本发明专利技术公开了一种集成电路装置及操作该集成电路装置的方法，该集成电路装置包括一交叉点阵列和一控制电路，该交叉点阵列包括多个位线和多个字线，该多个位线和该多个字线的多个交叉处包括多个二极管存储器装置；该控制电路是与该交叉点阵列耦合，该控制电路施以偏压排列至该多个位线和该多个字线的该多个交叉处中的一被选取的交叉处，双向地切换位于该被选取的交叉处的该二极管存储器装置的该存储器元件。该集成电路装置具有一位于二端点之间的中间物，此二端点例如是一p端点以及n端点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于一种二极管存储器装置，尤其是关于一种。
技术介绍
二氧化硅抗熔丝存储器常常被设计为一次编程(one-time program, OTP)。在一存储器阵列中，需要一外加的二极管或选取晶体管以存取一特定的存储单元。相似地，在存储器阵列中，电阻式随机存取存储器(resistive random-access memory)通常需要一外加的二极管或选取晶体管以存取一特定的存储单元，以及挡下对未选取存储单元的存取。虽然此类的外加存取装置依然是必需的，以从一存储单元阵列中选取一特定存储单元，然而此类的外加存取装置限制了存储器装置的可微缩性，并且增加了制造上的复杂度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种。本专利技术的一实施例是一二极管存储器装置，有一中间物结构位于ρ端点和η端点之间。此中间物结构为存取节点，并且，此同步(in-situ)形成的二极管为绝缘装置。此绝缘装置阻挡对未被选取的二极管存储器装置的存取。此中间物结构的一个例子是二氧化硅 (SiO2),通过击穿(punchthrough)栅极氧化层(例如一金属氧化物半导体电容)，SiO2显示出卓越的存储器切换特性。不同于晶体管，此装置在衬底中为单极性。其它的中间物结构包括金属氧化材料、高介电常数(high-k)材料、氮化硅、以及氮氧化硅，所有改变化学计量以及电阻型的材料，皆可用以形成电阻型装置。不同于抗熔丝存储器，二极管存储器装置不需要外加绝缘物以及存取装置，例如一外加二极管或外加晶体管。因此，此二极管为一 0T-1R装置(无晶体管，单一电阻)。本专利技术另一实施例为二极管存储器装置的阵列，例如是在一集成电路上。本专利技术另一实施例为操作此二极管存储器装置的方法，例如是读取、设置(set)、 或复位(reset)操作。本专利技术另一实施例为操作二极管存储器装置的阵列的方法，例如对一被选取的二极管存储器装置或多个被选取的二极管存储器装置写入地址，接着执行读取、设置、或复位操作。本专利技术另一实施例是制造一二极管存储器装置或二极管存储器装置的阵列，例如是在正常的存储器操作(像是复位和设置操作)之前执行起始击穿(initial breakdown) 操作。本专利技术技术的一方面为具有一交叉点(cross-point)阵列以及控制电路的一集成电路装置。此交叉点阵列包括多个位线和多个字线。此多个位线和字线的多个交叉处包括二极管存储器装置。此二极管存储器装置包括一二极管以及一存储器元件。此二极管包括一第一端点和一第二端点，第一端点是与此多个位线中的一位线电性耦合，第二端点是与此多个字线中的一字线电性耦合。此存储器元件位于此二极管的第一端点和第二端点之间。此存储器元件可双向地切换于一第一存储状态和一第二存储状态之间。此二极管存储器装置的多个二极管可减少电流通过此些位线和字线交叉处中未被选取的交叉处。控制电路是与交叉点阵列耦合。控制电路施以偏压排列(biasarrangement)至此些位线和字线交叉处中的一被选取的交叉处，以双向地切换位于此被选取的交叉处的二极管存储器装置的存储器元件。本专利技术的一实施例，第一端点为于一掺杂阱区中，并且第二端点为字线的部分。在一实施例中，掺杂阱区具有一第一掺杂态和一第一浓度，并且二极管存储器装置更包括一掺杂区，此掺杂区位于阱区中，且具有第一掺杂态。此掺杂区位于存储器元件之下，并且具有小于第一浓度的一第二浓度。在一实施例中，此轻通道掺杂是用以表现二极管的高开关比(ON/OFF ratio)，并且其掺杂深度(implanted depth)可帮助RESET操作(RESET operation)。通道掺杂深度是远离于硅表面(例如1200埃的深度)。具有高阻值(未掺杂或是非常轻微的掺杂)的接近表面的硅为硅熔融的区域(在本专利技术的案例中，硅材料是用于开关切换)；接着氧原子很快地形成环绕层并且轻易地扩散至熔融硅中，并于冷却后形成二氧化硅。