电子设备制造技术

一种电子设备包括半导体单元。半导体单元包括：第一电极和第二电极，在第一方向上彼此间隔开；以及第一材料层，插入在第一电极与第二电极之间且具有可变电阻特性或阈值切换特性，其中，第一电极或第二电极或第一电极和第二电极二者包括：第一子电极和第二子电极，在第一方向上彼此间隔开；以及第二材料层，插入在第一子电极与第二子电极之间，并且具有足够小的厚度以使第二材料层能够在半导体单元的操作电流处对流入其中的电流呈现类似欧姆的行为。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求2015年2月23日提交的专利技术名称为“电子设备”的韩国专利申请No.10-2015-0024951的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本专利文献涉及存储电路或器件及其在电子设备或系统中的应用。
技术介绍
近来，随着电子设备或装置趋于小型化、低功耗、高性能、多功能等，需要能够在各种电子设备或装置(诸如，计算机、便携式通信设备等)中储存信息的电子设备，并且已经对此类电子设备进行研究和开发。此类电子设备的示例包括能够使用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储存数据并且能够以各种配置(例如，电阻随机存取存储器(RRAM)、相变随机存取存储器(PRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)、E熔丝等)实施的电子设备。
技术实现思路
本专利文献中公开的技术包括存储电路或器件及其在电子设备或系统中的应用以及电子设备的各种实施方式，其中电子设备能够包括具有改善的操作特性和可靠性的半导体单元。在一个实施例中，一种电子设备包括半导体单元，所述半导体单元包括：第一电极和第二电极，在第一方向上彼此间隔开；以及第一材料层，插入在第一电极与第二电极之间且具有可变电阻特性或阈值切换特性，其中，第一电极或第二电极或第一电极和第二电极二者包括：第一子电极和第二子电极，在第一方向上彼此间隔开；以及第二材料层，插入在第一子电极与第二子电极之间，并且具有足够小的厚度以使第二材料层能够在半导体单元的操作电流处对流入其中的电流呈现类似欧姆(ohmic-like)的行为。上述设备的实施例可以包括以下内容的一个或更多个。第二材料层在操作电流处没有被击穿。第二材料层包括绝缘材料或半导体材料。第二材料层包括HfO2层。第一材料层具有根据导电路径在第一层材料层中是产生还是消失而改变的电阻值。第一材料层具有包括金属氧化物、相变材料、铁电材料和铁磁材料中的至少一种的单层结构或多层结构。第一材料层具有单层结构或多层结构，第一材料
层包括二极管、双向阈值切换(OTS)材料、混合离子电子导电(MIEC)材料、金属绝缘体转变(MIT)材料、隧道绝缘材料中的至少一种。第一材料层包括其中缺氧金属氧化物层和富氧金属氧化物层沿第一方向布置的层叠结构。第一电极包括第一子电极、第二材料层和第二子电极；以及，其中富氧金属氧化物层与第一电极相邻。第一材料层包括沿第一方向布置的多个层；以及，其中所述多个层中的至少一个是隧道绝缘层。第一电极包括第一子电极、第二材料层和第二子电极；以及，其中隧道绝缘层与第一电极相邻。在另一个实施例中，一种电子设备包括半导体存储单元，所述半导体单元包括多个存储单元，所述多个存储单元中的每个包括：第一电极和第二电极，在第一方向上彼此间隔开；可变电阻元件，插入在第一电极与第二电极之间；以及阈值切换元件，插入在可变电阻元件与第二电极之间；其中，第一电极或第二电极或第一电极和第二电极二者包括：第一子电极和第二子电极，在第一方向上彼此间隔开；以及材料层，插入在第一子电极与第二子电极之间，并且具有足够小的厚度以使材料层能够在存储单元的操作电流处呈现类似欧姆的行为。上述设备的实施例可以包括以下内容的一个或更多个。所述多个存储单元中的每个进一步包括：第三电极，插入在可变电阻元件与阈值切换元件之间。第三电极包括第一子电极、材料层和第二子电极。材料层包括绝缘材料或半导体材料。半导体存储单元进一步包括：第一线，沿与第一方向相交的第二方向延伸；以及第二线，沿与第一方向和第二方向相交的第三方向延伸；其中第一线与第二线在第一方向上间隔开；以及其中，所述多个存储单元分别位于第一线和第二线的交点处。电子设备可以进一步包括微处理器，其包括：控制单元，被配置成从微处理器的外部接收包括命令的信号，并且执行命令的提取、命令的译码或微处理器的信号的控制输入或输出；操作单元，被配置成基于控制单元对命令译码的结果来执行操作；以及存储单元，被配置成储存用于执行操作的数据、与执行操作的结果对应的数据或对其执行操作的数据的地址，其中半导体单元是微处理器中的存储单元的一部分。