[发明专利]一次可编程存储单元、存储器及其操作方法

权利要求书

1.一种一次可编程存储单元，包括上电极和下电极，其特征在于，还包括置于所述上电极和所述下电极之间的、作为存储介质层的氧化石墨烯层。

2.如权利要求1所述的一次可编程存储单元，其特征在于，所述氧化石墨烯层的面积小于或等于所述下电极的面积。

3.如权利要求1所述的一次可编程存储单元，其特征在于，所述氧化石墨烯层的面积大于所述下电极的面积。

4.如权利要求1或2或3所述的一次可编程存储单元，其特征在于，还包括介质层，所述介质层用于构图形成所述氧化石墨烯层和/或下电极。

5.如权利要求4所述的一次可编程存储单元，其特征在于，所述介质层为低k介质层。

6.如权利要求1所述的一次可编程存储单元，其特征在于，所述下电极为Co、Cu、W、Ni、Zr、Ta、TaN、Ti、TiN、Zn或Al。

7.如权利要求1所述的一次可编程存储单元，其特征在于，所述上电极或者为Pd、Ta、Ti、TaN、TiN、Cu、Al、Pt、W、Ni、Ru、Ru-Ta合金、Pt-Ti合金、Ni-Ta合金之一，或者为Pd、Ta、Ti、TaN、TiN、Cu、Al、Pt、W、Ni、Ru、Ru-Ta合金、Pt-Ti合金、Ni-Ta合金中任意两者组成的复合层材料之一。

8.如权利要求1所述的一次可编程存储单元，其特征在于，所述氧化石墨烯层被编程后部分地或者全部地转变为石墨烯层。

9.一种制备如权利要求1所述一次可编程存储单元的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）构图形成下电极；

（2）形成作为存储介质层的氧化石墨烯层；以及

（3）构图形成上电极。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）包括步骤：

（2a）在下电极上通过化学气相淀积构图形成石墨烯层；

（2b）对所述石墨烯层采用反应离子刻蚀氧化及远程等离子氧化处理形成所述氧化石墨烯层。

11.一种如权利要求1所述一次可编程存储单元的编程操作方法，其特征在于，通过在所述上电极和下电极之间偏置编程电信号，使所述氧化石墨烯层实现在一定加热条件下转变导电的低阻态。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述加热条件中，加热温度为130℃或130℃以上。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯层转变为导电的低阻态时，所述氧化石墨烯层被部分或者完全转变为石墨烯层。

14.一种一次可编程存储器，其特征在于，包括：一次可编程存储单元阵列，所述一次可编程存储单元阵列包括按行和列排列的多个如权利要求1-8任一项所述的可编程存储单元。

15.如权利要求14所述的一次可编程存储器，其特征在于，还包括：

与所述一次可编程存储单元阵列相连接的行译码器；

与所述一次可编程存储单元阵列相连接的列译码器；

地址锁存模块；

写驱动模块；

灵敏放大器；

输入/输出缓冲器；以及

逻辑控制模块。