[发明专利]一种相变存储器选通管及其存储单元

权利要求书

1.一种以MoS₂场效应管为选通管的相变存储器器件单元，其特征在于：

 (a)场效应管是利用MoS₂纳米薄膜制备；

(b)相变存储器器件单元由一个基于MoS₂的场效应管和基于硫系化合物材料的阻变元件构成；

(c) MoS₂场效应管作为选通管，硫系化合物阻变元件用作信息存储；

(d)MoS₂是一种极薄的二维硫系化合物半导体材，其禁带宽度Eg在1.0~2.0 eV之间，比无带隙的二维石墨烯材料具有更大的优势;

(e)相变存储器器件单元中硫系化合物阻变元件制作在MoS₂场效应管的漏端或源端。

2.一种以MoS₂场效应管为选通管的相变存储器器件单元，其特征在于：与通常的硅场效应管作为选通管的相变存储器器件单元相比，以MoS₂场效应管作为选通管的相变存储器器件单元的体积更小，可实现高密度的相变存储器，提高存储容量。

3.一种以MoS₂场效应管为选通管的相变存储器器件单元，其特征在于：与通常的硅场效应管作为选通管的相变存储器器件单元相比，以MoS₂场效应管作为选通管的相变存储器器件单元的能耗极低，可实现极低功耗的相变存储器。

4.一种以MoS₂场效应管为选通管的相变存储器器件单元，其特征在于：相变存储器器件单元的上、下电极不受限制，可以是任何金属材料，如铝、铜、钨、钛等导体材料。

5.一种以MoS₂场效应管为选通管的相变存储器器件单元，其特征在于：相变存储器器件单元的加热电极为W等具有较高电阻率的金属类材料，也可以通过掺杂形成更高电阻率，如SiW、TiW、GeW等二元或多元合金材料，从而提高加热效果，降低操作电流。

6.一种以MoS₂场效应管为选通管的相变存储器器件单元，其特征在于：相变存储器器件单元的加热电极为TiN等具有较高电阻率的氮化物材料，也可以通过掺杂形成更高电阻率，如TiSiN、TiGeN、TiAlN等多元合金材料，从而提高加热效果，降低操作电流。

7.一种以MoS₂场效应管为选通管的相变存储器器件单元，其特征在于：采用TiN等氮化物材料可以改善硫系化合物阻变元件与加热电极的电接触性能，提高所述的以MoS₂场效应管作为选通管的相变存储器器件单元的可靠性。

8.一种以MoS₂场效应管为选通管的相变存储器器件单元，其特征在于：器件单元用光学曝光、同时结合聚焦离子束、电子束曝光和反应离子刻蚀法等方法制备；MoS₂薄膜采用化学气相沉积、磁控溅射、原子层沉积、电子束蒸发等方法制备。