1.一种导电桥半导体器件,其特征在于,自下而上包括:下电极、阻变功能层、离子阻挡层和活性上电极,其中,所述离子阻挡层上开设有供活性导电离子通过的孔洞,所述孔洞为1个或大于1个,其中:当所述孔洞大于1个时,并且当所述孔洞的面密度为第一密度时,所述导电桥半导体器件为单极性,当所述孔洞的面密度为第二密度时,所述导电桥半导体器件为双极性,所述第一密度小于所述第二密度;所述孔洞在离子阻挡层上随机分布,其面密度介于10 7 /cm 2 ~10 14 /cm 2 之间;该导电桥半导体器件为导电桥选择器,所述离子阻挡层上的孔洞的数量大于1个,所述孔洞的径向宽度小于5nm。
2.根据权利要求1所述的导电桥半导体器件,其特征在于,该导电桥半导体器件为导电桥阻变存储器,所述离子阻挡层上的孔洞为1个,该孔洞的径向宽度介于5nm~200nm之间。
3.根据权利要求2所述的导电桥半导体器件,其特征在于,所述孔洞位于离子阻挡层的中央位置。
4.根据权利要求2所述的导电桥半导体器件,其特征在于,所述离子阻挡层采用石墨烯材料制备,所述孔洞的径向宽度介于5nm~100nm之间。
5.根据权利要求1所述的导电桥半导体器件,其特征在于,所述离子阻挡层采用石墨烯材料制备,所述孔洞的面密度为n×10 10 /cm 2 ,n为正整数。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的导电桥半导体器件,其特征在于,所述孔洞的形状为长方形、椭圆形、三角形或六边形。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的导电桥半导体器件,其特征在于:所述下电极为以下材料其中的一种或多种制备的层状结构:TaN、TiN、W、Al、Ru、Ti与Pt中的一种或多种材料制备,其厚度介于10nm~200nm之间;所述阻变功能层为以下材料其中的一种或多种制备的层状结构:TaO x 、MgO、HfO 2 、Al 2 O 3 、TiO 2 、SiO 2 与ZrO 2 ,其厚度介于3nm~100nm之间;所述离子阻挡层为以下材料其中的一种或多种制备的层状结构:Ta、TaN、TiN、TiW、单层或多层石墨烯,其厚度小于10nm;所述活性上电极采用Ag,Cu,Ni单元素电极或者包含至少其中一种元素的合金电极,其厚度介于10nm~200nm之间。
8.一种如权利要求1所述导电桥半导体器件的制备方法,其特征在于,包括:依次形成所述下电极、阻变功能层和离子阻挡层;在所述离子阻挡层上加工孔洞;所述孔洞为1个或大于1个,其中:当所述孔洞大于1个时,并且当所述孔洞的面密度为第一密度时,所述导电桥半导体器件为单极性,当所述孔洞的面密度为第二密度时,所述导电桥半导体器件为双极性,所述第一密度小于所述第二密度,所述孔洞在离子阻挡层上随机分布,其面密度介于10 7 /cm 2 ~10 14 /cm 2 之间;以及在具有孔洞的离子阻挡层上制备活性上电极。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,用光学曝光结合聚焦离子束刻蚀的方式在离子阻挡层上加工孔洞。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:所述离子阻挡层上的孔洞的数量大于1个;通过高能离子轰击离子阻挡层来在离子阻挡层上加工孔洞,所述孔洞在离子阻挡层上随机分布,其面密度介于10 7 /cm 2 ~10 14 /cm 2 之间。
11.根据权利要求 10所述的制备方法,其特征在于,用于轰击的高能离子由离子注入机或粒子加速器获得,其能量高于2KeV~200KeV,入射角度介于80°~100°之间,剂量大于10 5 。
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述离子阻挡层的材料为石墨烯材料,用于轰击的高能离子的剂量介于10 12 ~10 14 之间。