非易失存储单元及其制备、控制方法、非易失存储系统技术方案

本发明专利技术公开了一种非易失存储单元及其制备、控制方法、非易失存储系统，属于存储技术领域，包括：由下至上依次层叠的第一金属电极层、第一电介质层、阈值开关层和第二金属电极层；其中，第一电介质层为上表面经过表面预处理后的电介质层，通过对第一电介质的上表面进行表面预处理，使得与电介质表面接触的阈值开关层表面具有更多的界面态，从而使得阈值开关层因上、下表面的较大界面态差异而在初始沉积状态即引入极性界面影响，进而使得阈值开关层在正负向电操作时的阈值态差异更显著；本发明专利技术大大提高了阈值增量，更适合用于大规模OTS

【技术实现步骤摘要】
非易失存储单元及其制备、控制方法、非易失存储系统


[0001]本专利技术属于存储
，更具体地，涉及一种非易失存储单元及其制备、控制方法、非易失存储系统。

技术介绍

[0002]动态随机存取存储器(DynamicRandomAccessMemory，DRAM)因其兼具速度和存储密度的优势，在过去几十年一直作为计算机存储架构的主存储器。然而，随着技术节点进入20nm后，DRAM受限于尺寸微缩导致的电容量减小及晶体管漏电流增大，已逼近尺寸微缩的物理极限，并且DRAM进一步微缩所需的复杂工艺和高昂成本还导致其微缩带来的成本收益逐渐趋向饱和，在物理尺寸和成本上形成壁垒而造成“微缩墙”。
[0003]为此，需要在匹配DRAM存取速度的基础上，可以实现更小的工艺尺寸的新型存储器。而目前几种主流的基于电阻转变机制的新型存储器中，阻变存储器(ResistiveRandomAccessMemory，RRAM)和相变存储器(Phase
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ChangeMemory，PCM)因为存储单元内部在擦写过程中必须经过结构的非易失性转变，读写速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非易失存储单元，其特征在于，包括：由下至上依次层叠的第一金属电极层、第一电介质层、阈值开关层和第二金属电极层；所述阈值开关层材料为硫系半导体合金；所述第一电介质层为上表面经过表面预处理后的电介质层，用于为所述阈值开关层的下表面引入界面缺陷，从而增大所述阈值开关层上、下表面之间的界面态差异。2.根据权利要求1所述的非易失存储单元，其特征在于，所述表面预处理包括：等离子体清洗处理、氩离子表面轰击处理、表面平滑刻蚀处理或化学机械技术抛光处理。3.根据权利要求1所述的非易失存储单元，其特征在于，所述阈值开关层的材料包括：Ge、Se、Te、S、As中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的非易失存储单元，其特征在于，所述阈值开关层的材料还包括：掺杂元素；其中，所述掺杂元素包括：C、Si、N、Sb、B、O、Al、Ga、In、Sn中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的非易失存储单元，其特征在于，所述第一电介质层的厚度为0.5
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5nm。6.根据权利要求1
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5任意一项所述的非易失存储单元，其特征在于，还包括：设置在所述阈值开关层和所述第二金属电极层之间的第二电介质层。7.根据权利要求6所述的非易失存储单元，其特征在于，所述第二电介质层的厚度为0.5
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5n...

【专利技术属性】
技术研发人员：童浩，温晋宇，王伦，缪向水，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：