电子设备可以进一步包括处理器，其包括：核心单元，被配置成基于从处理器的外部输入的命令，通过使用数据来执行与命令对应的操作；高速缓冲存储单元，被配置成储存用于执行操作的数据、与执行操作的结果对应的数据或对其执行操作的数据的地址；以及总线接口，连接在核心单元与高速缓冲存储单元之间，并且被配置成在核心单元与高速缓冲存储单元之间传输数据，其中半导体单元是处理器中的高速缓冲存储单元的一部分。电子设备可以进一步包括处理系统，其包括：处理器，被配置成对处理器接收到的命令译码并且基于对命令译码的结果来控制对信息的操作；辅助存储器件，被配置成储存用于对命令译码的程序和信息；主存储器件，被配置成在执行程序时调用并储存来自辅助存储器件的程序和信息，使得处理器能够使用程序和信息来执行操作；以及接口设备，被配置成执行处理器、辅助存储器件和主存储器件中的至少一个与外部之间的通信，其中半导体单元是处理系统中的辅助存储器件或主存储器件的一部分。电子设备可以进一步包括数据储存系统，其包括：储存器件，被配置成储存数据并且无论电源如何都保存储存的数据；控制器，被配置成根据从外部输入的命令来控制数据到储存器件的输入以及数据从储存器件的输出；暂时储存器件，被配置成暂时储存在储存器件与外部之间交换的数据；以及接口，被配置成执行储存器件、控制器和暂时储存器件中的至少一个与外部之间的通信，其中半导体单元是数据储存系统中的储存器件或暂时储存器件的一部分。电子设备可以进一步包括存储系统，其包括：存储器，被配置成储存数据并且无论电源如何都保存储存的数据；存储器控制器，被配置成根据从外部输入的命令来控制数据到存储器的输入以及数据从存储器的输出；缓冲存储器，被配置成缓冲在存储器与外部之间交换的数据；以及接口，被配置成执行存储器、存储器控制器和缓冲存储器中的至少一个与外部之间的通信，其中半导体存储单元是存储系统中的存储器或缓冲存储器的一部分。根据本文提供的附图和实施例的描述，所描述的这些和其他方面、实施方式以及相关优点将变得明显，本文提供的附图和实施例的描述旨在对所要保护的专利技术提供进一步解释。附图说明图1A是示出根据一个比较示例的半导体器件的剖视图。图1B是用于解释在图1A的半导体器件包括可变电阻元件的情况下的操作方法的示图。图1C是用于解释在图1A的半导体器件包括阈值切换元件的情况下的操作方法的示图。图1D是用于解释图1A的半导体器件中出现的问题的示图。图2A是示出根据一个实施方式的半导体器件的剖视图。图2B是用于解释在图2A的半导体器件包括可变电阻元件的情况下的操作方法的示图。图2C是用于解释在图2A的半导体器件包括阈值切换元件的情况下的操作方法的示图。图2D是示出在图2A的半导体器件的形成操作期间的电流流动的示图。图2E是用于解释图2A的半导体器件的第二材料层的特性的示图。图3A是示出根据另一个比较示例的半导体器件的剖视图。图3B是示出根据另一个实施方式的半导体器件的剖视图。图3C是示出在图3A和3B的半导体器件的操作期间的电流电压特性的示图。图4A是示出根据又一个比较示例的半导体器件的剖视图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子设备，包括半导体单元，所述半导体单元包括：第一电极和第二电极，在第一方向上彼此间隔开；以及第一材料层，插入在第一电极与第二电极之间且具有可变电阻特性或阈值切换特性，其中，第一电极或第二电极或第一电极和第二电极二者包括：第一子电极和第二子电极，在第一方向上彼此间隔开；以及第二材料层，插入在第一子电极与第二子电极之间，并且具有足够小的厚度以使第二材料层能够在半导体单元的操作电流处对流入其中的电流呈现类似欧姆的行为。

【技术特征摘要】
2015.02.23 KR 10-2015-00249511.一种电子设备，包括半导体单元，所述半导体单元包括：第一电极和第二电极，在第一方向上彼此间隔开；以及第一材料层，插入在第一电极与第二电极之间且具有可变电阻特性或阈值切换特性，其中，第一电极或第二电极或第一电极和第二电极二者包括：第一子电极和第二子电极，在第一方向上彼此间隔开；以及第二材料层，插入在第一子电极与第二子电极之间，并且具有足够小的厚度以使第二材料层能够在半导体单元的操作电流处对流入其中的电流呈现类似欧姆的行为。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中第二材料层在操作电流处没有被击穿。3.根据权利要求1所述的电子设备，其中第二材料层包括绝缘材料或半导体材料。4.根据权利要求1所述的电子设备，其中第二材料层包括HfO2层。5.根据权利要求1所述的电子设备，其中第一材料层具有根据导电路径在第一层材料层中是产生还是消失而改变的电阻值。6.根据权利要求1所述的电子设备，其中第一材料层具有包括金属氧化物、相变材料、铁电材料和...

【专利技术属性】
技术研发人员：金范庸，李起正，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR