[发明专利]阈值开关器件及其制造方法以及电子设备

说明书

一种阈值开关器件可以包括：第一电极层；第二电极层；第一绝缘层，插置在第一电极层与第二电极层之间，并且设置成与第一电极层相邻；以及第二绝缘层，插置在第一电极层与第二电极层之间，并且设置成与第二电极层相邻，其中，第一绝缘层和第二绝缘层包括多个中性缺陷，沿着第一绝缘层与第二绝缘层之间的第一界面，多个中性缺陷的浓度为最大，其中，阈值开关器件根据电子是否从多个中性缺陷逐出而具有导通或截止状态。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月29日提交的申请号为10-2015-0188669、名称为“阈值开关器件及其制造方法以及包括其的电子设备”的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本专利文件涉及存储电路或者器件以及它们在电子设备或系统中的应用。

背景技术

近来，随着电子装置趋向于小型化、低功耗、高性能、多功能性等等，在现有技术中已经需求能够将信息存储在各种电子装置(例如，计算机、便携式通信设备等等)中的半导体器件，并且已经进行了对于所述半导体器件的研究。这种半导体器件包括能够利用其根据施加的电压或电流而在不同的电阻状态之间切换的特性来存储数据的半导体器件，例如，RRAM(电阻式随机存取存储器)、PRAM(相变随机存取存储器)、FRAM(铁电随机存取存储器)、MRAM(磁性随机存取存储器)、电熔丝等。

发明内容

在本专利文件中公开的技术包括：存储电路或者器件以及它们在电子设备或者系统中的应用，以及包括新的阈值开关器件的电子设备的各种实施方式。

在一个实施方式中，阈值开关器件可以包括：第一电极层；第二电极层；第一绝缘层，插置在第一电极层与第二电极层之间，并且设置成与第一电极层相邻；以及第二绝缘层，插置在第一电极层与第二电极层之间，并且设置成与第二电极层相邻，其中，第一绝缘层和第二绝缘层包括多个中性缺陷，沿着第一绝缘层与第二绝缘层之间的第一界面，多个中性缺陷的浓度为最大，其中，阈值开关器件根据电子是否从多个中性缺陷逐出而具有导通或截止状态。

以上阈值开关器件的实施方式可以包括以下的一个或多个。

多个中性缺陷的浓度趋向于第一绝缘层与第一电极层之间的第二界面而降低，并且趋向于第二绝缘层与第二电极层之间的第三界面而降低。第一绝缘层和第二绝缘层包括施主杂质。使用相同的绝缘材料来形成第一绝缘层和第二绝缘层。第一绝缘层包括在距离第二界面第一距离以内的第一界面部分，所述第二界面在第一绝缘层与第一电极层之间，第二绝缘层包括在距离第三界面第二距离以内的第二界面部分，所述第三界面在第二绝缘层与第二电极层之间，并且，第一界面部分和第二界面部分大体上不存在中性缺陷。当没有将电压施加至第一电极层和第二电极层时，多个中性缺陷具有与第一电极层和第二电极层的功函数大体上相同的能级或者比第一电极层和第二电极层的功函数低的能级。多个中性缺陷以预定的间隔沿着第一方向自第一电极层向第二电极层布置。当将与第一电极层相比较的相对的正电压施加至第二电极层时，电子的逐出从靠近第二电极层的中性缺陷开始而顺序地执行，并且向着靠近第一电极层的中性缺陷扩展。在截止状态下，具有0.35eV或更大的肖特基势垒高度的肖特基接触形成在第一电极层与第一绝缘层之间、第二电极层与第二绝缘层之间或者二者兼有。在导通状态下，欧姆接触形成在第一电极层与第一绝缘层之间、第二电极层与第二绝缘层之间或者二者兼有，而在截止状态下，肖特基接触形成在第一电极层与第一绝缘层之间、第二电极层与第二绝缘层之间或者二者兼有。随着形成在第一电极层与第一绝缘层之间、第二电极层与第一绝缘层之间或者二者兼形成有的肖特基势垒高度的增大，而在截止状态下流经阈值开关器件的电流减小。随着多个中性缺陷密度增高，在导通状态下流经阈值开关器件的电流增大。