[发明专利]一种OTS选通材料、OTS选通单元及其制备方法和存储器

权利要求书

1.一种OTS选通材料，其特征在于，所述OTS选通材料包括GeSe组分、As₃Se₄组分及掺杂元素M，所述OTS选通材料的化学通式为(GeSe)_x(As₃Se₄)_yM_z，其中M为Ta、Si、Ge、Te、C、W、N、O和P中的一种或多种，x、y、z满足4x20，7y14，0z15，以及2x+7y+z=100；

所述OTS选通材料在外部电场的作用下能够实现高阻态到低阻态的瞬时转变，且在撤掉外部电场时实现低阻态到高阻态的瞬时转变。

2.根据权利要求1所述的OTS选通材料，其特征在于，所述OTS选通材料的开/关电流比大于等于2。

3.一种OTS选通单元，其特征在于，所述选通单元包括：

下电极层；

上电极层；

OTS选通材料层：位于所述下电极层和所述上电极层之间，包括如权利要求1-2中任一所述的OTS选通材料。

4.根据权利要求3所述的OTS选通单元，其特征在于，所述OTS选通材料层的厚度为5nm~50nm。

5.根据权利要求3所述的OTS选通单元，其特征在于，所述OTS选通单元的开通电流大于等于10-7A，选通比大于等于2，阈值电压小于等于10V，最大循环次数大于等于104次。

6.一种OTS选通单元的制备方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

S1:制备下电极层；在衬底上沉积下电极材料形成下电极层薄膜；

S2:形成OTS选通材料层：在所述下电极层的表面沉积形成OTS选通材料层薄膜，OTS选通材料包括GeSe组分、As₃Se₄组分及掺杂元素M，所述OTS选通材料的化学通式为(GeSe)_x(As₃Se₄)_yM_z，其中M为Ta、Si、Ge、Te、C、W、N、O和P中的一种或多种，x、y、z满足4x20，7y14，0z15，以及2x+7y+z=100；

S3:制备上电极层：在所述OTS选通材料薄膜背离所述下电极层的表面沉积上电极材料，形成上电极层薄膜；

S4:利用刻蚀法刻蚀上述步骤形成的下电极层/ OTS选通材料层/上电极层薄膜结构，形成具有下电极层/ OTS选通材料层/上电极层的OTS选通单元。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述下电极层材料包括C、Ta、TiN、TaC、TaN、Co、W、Pt、Au、Ti、Al、Ag、Cu和Ni中的一种或多种；所述上电极层的材料为C、Ta、TiN、TaC、TaN、Co、W、Pt、Au、Ti、Al、Ag、Cu以及Ni中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述OTS选通材料层的厚度为5nm~50nm。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述在所述下电极层的表面沉积形成OTS选通材料层薄膜包括：

利用溅射法、化学气相沉积法、原子层沉积法或电子束蒸镀法在所述下电极层的表面沉积形成OTS选通材料层薄膜。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述在所述下电极层的表面沉积形成OTS选通材料层薄膜包括：

采用单靶共溅射法或合金靶溅射法在所述下电极层的表面沉积形成所述OTS选通材料层薄膜。

11.一种存储器，其特征在于，所述存储器包括存储单元，所述存储单元包括如权利要求1-2中任一所述的OTS选通材料。