技术摘要：
一种铁电存储器装置含有：二维半导体材料层，其具有至少1.1eV的带隙和为半导体材料的1到5个原子单层的厚度中的至少一个，或包含二维电荷载流子气体层；源极触点，其接触所述二维半导体材料层的第一部分；漏极触点，其接触所述二维半导体材料层的第二部分；铁电存储器元  全部
背景技术：
铁电存储器装置为包含铁电材料以存储信息的存储器装置。铁电材料充当存储器 装置的存储器材料。取决于施加到铁电材料的电场的极性，铁电材料的偶极矩被编程为两 个不同定向(例如，基于晶格中的原子位置(例如氧和/或金属原子位置)，编程为“上”或 “下”极化位置)以将信息存储在铁电材料中。铁电材料的偶极矩的不同定向可通过由铁电 材料的偶极矩生成的电场来检测。例如，在场效应晶体管铁电存储器装置中，可通过测量穿 过邻近于铁电材料提供的半导体通道的电流来检测偶极矩的定向。
技术实现要素：
根据本发明的方面，一种铁电存储器装置包含：二维半导体材料层，其具有至少 1.1eV的带隙和为半导体材料的1到5个原子单层的厚度中的至少一个，或包含二维电荷载 流子气体层；源极触点，其接触二维半导体材料层的第一部分；漏极触点，其接触二维半导 体材料层的第二部分；铁电存储器元件，其位于源极触点与漏极触点之间且邻近于二维半 导体材料层的第一表面；以及导电栅极电极，其邻近于铁电存储器元件定位。 根据本发明的另一方面，提供一种操作铁电存储器装置的方法。可通过相对于二 维半导体材料层将正偏压电压或负偏压电压施加到导电栅极电极来编程铁电存储器元件 的极化方向。可通过在源极触点与漏极触点之间的读取电压下测量源极触点与漏极触点之 间的电流量值来感测铁电存储器元件的极化方向。 根据本发明的又一方面，一种制造铁电存储器装置的方法包括：形成二维半导体 材料层；直接在二维半导体材料层的第一表面上形成铁电存储器元件；在铁电存储器元件 上形成导电栅极电极；在二维半导体材料层的第一末端部分上形成源极触点；以及在二维 半导体材料层的第二末端部分上形成漏极触点。 附图说明 图1为金属铁电半导体结构的透视图。 图2A为图1的金属铁电半导体结构的第一极化状态的电位图。 图2B为图1的金属铁电半导体结构的第二极化状态的电位图。 4 CN 111602227 A 说　明　书 2/14 页 图3为对于两个选定铁电极化密度，金属铁电半导体结构的铁电材料部分与金属 部分之间的界面处的静电位随铁电厚度变化的标绘图。 图4为二维通用半导体材料的电导率随费米能级变化的曲线图。 图5为在紧束缚模型内计算的原始石墨烯和氟化石墨烯的每eV每原子态密度的曲 线图。 图6为在紧束缚模型内计算的原始石墨烯和氟化石墨烯的电导随费米能级变化的 曲线图。 图7为根据本发明的第一实施例的第一示例性铁电存储器装置。 图8为根据本发明的第二实施例的第二示例性铁电存储器装置。 图9为根据本发明的第三实施例的第三示例性铁电存储器装置。 图10A为根据本发明的第四实施例的第四示例性铁电存储器装置的竖直横截面 图。 图10B为图10A的第四示例性铁电存储器装置的示意性透视图。 图11示出根据密度泛函理论(DFT)和杂化泛函计算的六方氮化硼的每eV每原子态 密度。 图12示出根据密度泛函理论(DFT)和杂化泛函计算的二硫化钼的每eV每原子态密 度。 图13A为在紧束缚模型内计算的六方氮化硼的电导率随极化变化的曲线图。 图13B为在紧束缚模型内计算的氟化石墨烯的电导率随极化变化的曲线图。 图13C为在紧束缚模型内计算的二硫化钼的电导率随极化变化的曲线图。 图13D为在紧束缚模型内计算的锗烷的电导率随极化变化的曲线图。 图14为根据本发明的实施例的铁电存储器装置的示意图。