[发明专利]包括二维材料的相变存储器件、操作其的方法和相变层

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0106977的权益，其公开内容全部引入本文中作为参考。

技术领域

本公开内容涉及存储器件(memory device)和操作(运行)其的方法，且更具体地，涉及相变存储器件和操作其的方法。

背景技术

相变存储器件包括非易失性存储器件，包括闪速存储器、铁电RAM(FeRAM)、和磁性RAM(MRAM)。相变存储器件可包括配置为数据储存(storage)层的相变层。当向相变层施加特定的(或者，替代地，预定的)复位电压时，相变层的部分区域可改变相以变成非晶区域，和当向相变层施加特定的(或者，替代地，预定的)设置电压时，非晶区域可将相改变为结晶区域。在相变层包括非晶区域时，相变层的电阻可为第一电阻。在相变层包括结晶区域时，相变层的电阻可为第二电阻。第一电阻可大于第二电阻。这样，相变存储器件可通过利用相变层(其电阻根据相变层的一个或多个区域的相而改变)的电阻特性来写入和读取位数据。

在研究/开发用于相变存储器件中的相变材料时，可考虑多个方面，包括提供降低的功耗、提供增加的操作速度、提供增加的数据持久性、提供降低的热导率、和使得实现制造的容易性(高的生产率)。开发配置成满足多种要求的相变材料和使用其的存储器件不是容易的。

发明内容

一些示例实施方式包括具有优异的性质的相变材料、和使用其的存储器件。

一些示例实施方式包括配置成满足多种要求例如高的操作速度、高的数据持久性、低的热导率、和低的功耗的相变材料、和使用其的存储器件。

一些示例实施方式包括包含具有层状结构的二维(2D)材料的相变层、和使用其的存储器件。

一些示例实施方式包括能够容易地实现多位存储特性的相变材料、和使用其的存储器件。提供堆叠相变存储器件。

一些示例实施方式包括使用所述相变材料(相变层)操作所述存储器件的方法。

额外的方面将部分地在随后的描述中阐明，且部分地将从所述描述明晰，或者可通过所提供的实施方式的实践获悉。

根据一些示例实施方式，相变存储器件可包括：第一电极、第二电极、以及在所述第一电极和所述第二电极之间的相变层。所述相变层可包括至少一个二维(2D)材料层的层状结构，所述至少一个2D材料层配置成基于通过所述第一电极和所述第二电极施加到所述相变层的电信号至少部分地改变相。

所述2D材料可包括基于硫属化物的材料。所述基于硫属化物的材料可包括MoTe_x、CoTe_x、NbS_x、SnS_x、In_xSe_y、In-S、Tl-Se、Ge-Te、Ge-S和Ge-Se的至少一种。所述基于硫属化物的材料可具有化学式单位(化学单位式)MG_x，“M”为金属元素，“G”为硫属元素，和“x”满足约1.5≤x<2。所述2D材料可包括第一基于硫属化物的材料和第二基于硫属化物的材料的混合物。所述第一基于硫属化物的材料可为MoTe_x，和所述第二基于硫属化物的材料可为WTe_x。

所述2D材料可包括磷烯(phosphorene)。

所述相变层可进一步包括在所述2D材料的层状结构中的插层材料，和所述插层材料可包括Li。

所述相变层可进一步包括包含在所述2D材料中的掺杂剂，和所述掺杂剂可包括N、O、Si和W的至少一种。

所述2D材料可具有大于或等于约200℃且低于或等于约500℃的相变温度。

所述相变层可具有等于或小于约50nm的厚度。

所述至少一个2D材料层可包括基本上平行于基底的表面延伸的层。

所述至少一个2D材料层可包括基本上垂直于基底的表面延伸的层。

所述第一电极可包括塞(plug)型电极部分，所述塞型电极部分可具有比所述相变层的宽度小的宽度，和所述塞型电极部分可与所述相变层接触。

所述相变层可包括塞部分，所述塞部分可具有比所述第一电极的宽度小的宽度，和所述塞部分可与所述第一电极接触。