【技术实现步骤摘要】
电阻开关材料元件以及采用该电阻开关材料元件的器件
本公开涉及用于电阻开关(resistance switching)材料元件的方法和设备以及采用该电阻开关材料元件的装置。
技术介绍
当利用电阻开关性质且以包括交叉(crossbar)结构的单元的形式集成的元件被用作存储器件时,由于从相邻存储单元产生的干扰信号而存在数据可能没有能被准确地读取或写入的问题。这是因为当从交叉结构中的单元读取数据或将数据写入到其上时,部分电信号必然施加到相邻的存储单元。为了解决该问题,诸如开关或整流二极管的选择器(selector)被连接到每个存储单元以阻止部分电信号,但是结构变得复杂。根据常规方法,为了连接选择器以及利用电阻开关性质的元件,制造具有选择器性质的元件,然后将该元件连接到电阻开关元件。然而,在此情形下,由于不仅选择器的工艺数目和材料成本增加,而且一般选择器的结构具有至少三层的金属/非金属/金属的结构,所以元件的整体厚度会增大,于是对于具有厚度限制的元件难以使用常规的方法。
技术实现思路
本专利技术提供了具有自整流性质(固有地包括选择器的性质)以克服经济和结构的限制的电阻开关材料元件、以及采用该电阻开关材料元件的装置。额外的方面将在以下的描述中被部分地阐述,并将部分地从该描述而显然,或者可以通过实践给出的实施例而获知。根据本专利技术的一方面,一种电阻开关材料兀件包括:电阻开关材料层,设置在第一电极与第二电极之间;以及自整流层,设置在电阻开关材料层与第一和第二电极中的任一个之间。自整流层可以设置为接触电阻开关材料层。自整流层可以设置为具有根据所施加的电压而改变的隧 ...
【技术保护点】
一种电阻开关材料元件,包括:电阻开关材料层,设置在第一电极与第二电极之间;以及自整流层,设置在所述电阻开关材料层与所述第一和第二电极中的任一个之间。
【技术特征摘要】
2012.08.10 KR 10-2012-00879931.一种电阻开关材料元件,包括: 电阻开关材料层,设置在第一电极与第二电极之间;以及 自整流层,设置在所述电阻开关材料层与所述第一和第二电极中的任一个之间。2.如权利要求1所述的电阻开关材料元件,其中所述自整流层设置为接触所述电阻开关材料层。3.如权利要求1所述的电阻开关材料元件,其中所述自整流层设置为具有根据所施加的电压而改变的隧穿机制。4.如权利要求3所述的电阻开关材料元件,其中所述自整流层设置为在第一电压具有电流的流动受到限制的直接隧穿性质,以及在比第一电压高的第二电压具有电流的流动迅速增加的隧穿性质。5.如权利要求1所述的电阻开关材料元件,其中所述自整流层包括在该自整流层的厚度方向上具有不同的导带偏移的第一区域和第二区域。6.如权利要求5所述的电阻开关材料元件,其中所述自整流层设置为使得所述第一和第二区域中的,与向所述电阻开关材料层施加用于产生电阻变化的电流的方向更靠近的其中一个区域具有相对大的导带偏移。7.如权利要求5所述的电阻开关材料元件,其中所述第一和第二区域设置为具有0.5eV或更大的导带偏移差。8.如权利要求7所述的电阻开关材料元件,其中所述第一和第二区域设置为具有大于或等于1.0eV且小于或等于4.0eV的导带偏移差。9.如权利要求5所述的电阻开关材料元件,其中所述自整流层具有包括至少两个层的结构,该至少两个层包括: 第一电介质材料层,包括所述第一区域;和 第二电介质材料层,包括所述第二区域,并由与所述第一电介质材料层不同类型的材料形成。10.如权利要求9所述的电阻开关材料元件,其中所述第一和第二电介质材料层中的任一层是具有相对大的导带偏移的低电介质材料层,另一个是具有相对小的导带偏移的高电介质材料层。11.如权利要求10所述的电阻开关材料元件,其中所述第一和第二电介质材料层中的至少一层由从 SiO2' Al2O3' Y2O3> La2O3' HfO2, ZrO2, Nb2O5' Ti02、Ta2O5' (Ba, Sr) TiO3 和 SrTiO3构成的组中选择的电介质材料形成。12.如权利要求5所述的电阻开关材料元件,其中所述自整流层由一种电介质材料形成,并设置为使得具有预定厚度的所述第一区域的介电常数高于或低于具有其余厚度的所述第二区域的介电常数,因此所述第一和第二区域在所述厚度方向上具有不同的介电常数。13.如权利要求12所述的电阻开关材料元件,其中所述自整流层由从Si02、Al203、Y203、La2O3、HfO2、ZrO2、Nb205、TiO2、Ta2O5、(Ba, Sr) TiO3 和 SrTiO3 构成的组中选择的电介质材料形成。14.如权利要求1所述的电阻开关材料元件,其中所述电阻开关材料层包括第一材料层和第二材料层,并由于所述第一和第二材料层之间的离子物种转移而具有电阻开关性质。15.如权利要求14所述的电阻开关材料元件,其中所述第一材料层是氧供应层,所述第二材料层是氧交换层。16.如权利要求14所述的电阻开关材料元件,其中所述第一材料层由第一金属氧化物形成,所述第二材料层由与所述第一材料层相同或不同的第二金属氧化物形成。17.如权利要求16所述的电阻开关材料元件,其中所述第一和第二金属氧化物中的至少之一包括Ta氧化物、Zr氧化物、Y氧化物、氧化钇稳定的氧化锆、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物以及其组合中的至少一种。18.如权利要求16所述的电阻开关材料元件,其中所述第二材料层的氧浓度高于所述第一材料层的氧浓度。19.一种存储器件,包括权利要求1中的电阻开关材料元件作为存储单元。20.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:金京旻,金英培,金昌桢,金成镐,金世珍,李承烈,张晚,赵银珠,
申请(专利权)人:三星电子株式会社,
类型:发明
国别省市:
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