[发明专利]一种非易失性存储器单元、其制备方法及非易失性存储器

权利要求书

1.一种非易失性存储器单元，包括：

氮化物晶体管；

设置于所述氮化物晶体管上的氮化物金属-绝缘层-半导体忆阻器，所述氮化物金属-绝缘层-半导体忆阻器包括：Si掺杂的GaN材料台面(5)，所述Si掺杂的GaN材料台面(5)附着于所述氮化物晶体管的AlGaN材料台面(4)上；附着于所述Si掺杂的GaN材料台面(5)上的AlN材料台面(6)；附着于所述AlN材料台面(6)上的Si₃N₄材料台面(7)；设置于所述Si₃N₄材料台面(7)上的金属电极(8)；

漏极(11)，所述漏极(11)的一端与Si掺杂的GaN材料台面(5)接触；所述漏极(11)的另一端与所述氮化物晶体管的GaN材料层(3)接触。

2.根据权利要求1所述的非易失性存储器单元，其特征在于，所述氮化物晶体管包括：衬底(1)、附着于所述衬底(1)上的GaN材料层(3)、附着于所述GaN材料层(3)上的AlGaN材料台面(4)、设置于所述AlGaN材料台面(4)上的栅极(9)、设置于所述GaN材料层(3)上的源极(10)。

3.根据权利要求2所述的非易失性存储器单元，其特征在于，所述漏极(11)的另一端贯穿于所述氮化物晶体管的所述AlGaN材料台面(4)，并且与所述GaN材料层(3)接触。

4.根据权利要求1所述的非易失性存储器单元，其特征在于，所述AlGaN材料台面(4)中，Al的摩尔含量为10％～40％；

所述AlGaN材料台面(4)的厚度为5～20nm。

5.根据权利要求1所述的非易失性存储器单元，其特征在于，所述Si掺杂的GaN材料台面(5)中，Si的电子浓度介于10¹⁸～10¹⁹/cm³；

所述Si掺杂的GaN材料台面(5)的厚度为0.5～1μm。

6.根据权利要求1所述的非易失性存储器单元，其特征在于，所述AlN材料台面(6)的厚度为1～3nm；所述Si₃N₄材料台面(7)的厚度为5～20nm。

7.根据权利要求1所述的非易失性存储器单元，其特征在于，所述金属电极(8)为Ni、Ti、In和Al中的一种或Ni、Ti、In和Al中的几种的合金。

8.一种非易失性存储器单元的制备方法，包括：

A)采用金属有机化学气相沉积法在氮化物晶体管上依次生长Si掺杂的GaN材料层(5＇)、AlN材料层(6＇)、Si₃N₄材料层(7＇)，得到全氮化物半导体材料；

B)采用光刻工艺对所述Si₃N₄材料层(7＇)进行刻蚀，得到Si₃N₄材料台面(7)和AlN材料台面(6)；

C)采用光刻工艺对所述Si₃N₄材料台面(7)和Si掺杂的GaN材料层(5＇)进行刻蚀，得到Si掺杂的GaN材料台面(5)；

D)采用电子束蒸发和光刻工艺，在Si掺杂的GaN材料台面(5)和氮化物晶体管的GaN材料层(3)上制作漏极(11)，在所述Si₃N₄材料台面(7)上制作金属电极(8)，得到非易失性存储器单元。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述AlN材料层(6＇)和Si₃N₄材料层(7＇)的生长还可以采用等离子体增强化学气相沉积法或射频磁控溅射法。

10.一种非易失性存储器，包括权利要求1～7任意一项所述的非易失性存储器单元或权利要求8～9任意一项所述的制备方法制得的非易失性存储器单元。