[发明专利]一种多位存储闪存单元

权利要求书

1.一种多位存储闪存单元，包括基底，其特征在于，在基底上依次设置石墨烯层、六方氮化硼层和二硫化钼层。

2.根据权利要求1所述的一种多位存储闪存单元，其特征在于，基底为二氧化硅/(低阻)硅基底。

3.根据权利要求1或者2所述的一种多位存储闪存单元，其特征在于，选择二维纳米材料石墨烯、二维纳米材料六方氮化硼、二维纳米材料二硫化钼自下由上堆叠在基底上形成异质结。

4.根据权利要求1或者2所述的一种多位存储闪存单元，其特征在于，多位存储闪存单位的厚度为纳米数量级，平面尺寸为微米数量级。

5.根据权利要求1或者2所述的一种多位存储闪存单元，其特征在于，在二硫化钼层上设置两个镀层金区域。

6.如权利要求1—5之一所述的一种多位存储闪存单元的存储方式，其特征在于，给基底施加正向电压，二硫化钼中的电子在电场作用下，隧穿过六方氮化硼，存储在石墨烯层；关闭电场，由于六方氮化硼层的阻挡作用，存储在石墨烯层中的电子，不能返回到二硫化钼沟道中，导致二硫化钼电导发生变化，这样以来施加不同强度的电场，对应的二硫化钼电导变化不同，通过设置不同的电场强度，实现了不同的电导态，即多位存储器。

7.根据权利要求6所述的一种多位存储闪存单元的存储方式，其特征在于，在二硫化钼层上设置两个镀金区域，一个接地，作为s极，另一个作为d极，基底作为g极，通过设置不同的电场强度，实现了不同的电导态，说明如下：

(1)在SiO2/Si基底上施加-60V电压脉冲(Vgs＝-60V，脉冲周期为2ms)，电场方向垂直向下，Graphene层中的电子全部隧穿过h-BN层到达MoS₂层，导致MoS₂层中的电子浓度达到最大；施加源漏电压Vds＝100mV，监测MoS₂电流，此时MoS₂电流达到最大值，定义为000态，同时定义-60V的脉冲电压为擦写电压；

(2)先在SiO₂/Si基底上施加2ms的-60V电压脉冲，将器件初始化为完全擦写态，即Graphene层没有存储电子；随着施加2ms的+5V电压脉冲(定义正向电压为编程电压)，MoS₂层中的电子在+5V的正向电场下，隧穿过h-BN层，存储在Graphene层中，导致MoS₂中的电子浓度降低，导致MoS₂电流减小，定义此时MoS₂层电导态为001态；

(3)先后在SiO₂/Si基底施加-60V的擦写电压和+10V的编程电压脉冲，MoS₂中电子隧穿过h-BN并存储在graphene层的数量与施加的编程电压成正相关，所以MoS₂中的电流进一步减小，定义此时MoS₂电导态为010态；

(4)先后在SiO₂/Si基底施加-60V的擦写电压和+20V的编程电压脉冲，定义此时MoS₂电导态为011态；

(5)先后在SiO₂/Si基底施加-60V的擦写电压和+30V的编程电压脉冲，定义此时MoS₂电导态为100态；

(6)先后在SiO₂/Si基底施加-60V的擦写电压和+40V的编程电压脉冲，定义此时MoS₂电导态为101态；

(7)先后在SiO₂/Si基底施加-60V的擦写电压和+50V的编程电压脉冲，定义此时MoS₂电导态为110态；

(8)先后在SiO₂/Si基底施加-60V的擦写电压和+60V的编程电压脉冲，定义此时MoS₂电导态为111态。

8.根据权利要求6所述的一种多位存储闪存单元的存储方式，其特征在于，存储器编程擦写速度达到了ms级，且电导状态不易发生改变，属于非易失存储器。