均采用HZO、Al2O3、HfO2、ZrO2、BaTiO3、Cd2Nb2O7、BiFeO3、SBT、ZnSnO3和PVDF中的任意一种。


7.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述阴极(8)、阳极(9)、阴极极化电极(6)和阳极极化电极(7)均采用金属钨、金属钛、金属铜、金属铝、金属铂、金属铱、金属钌、氮化钨、氮化钛、氮化钽、氧化铱、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳，唐建，周久人，韩根全，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61