[发明专利]非易失存储器单元及其制备方法

权利要求书

1.一种非易失存储器单元，其特征在于，包括：

衬底；

位于所述衬底上的栅极、以及覆盖所述栅极的功能层；

所述功能层包括依次叠置的氧离子蓄积层、氧离子控制层、以及氧化物半导体层，其中，所述氧离子蓄积层用于存储或释放氧离子，所述氧离子控制层用于控制氧离子的移动，所述氧化物半导体层用于起开关作用；

位于所述氧离子控制层上的源极和漏极，且所述氧化物半导体层设置于所述源极和所述漏极之间；

在低阻态写入过程，向所述栅极施加正电压，所述氧化物半导体层的氧离子越过所述氧离子控制层，并在所述氧离子蓄积层聚集，以使所述氧化物半导体层为低阻态；

在高阻态写入过程，向所述栅极施加负电压，所述氧离子向远离所述栅极的方向移动，所述氧离子蓄积层中的所述氧离子越过所述氧离子控制层反向移动至氧化物半导体层，以使所述氧化物半导体层为高阻态；

在读取数据信息过程，向所述源极和所述漏极之间施加电压，以识别所述源极和所述漏极之间的氧化物半导体层的电阻。

2.根据权利要求1所述的存储器单元，其特征在于，所述氧离子蓄积层的材料包括钽的氧化物、钛的氧化物、钨的氧化物的至少一种。

3.根据权利要求1所述的存储器单元，其特征在于，所述氧化物半导体层的材料包括铟镓锌氧化物。

4.根据权利要求1～3任一项所述的存储器单元，其特征在于，还包括：

位于所述衬底和所述功能层外围的封装层。

5.一种非易失存储器单元的制备方法，其特征在于，包括：

提供一衬底；

在所述衬底上形成栅极，以及覆盖所述栅极的功能层；

所述功能层包括依次叠置的氧离子蓄积层、氧离子控制层、以及氧化物半导体层，其中，所述氧离子蓄积层用于存储或释放氧离子，所述氧离子控制层用于控制氧离子的移动，所述氧化物半导体层用于起开关作用；

在所述氧离子控制层上形成源极和漏极，且所述氧化物半导体层设置于所述源极和所述漏极之间；

在低阻态写入过程，向所述栅极施加正电压，所述氧化物半导体层的氧离子越过所述氧离子控制层，并在所述氧离子蓄积层聚集，以使所述氧化物半导体层为低阻态；

在高阻态写入过程，向所述栅极施加负电压，所述氧离子向远离所述栅极的方向移动，所述氧离子蓄积层中的所述氧离子越过所述氧离子控制层反向移动至氧化物半导体层，以使所述氧化物半导体层为高阻态；

在读取数据信息过程，向所述源极和所述漏极之间施加电压，以识别所述源极和所述漏极之间的氧化物半导体层的电阻。

6.根权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底上形成栅极，以及覆盖所述栅极的功能层，包括：

在所述衬底上通过磁控溅射或电子束蒸发形成栅极层，对所述栅极层进行第一刻蚀，形成栅极；

在所述衬底上通过磁控溅射或原子层沉积形成覆盖所述栅极的功能层。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一刻蚀包括紫外光刻技术。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述在所述氧离子控制层上形成源极和漏极，包括：

对所述氧化物半导体层进行第二刻蚀，去除源极预定位置和漏极预定位置的所述氧化物半导体层；

在所述源极预定位置和所述漏极预定位置填充导电材料，以形成源极和漏极。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第二刻蚀包括紫外光刻技术。

10.根据权利要求5～9任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括：

在所述衬底和所述功能层的外围形成封装层。