在一实施例中，存储器元件包括氧化硅。在一实施例中，存储器元件包括一第一氧化硅层、位于第一氧化硅层上的一氮化硅层、以及位于氮化硅层上的一第二氧化硅层。例如是一 S0N0S装置。在一实施例中，二极管元件包括一金属氧化物、氮化硅、氮氧化硅、可编程电阻材料、以及介电常数大于氧化硅介电常数的一材料中的任意一者。在一实施例中，二极管存储器装置更包括至少一者(i)位于第一端点和存储器元件之间的一上缓冲层；以及(ii)位于第二端点和存储器元件之间的一下缓冲层。在一实施例中，控制电路施以具有一第一组电性(electricalcharacteristic) 的一第一顺向偏压排列至被选取的交叉处，以将被选取的交叉处的二极管存储器装置的存储器元件从第一存储状态切换至第二存储状态。并且，控制电路施以具有一第二组电性的一第二顺向偏压排列至被选取的交叉处，以将被选取的交叉处的二极管存储器装置的存储器元件从第二存储状态切换至第一存储状态。在一实施例中，控制电路通过诱发介电击穿诱发外延(dielectricbreakdown induced epitaxy)以将被选取的交叉处的二极管存储器装置的存储器元件从第一存储状态切换至第二存储状态。以及，控制电路通过诱发焦耳热效应(Joule heating)以将被选取的交叉处的二极管存储器装置的存储器元件从第二存储状态切换至第一存储状态。在一实施例中，第一存储状态是对应于具有一第一二极管电流电压特性的二极管存储器装置，以及第二存储状态是对应于具有一第二二极管电流电压特性的二极管存储器装置。此第一二极管电流电压特性和第二二极管电流电压特性具有不同的顺向特性。举例来说，理想因子(ideality factor)n是变动的。串联电阻RS也是可变动的。在一实施例中，此存储器元件是可切换于至少四个存储状态之间，此四个存储状态包括第一存储状态以及第二存储状态。本专利技术技术的一方面为操作一集成电路的方法，包括步骤施以偏压排列至位线和字线的交叉处中的被选取的交叉处，以双向地切换位于被选取的交叉处的一二极管存储器装置的一存储器元件，其中二极管存储器装置包括一二极管，二极管包括一第一端点、一第二端点、以及一存储器元件。第一端点是与多个位线中的一位线电性耦合，第二端点是与多个字线中的一字线电性耦合，存储器元间位于二极管的第一端点和第二端点之间。通过位于未被选取的交叉处的二极管存储器装置的二极管，通过此些位线和字线的交叉处的位被选取的交叉处的电流是减少的。一实施例更包括在二极管存储器装置的正常操作之前，施以一起始偏压排列至二极管存储器装置，使存储器元件从一未使用态改变至存储状态中的一存储状态。一实施例更包括在二极管存储器装置的正常操作之前，施以一起始偏压排列至二极管存储器装置，使存储器元件从具有一非二极管电流电压特性的一未使用态改变至具有一二极管电流电压特性的存储状态中的一存储状态。在一实施例中，所述的施以偏压排列包括施以具有一第一组电性的一第一顺向偏压排列至被选取的交叉处，以将位于被选取的交叉处的二极管存储器装置的存储器元件从一第一存储状态切换至一第二存储状态； 以及施以具有一第二组电性的一第二顺向偏压排列至被选取的交叉处，已将位于被选取的交叉处的二极管存储器装置的存储器元件从第二存储状态切换至第一存储状态。在一实施例中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种集成电路装置，其特征在于，包括：一交叉点阵列，包括多个位线和多个字线，该多个位线和该多个字线的多个交叉处包括多个二极管存储器装置，该多个二极管存储器装置包括：一二极管，包括一第一端点以及一第二端点，该第一端点是与该多个位线中的一位线电性耦合，该第二端点是与该多个字线中的一字线电性耦合；以及一存储器元件，位于该二极管的该第一端点以及该第二端点之间，该存储器元件可双向地切换于一第一存储状态和一第二存储状态之间，其中该多个二极管存储器装置的该多个二极管减少通过该多个位线和该多个字线的该多个交叉处中未被选取的交叉处的电流；以及一控制电路，是与该交叉点阵列耦合，该控制电路施以偏压排列至该多个位线和该多个字线的该多个交叉处中的一被选取的交叉处，双向地切换位于该被选取的交叉处的该二极管存储器装置的该存储器元件。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张国彬，吕函庭，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71
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