半导体器件及其操作方法技术

本公开提供了一种半导体器件及其操作方法。半导体器件可以包括字线、与字线交叉的位线、以及耦接到字线和位线以接收用于控制存储单元的电信号并且包括切换材料层和氧化

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年1月5日提交的申请号为10
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2021
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0001136的韩国专利申请的优先权和权益，其通过引用整体合并于此。


[0003]该专利文件中公开的技术和实施方式涉及一种包括半导体器件的电子设备及其操作方法。

技术介绍

[0004]近年来，随着电子设备的小型化、低功耗、高性能和多样化，已经需要能够将信息储存在各种电子设备(诸如计算机和便携式通信设备)中的半导体器件。因此，对能够利用根据所施加的电压或电流而在不同电阻状态之间切换的特性来储存数据的半导体器件进行了研究。这种半导体器件的示例包括电阻式随机存取存储器(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)、电熔丝等。

技术实现思路

[0005]本公开的实施例提供一种能够改善存储单元的操作特性和可靠性的半导体器件及其操作方法。
[0006]根据所公开技术的实施例，半导体器件可以包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：字线；与所述字线交叉的位线；以及存储单元，所述存储单元耦接到所述字线和所述位线以接收用于控制所述存储单元的电信号，并且所述存储单元包括切换材料层和氧化
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还原可逆材料层，所述氧化
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还原可逆材料层与所述切换材料层接触以允许氧化反应或还原反应响应于所述电信号的不同幅值和不同极性而发生，其中，所述氧化
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还原可逆材料层和所述切换材料层响应于所述电信号的第一阈值电压和第一极性以在所述切换材料层与所述氧化
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还原可逆材料层之间产生氧化界面，而响应于所述电信号的第二阈值电压和第二极性以减少所述氧化界面的产生。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述氧化
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还原可逆材料层设置在所述字线与所述切换材料层之间。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，通过对所述存储单元执行的置位操作，所述存储单元的阈值电压从所述第一阈值电压改变为所述第二阈值电压，而通过对所述存储单元执行的复位操作，所述存储单元的所述阈值电压从所述第二阈值电压改变为所述第一阈值电压。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，通过在复位操作期间向所述存储单元施加第一极性的复位电压来产生所述氧化界面，而通过在置位操作期间向所述存储单元施加与所述第一极性不同的第二极性的置位电压来使所述氧化界面消散。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述氧化界面包括接触所述切换材料层的第一表面和接触所述氧化
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还原可逆材料层的第二表面，并且所述氧化界面内的相比于靠近所述第二表面而更靠近所述第一表面的部分比所述氧化界面内的相比于靠近所述第一表面而更靠近所述第二表面的另一部分具有更高的氧浓度。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述切换材料层包括具有等于或大于7eV的能带隙的绝缘层。7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述切换材料层包括SiO2、Al2O3、TiO2或ZrO2，或者它们的组合。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述切换材料层包括掺杂剂和绝缘层。9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，所述掺杂剂包括硼B、碳C、氮N、铝Al、磷P、砷As、硅Si或锗Ge...

【专利技术属性】
技术研发人员：河泰政，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：