[发明专利]一种可控自毁阻变存储器阵列的实现方法

说明书

本发明提出了一种可控自毁阻变存储器阵列的实现方法，该阻变存储器阵列中的阻变存储单元具有自整流特性，可以克服交叉存储阵列的漏电流，使得该阻变存储器可以方便构建交叉存储阵列；同时阻变存储器单元的自建整流二极管可以通过电脉冲可控消除，可以实现破坏储阵列正常读写的功能，使得构建的阻变存储阵列具有可控自毁的特性，在敏感数据存储领域具有应用价值。本发明具有自整流和自整流消除特性，在微纳电子学，数据存储等领域具有应用前景。

技术领域

本发明提出了一种可控自毁阻变存储器阵列制备领域，在微纳电子学，数据存储等领域具有应用前景。

背景技术

阻变式存储器具有结构简单、低功耗、读写速度快等优点，有前景成为下一代信息存储器，其中具有自整流特性的阻变存储器不仅可以实现高密度的数据存储而且可以克服交叉存储阵列的漏电流，因而受到工业界和科学界的关注。

相对于传统材料(硅等)，石墨烯(graphene)等二维材料表现出许多优异的特性，对未来电子学发展具有重要意义。三氧化钼(MoO₃)由于其容易缺失氧离子而形成氧空位导电通道，具有成为阻变存储器介质材料的潜能。三氧化钼存在多种缺失氧空位的形态，与石墨烯的接触可以是整流接触或是欧姆接触。

发明内容

本发明目的在于提出一种可控自毁阻变存储器阵列的实现方法。

本发明可通过如下技术方案实现：

(1)石墨烯下电极的制备：可以直接使用石墨做下电极。可以采用湿法或是干法转移的方法将石墨烯薄膜转移到绝缘体或半导体或金属衬底表面。也可以采用化学气相沉积(CVD)或是等离子增强化学气相沉积直接在衬底表面生长石墨烯薄膜。该石墨烯可以是单层或是多层。

(2)MoO₃介质层的制备：可以采用湿法或是干法转移的方法将MoO₃转移到石墨烯电极表面，也可以转到石墨烯边缘与石墨烯形成横向接触。也可以采用化学气相沉积(CVD)或是等离子增强化学气相沉积或是原子层沉积(ALD)或是物理化学气相沉积(PVD)的方式生长或沉积MoO₃。MoO₃的厚度通常在2nm-1000nm之间。

(3)金属上电极的制备：在MoO₃上涂上光刻胶，光刻、显影形成上电极接触区域，然后利用热蒸发或是溅射方式镀上铂或金或钨或镍等金属，最后放入丙酮中剥离掉不需要的金属部分，形成金属上电极。或是利用铂或金或钨等金属做成的针尖，直接扎在MoO₃表面或是刺入一定的深度，形成上电极。制备完成的单个阻变存储器单元的结构具有多样性：可以是垂直结构，如图1(a)和(b)所示；可以是横向结构如图1(c)所示；可以是包裹结构，如图1(d)和(e)所示；可以是横向环形结构，如图1(f)和(g)所示；也可以是半包裹结构如图1(h)和(i)所示。阻变存储阵列是由这些阻变存储器单元构成的交叉阵列。

(4)自整流二极管的构建：由于MoO₃与石墨烯的界面接触特性为整流接触，上述阻变存储器结构具有自建整流二极管的特性，并不需要额外添加整流二极管。

(5)可控自毁：(可控消除自整流特性)