[发明专利]二维材料基选通器、存储器单元、阵列及其操作方法

权利要求书

1.一种二维材料基选通器，其特征在于，包括：

叠层单元，所述叠层单元为金属-二维半导体-金属结构，所述金属-二维半导体-金属结构包括：二维半导体层，以及分别设置于所述二维半导体层上、下表面的金属层；

其中，在所述二维材料基选通器通电导通时，所述叠层单元包括两个反向串联的肖特基二极管结构。

2.根据权利要求1所述的二维材料基选通器，其特征在于，所述二维材料基选通器包括N个叠层单元，N≥1，当N≥2时，至少两个叠层单元沿着第一方向堆叠，所述第一方向垂直于所述二维半导体材料层所在平面。

3.一种二维材料基选通器，其特征在于，包括：

M个叠层单元，M≥2，每个叠层单元为金属-二维半导体-金属结构，所述金属-二维半导体-金属结构包括：二维半导体层，以及分别设置于所述二维半导体层上、下表面的金属层；

其中，每个叠层单元中，其中一个金属-二维半导体界面形成欧姆接触，另一个金属-二维半导体界面形成肖特基接触；

所述M个叠层单元沿着第二方向排布，所述第二方向平行于所述二维半导体层所在平面，在所述M个叠层单元中相邻的两个叠层单元的侧壁之间设置有绝缘层，在所述二维材料基选通器通电导通时所述M个叠层单元为M个反向并联的肖特基二极管结构。

4.根据权利要求1所述的二维材料基选通器，其特征在于，

所述二维半导体层的材料包括以下材料中的一种或其组合：WS₂、WSe₂、MoS₂；和/或，

二维半导体层的厚度为2nm-10nm；和/或，

所述金属层的材料为以下材料：Pt、Ta、W、Ir、Os、Re、Hf、Pd、Rh、Mo、Nb、Zr、Au、Tc、Cd、Pb以及Sn中的一种形成的单质或几种形成的合金。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的二维材料基选通器，其特征在于，所述二维材料基选通器的伏安特性曲线为对称的，具有双向导通开关特性。

6.根据权利要求1所述的二维材料基选通器，其特征在于，

所述二维材料基选通器的开启电压为0.8V～1.2V；和/或，

所述二维材料基选通器的开关比不小于10³；和/或，

所述二维材料基选通器的开启电流密度不小于10⁶A/cm²。

7.一种存储器单元，其特征在于，包括：

权利要求1-6中任一项所述的二维材料基选通器；以及

磁隧道结；

其中，所述二维材料基选通器与所述磁隧道结沿着第一方向堆叠以形成选择存储单元，所述选择存储单元包括沿着所述第一方向相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面用于与字线连接，所述第二表面用于与位线连接；

可选的，沿着所述第一方向，所述二维材料基选通器位于所述磁隧道结的上方或者下方。

8.一种存储器阵列，其特征在于，所述存储器阵列包括：

至少一层交叉存储阵列，每层交叉存储阵列包括：

位线阵列，包括沿着第二方向平行设置的多条位线；

字线阵列，包括沿着第三方向平行设置的多条字线；其中所述第三方向与所述第一方向垂直，所述第三方向与所述第二方向之间具有夹角；

设置于所述字线阵列和所述位线阵列交叉点处的多个存储器单元，所述多个存储器单元中每个存储器单元为权利要求7所述的存储器单元；

可选的，所述存储器阵列还包括：选择晶体管，所述选择晶体管串联于所述每层交叉存储阵列的多条字线的每条字线上，用于控制所对应字线的通断；

可选的，当所述存储器阵列包括多层交叉存储阵列时，多层交叉存储阵列中相邻的两层交叉存储阵列之间设置有绝缘层。