[发明专利]使用石墨烯作为电荷捕获层的存储器件以及其操作方法

权利要求书

1.一种石墨烯存储器，包括：

导电的半导体基板；

在所述基板上的彼此间隔开的源极和漏极；

石墨烯层，接触所述基板并且在所述源极和所述漏极之间且与所述源极和所述漏极间隔开；

形成在所述石墨烯层上的导电层，该导电层接触所述石墨烯层并且相对于所述石墨烯层面对所述基板；以及

在所述石墨烯层上的栅电极，

其中肖特基势垒形成在所述基板和所述石墨烯层之间使得所述石墨烯层用作储存电荷的电荷捕获层。

2.根据权利要求1所述的石墨烯存储器，其中所述基板包括由硅、锗、硅-锗或Ⅲ-Ⅴ族半导体。

3.根据权利要求1所述的石墨烯存储器，其中所述石墨烯层包括一层至四层石墨烯。

4.根据权利要求1所述的石墨烯存储器，其中所述石墨烯层包括至少一个孔或缝。

5.根据权利要求1所述的石墨烯存储器，其中所述导电层包括金属或多晶硅。

6.根据权利要求1所述的石墨烯存储器，其中所述石墨烯层和所述导电层的每个包括孔或缝。

7.根据权利要求6所述的石墨烯存储器，其中所述石墨烯层的所述孔或所述缝连接到所述导电层的所述孔或所述缝。

8.根据权利要求1所述的石墨烯存储器，其中所述肖特基势垒的大小随着施加到所述栅电极的电压而变化。

9.根据权利要求1所述的石墨烯存储器，其中，从俯视图看时，所述栅电极覆盖所述石墨烯层并且面对通过所述石墨烯层暴露的所述基板。

10.一种权利要求1所述的石墨烯存储器的操作方法，所述方法包括：

用于通过施加漏电压到所述漏极以及施加第一栅电压到所述栅电极而从所述石墨烯层去除储存电荷的擦除操作；

通过施加具有与所述第一栅电压相反极性的第二栅电压到所述栅电极而在所述石墨烯层中储存所述储存电荷的编程操作；以及

施加具有与所述第二栅电压相同的极性的第三栅电压并且测量流过所述漏极的漏电流的读取操作。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述编程操作包括在增大所述肖特基势垒时用所述储存电荷掺杂所述石墨烯层。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述擦除操作包括在减小所述肖特基势垒时用具有与所述储存电荷相反极性的电荷掺杂所述石墨烯层。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述第三栅电压比所述第二栅电压低。