[发明专利]一种二维互补型存储器及其制备方法

说明书

本发明属于半导体技术领域，具体为一种二维互补型存储器及其制备方法。本发明二维互补型存储器包括：衬底；底电极阵列，包括多条沿第一方向延伸，沿第二方向排列的线状底电极；在底电极阵列上依次形成的第一BN二维材料层、石墨烯二维材料层、第二BN二维材料层；以及顶电极阵列，包括多条沿第二方向延伸，沿第一方向排列的线状顶电极，其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。本发明采用独立的互补型存储器解决交叉阵列中的“潜行电流”问题，提高了材料的选择范围，同时全二维材料构建的范德瓦尔斯异质结作为互补型存储器的功能层，可缩减至原子级别的厚度，有效提高二维存储器的高密度集成能力。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种二维互补型存储器及其制备方法。

背景技术

目前，二维材料由于其原子级别的厚度、优异的柔韧性、独特的光电特性等特点而被广泛研究。特别地，在两端存储器方面展示出巨大的应用潜力。然而，二维存储器的高密度集成能力仍受交叉阵列中的“潜行电流”问题困扰。

为了解决交叉阵列的“潜行电流问题”，1S1R（即1个选通器件+1个存储器件）、1T1R（即1个晶体管+1个存储器件）结构被提出。但1S1R结构以及1T1R结构中涉及到两种器件的集成问题，需要考虑工艺兼容、电流匹配等方面因素，极大限制了器件材料的选取与高密度存储的应用。另外，1T1R的集成能力较弱，无法达到交叉阵列4F²密度。

为了简便解决高密度交叉阵列中的“潜行电流”问题，互补型存储器被提出。互补型存储器作为独立的存储器件，无需考虑工艺兼容、电流或电压的匹配问题，实现1S1R或1T1R的效果。除此之外，这一器件结构可极大缩小器件特征尺寸，有利于器件材料的选取范围的增加与集成能力的提高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种二维互补型存储器及其制备方法。

本发明提供的二维互补型存储器，包括：

衬底；

底电极阵列，包括多条沿第一方向延伸，沿第二方向排列的线状底电极；

第一BN二维材料层，形成在所述底电极阵列上；

石墨烯二维材料层，形成在所述第一BN二维材料层上；

第二BN二维材料层，形成在石墨烯二维材料层上；

顶电极阵列，包括多条沿第二方向延伸，沿第一方向排列的线状顶电极，其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。

本发明的二维互补型存储器中，优选为，所述线状底电极、所述线状顶电极的材料为Ag或Cu，宽度为2μm~50μm，厚度为 20nm~100nm。

本发明的二维互补型存储器中，优选为，所述第一BN二维材料层的厚度为5nm~50nm。

本发明的二维互补型存储器中，优选为，所述石墨烯二维材料层的厚度为10nm~50nm。

本发明的二维互补型存储器中，优选为，所述第二BN二维材料层的厚度为5nm~50nm。

本发明还提供上述二维互补型存储器的制备方法，包括以下步骤：

提供衬底；

在所述衬底上形成底电极阵列，所述底电极阵列包括多条沿第一方向延伸，沿第二方向排列的线状底电极；

将第一BN二维材料层转移至所述底电极阵列上；

将石墨烯二维材料层转移至所述第一BN二维材料层上；

将第二BN二维材料层转移至所述石墨烯二维材料层上；