[发明专利]选择性元件、存储器胞元和存储装置

说明书

一种选择性装置包含第一电极、第二电极、开关装置和非线性电阻性装置。第二电极被设置成面向第一电极。开关装置设置在第一电极与第二电极之间。非线性电阻性装置含有硼(B)、硅(Si)和碳(C)中的一种或更多种。非线性电阻性装置串联耦接到开关装置。

技术领域

本公开涉及在电极之间具有开关装置的选择性装置，以及包含此选择性装置的存储器胞元和存储单元。

背景技术

近年来，已要求实现用于数据存储的大容量非易失性存储器，所述大容量非易失性存储器由电阻改变型存储器代表，例如，电阻性随机存取存储器(ReRAM)和相变随机存取存储器(PRAM)。然而，使用当前可用的存取晶体管的电阻改变型存储器可具有较大的每单位胞元的占据面积。因此，例如，即使在相比例如NAND型等闪速存储器，此存储器使用相同设计规则而进一步小型化时，也难以实现大量的存储容量。相比之下，存储器装置设置在交叉的配线之间的交叉点(交点)处的所谓的交点阵列结构的使用减小每单位胞元的占据面积，从而能够实现大量的存储容量。

交点型存储器胞元除存储器装置之外还设有用于胞元选择的选择性装置。选择性装置的实例可包含使用金属氧化物制成的选择性装置(例如，参见非专利文献1和2)。然而，此选择性装置在开关阈值电压的量值方面不充分，并且趋向于在施加高压的状况下遭受介电击穿。另一实例可以是电阻在某一电压下切换以使电流急剧增大(跳回)的选择性装置(例如，参见非专利文献3和4)。在此选择性装置中，通过跨过开关阈值电压来设定选择性/非选择性电压值能够允许选择性电流值大于由例如金属氧化物等非线性电阻性材料制成的选择性装置的选择性电流值。然而，需要上述选择性装置的开关阈值电压大于相互结合使用的存储器装置的写入阈值电压；但开关阈值电压从没被认为足够大。此外，在此选择性装置与具有较大写入阈值电压的存储器装置组合的状况下，要求选择性装置确保选择性(接通)状态与半选择性(切断)状态的足够大的选择比(接通/切断比)；但此选择比也从没被认为足够大。

除上述选择性装置之外，另一实例可以是使用硫族化物材料的选择性装置，即，双向阈值开关(OTS)(例如，参见专利文献1和2)。双向阈值开关能够实现相对较大的接通/切断比，这是因为此开关确保较小的切断状态下的漏电流，并且具有在接通状态下增大电流的能力，并且开关特性在某阈值电压下切换以急剧增大电流。

引用文献列表

专利文献

【专利文献1】第2006-86526号日本未审查专利申请公开

【专利文献2】第2010-157316号日本未审查专利申请公开

非专利文献

【非专利文献1】Jiun-Jia Huang等人，2011IEEE IEDM11-733-736

【非专利文献2】Wootae Lee等人，2012IEEE VLSI Technology Symposium，第37到38页

【非专利文献3】Myungwoo Son等人，IEEE Electron Device Letters，第32卷，第11期，2011年11月

【非专利文献4】Seonghyun Kim等人，2012VLSI，第155到156页

发明内容

然而，在此OTS装置用作交点型存储器胞元的选择性装置以递送具有例如10MA/cm²的较大电流密度的电流并且进一步在此较大电流密度下重复执行操作的状况下，存在如下问题：开关阈值电压可降低，或开关阈值电压的改变可在多个所设置的OTS装置之间增大。

因此，希望提供能够提高可靠性的选择性装置、存储器胞元和存储单元。