阈值开关器件及其制造方法以及电子设备技术

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。

【技术实现步骤摘要】
阈值开关器件及其制造方法以及电子设备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。
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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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。在一个实施方式中，提供了一种包括半导体存储器的电子设备。所述半导体存储器可以包括：存储元件，适用于存储数据；以及选择元件，与存储元件耦接，并且适用于控制对于存储元件的存取。选择元件可以包括：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。以上电子设备的实施方式可以包括以下的一个或多个。半导体存储器还包括：第一线，沿着第一方向延伸；以及第二线，沿着与第一方向相交的第二方向延伸，其中，存储元件和选择元件位于第一线和第二线之间的交叉处。存储元件包括可变电阻元件，所述可变电阻元件根据施加至其的电压或者电流而在不同的电阻状态之间切换。电子设备还包括微处理器，微处理器包括：控制单元，被配置成接收包括来自微处理器外部的命令的信号，并且执行命令的提取、解码或者控制微处理器的信号的输入或输出；操作单元，被配置成基于控制单元将命令解码的结果来执行运算；以及存储单元，被配置成存储用于执行运算的数据、对应于执行运算的结果的数据或者执行运算的数据的地址，其中，半导体存储器是微处理器中的存储单元的部件。电子设备还包括处理器，处理器包括：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对应于命令的操作；高速缓冲存储单元，被配置成存储用于执行运算的的数据、对应于执行运算的结果的数据或者执行运算的数据的地址；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送数据，其中，半导体存储器是处理器中的高速缓冲存储单元的部件。电子设备还包括处理系统，处理系统包括：处理器，被配置成将通过处理器接收的命令解码，并且基于将命令解码的结果来控制对于信息的操作；辅助存储器件，被配置成存储用于将命令解码的程序和信息；主存储器件，被配置成调用和存储来自辅助存储器件的程序和信息，使得处理器在执行程序时能够使用程序和信息来执行操作；以及接口器件，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，半导体存储器是处理系统中的辅助存储器件或者主存储器件的部件。电子设备还包括数据存储系统，数据存储系统包括：存储器件，被配置成存储数据并且无论电源供给与否均保持存储的数据；控制器，被配置成根据从外部输入的命令来控制将数据输入至存储器件和从存储器件输出数据；暂时存储器件，被配置成暂时地存储在存储器件与外部之间交换的数据；以及接口，被配置成在存储器件、控制器和暂时存储器件中的至少一个与外部之间执行通信，其中，半导体存储器是数据存储系统中的存储器件或者暂时存储器件的部件。电子设备还包括存储系统，所述存储系统包括：存储器，被配置成存储数据并且无论电源供给与否均保持存储的数据；存储器控制器，被配置成根据从外部输入的命令来控制将数据输入至存储器件和从存储器件输出数据；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，被配置成在存储器、存储器控制器和缓冲存储器中的至少一个与外部之间的执行通信，其中，半导体存储器是存储系统中的存储器或者缓冲存储器的部件。在一个实施方式中，提供了一种用于制造阈值开关器件的方法。所述方法可以包括：形成第一电极层；在第一电极层之上形成第一初始绝缘层；通过将杂质注入第一初始绝缘层中来形成包括多个中性缺陷的第一绝缘层；在第一绝缘层之上形成第二初始绝缘层；以及在第二初始绝缘层之上形成第二电极层。以上方法的实施方式可以包括以下的一个或多个。在形成第二初始绝缘层和形成第二电极层的至少一个中，注入第一绝缘层中的杂质扩散入第二初始绝缘层内。第一初始绝缘层和第二初始本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阈值开关器件，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，以及其中，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者截止状态。

【技术特征摘要】
2015.12.29 KR 10-2015-01886691.一种阈值开关器件，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，以及其中，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者截止状态。2.根据权利要求1所述的阈值开关器件，其中，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。3.根据权利要求1所述的阈值开关器件，其中，第一绝缘层和第二绝缘层包括施主杂质。4.根据权利要求1所述的阈值开关器件，其中，使用相同的绝缘材料来形成第一绝缘层和第二绝缘层。5.根据权利要求1所述的阈值开关器件，其中，第一绝缘层包括在距离第一绝缘层和第一电极层之间的第二界面第一距离以内的第一界面部分，第二绝缘层包括在距离第二绝缘层与第二电极层之间的第三界面第二距离以内的第二界面部分，以及第一界面部分和第二界面部分大体上不存在中性缺陷。6.根据权利要求1所述的阈值开关器件，其中，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。7.根据权利要求1所述的阈值开关器件，其中，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。8.根据权利要求1所述的阈值开关器件，其中，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，并且向靠近第一电极层的中性缺陷扩展。9.根据权利要求1所述的阈值开关器件，其中，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。10.根据权利要求1所述的阈值开关器件，其中，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，并且在截止状态下，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。11.根据权利要求1所述的阈值开关器件，其中，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，在截止状态下流经阈值开关器件的电流减小。12.根据权利要求1所述的阈值开关器件，其中，随着多个中性缺陷的密度增高，在导通状态下流经阈值开关器件的电流增大。13.一种电子设备，其包括半导体存储器，其中，半导体存储器包括：存储元件，适用于存储数据；以及选择元件，与存储元件耦接，并且适用于控制对存储元件的存取，其中，选择元件包括：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钟哲，金范庸，李炯东，
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