目前,由於矽基的記憶體件已經(jīng)基本達(dá)到了理論上的極限,所以對(duì)於新型的能夠滿足未來(lái)微納器件製作的半導(dǎo)體材料的探究迫在眉睫。而基於二硫化鉬(MoS2)的鐵電記憶體理論上開關(guān)比能夠達(dá)到10^8,電子遷移率達(dá)到數(shù)百,這使得它在未來(lái)的電子器件中有著廣闊的應(yīng)用前景。然而,低的接觸電阻使MoS2金屬介面的肖特基勢(shì)壘較低,從而限制了MoS2作為鐵電記憶體溝道材料的應(yīng)用。
為了彌補(bǔ)上述的不足,本文將為大家介紹一種基於石墨烯電極的層狀二硫化鉬鐵電記憶體。該記憶體有器件尺寸小、載流子遷移率高、開關(guān)電流比大、器件功耗少、抗疲勞和保持性能強(qiáng)的特點(diǎn)。其製作方法如下:
該記憶體包括柵電極、鐵電絕緣層、MoS2溝道層、石墨烯源電極和石墨烯漏電極,所述柵電極上設(shè)置有鐵電絕緣層,所述鐵電絕緣層上設(shè)置有MoS2溝道層,所述二硫化鉬溝道層上設(shè)置有石墨烯源電極和石墨烯漏電極。
該生產(chǎn)方法的注意事項(xiàng)如下:
(1)柵電極是薄膜電晶體的第一層,材料為n型重?fù)诫s矽片,這樣既可以作為整個(gè)器件的基底,又能作為柵電極,並且與大型積體電路相相容層。
(2)鐵電絕緣層是鐵電記憶體的第二層,材料為鐵酸鉍。其既作為整個(gè)器件的絕緣層,有效阻止電流從上往下洩漏;又作為非揮發(fā)性記憶體的有效存儲(chǔ)調(diào)控層,根據(jù)鐵電絕緣層極化的電滯回線調(diào)控溝道載流子而產(chǎn)生存儲(chǔ)效果。
(3)MoS2形溝道層是鐵電記憶體的第三層,作用是提供溝道載流子,通過電場(chǎng)和鐵酸鉍鐵電絕緣層的共同調(diào)控而得到存儲(chǔ)資訊。
(4)石墨烯是作為鐵電記憶體的第四層和第五層導(dǎo)電源電極和漏電極。