切换装置及其操作方法与存储器阵列制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种切换装置及其操作方法与存储器阵列。该切换装置包括第一固态电解质层、第二固态电解质层与切换层，切换层邻接于第一固态电解质层与第二固态电解质层之间。切换装置能够控制存储器阵列中的存储装置的开关状态，进而避免漏电流。

【技术实现步骤摘要】
切换装置及其操作方法与存储器阵列
本专利技术是有关于切换装置及其操作方法，特别是有关于具有切换装置的存储器阵列及其操作方法。
技术介绍
随着半导体技术的进步，电子元件的微缩能力不断提高，使得电子产品能够在维持固定大小，甚至更小的体积之下，能够拥有更多的功能。而随着信息的处理量愈来愈高，对于大容量、小体积的存储器需求也日益殷切。目前的可擦写存储器是以晶体管结构配合存储单元作信息的储存，但是此种存储器架构随着制造技术的进步，可微缩性(scalability)已经达到一个瓶颈。因此先进的存储器架构不断的被提出，例如相变化随机存取存储器(phase change random accessmemory, PCRAM)、磁性随机存取存储器(magnetic random access memory, MRAM)、电阻式随机存取存储器(resistive random access memory, RRAM) ?其中RRAM具有读写速度快、非破坏性读取、对于极端温度的耐受性强，并可与现有CMOS (complementary metal oxidesemiconductor, CMOS)工艺整合等优点，被视为具有能够取代现今所有储存媒体潜力的新兴存储器技术。然而，目前存储器阵列在操作上仍有漏电流等的问题。
技术实现思路
本专利技术是有关于一种切换装置及其操作方法与存储器阵列，切换装置能用以控制存储器阵列中的存储装置的开关状态，能避免漏电流。本专利技术提供了一种切换装置，切换装置包括第一固态电解质层、第二固态电解质层与切换层，切换层邻接于第一固态电解质层与第二固态电解质层之间。本专利技术还提供了一种存储器阵列，存储器阵列包括多个存储单元；存储单元各包括切换装置与存储装置；切换装置包括第一固态电解质层、第二固态电解质层与切换层；切换层邻接于第一固态电解质层与第二固态电解质层之间；存储装置具有多个接触端；第一固态电解质层与第二固态电解质层其中之一被电性连接于存储装置的接触端至少之一。本专利技术还提供了一种切换装置的操作方法，该切换装置包括第一固态电解质层、第二固态电解质层与切换层，切换层邻接于第一固态电解质层与第二固态电解质层之间；操作方法包括以下步骤:施加第一偏压至切换装置，以使切换层的性质从电性阻断转变成电性导通；施加不同于第一偏压的第二偏压至切换装置，以使切换层的性质从电性导通转变成电性阻断。下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下:【附图说明】图1绘示根据一实施例的切换装置的剖面图。图2A绘示根据一实施例的切换装置的剖面图。图2B绘示根据一实施例的切换装置的剖面图。图3A绘示根据一实施例的切换装置的剖面图。图3B绘示根据一实施例的切换装置的剖面图。图4绘示根据一实施例的存储器阵列的示意图。图5绘示根据一实施例的存储器阵列的示意图。图6绘示根据一实施例的存储器结构的剖面图。图7绘示根据一实施例的存储器结构的剖面图。【主要元件符号说明】102,202~切换装置；104~第一固态电解质层；106~第二固态电解质层；108~切换层；110~导电桥；112~存储单元；114、214、314~存储装置；116~第一接触端；第二接触端；120~电流开关；222、322~第一电极；224、324~第二电极；226~介电层；328~第一次电极层；330~第二次电极层；332~第三次电极层；334~第四次电极层；336~第五次电极层；338~突出部；BL~位线；WL~字线。【具体实施方式】图1绘示根据一实施例的切换装置102的剖面图。切换装置102包括第一固态电解质层104、第二固态电解质·层106与切换层108。切换层108邻接于第一固态电解质层104与第二固态电解质层106之间，并分开第一固态电解质层104与第二固态电解质层106。第一固态电解质层104与第二固态电解质层106的材质可分别包括含有金属材料的硫属(chalcogenide)化物，例如含有铜或银的硫属化物。于一实施例中，第一固态电解质层104与第二固态电解质层106的材质可分别为碲铜(Te-Cu)合金。然本专利技术并不限于此，于其他实施例中，第一固态电解质层104与第二固态电解质层106可分别包括締银(Te-Ag)合金、或其他合适的材料。切换层108的材质可包括介电质，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或其他合适的介电材料。切换装置102可利用自对准工艺来制造，不需要使用额外的掩模，因此制造成本低。请参照图1，切换装置102在未施加任何偏压的状况之下，由介电材料形成的切换层108是具有电性阻断的性质。于实施例中，切换装置102被用作电流开关。图2A与图2B绘示根据一实施例的切换装置102的操作方法。如图2A所示，于一实施例中，是施加正的切换偏压(电场)(例如实质上大于0V)至切换装置102，例如使切换装置102的第一固态电解质层104接地，并施加正的电压至切换装置102的第二固态电解质层106，以使得第二固态电解质层106中的带正电的金属离子移动至切换层108中，并累积在第一固态电解质层104与第二固态电解质层106之间而形成邻接的导电桥110，藉此使切换层108具有电性导通的特性，换句话说，电流能通过切换层108中的导电桥110流通在第一固态电解质层104与第二固态电解质层106之间。于一实施例中，用以使切换层108转变成电性导通的正的切换偏压。在第一固态电解质层104与第二固态电解质层106为碲铜(Te-Cu)合金的示范例中，能移动的金属离子为铜离子。如图2B所示，于一实施例中，在移除使切换层108转变成电性导通的正的切换偏压，例如不提供电压至第一固态电解质层104与第二固态电解质层106，或者使第一固态电解质层104与第二固态电解质层106之间的电场为零(例如实质上等于0V)之后，导电桥110中靠近第一固态电解质层104与第二固态电解质层106的金属离子会被吸引移动至第一固态电解质层104与第二固态电解质层106中，而自动地断裂于第一固态电解质层104与第二固态电解质层106，因此切换层108的性质转变成电性阻断，换句话说，电流无法流通在第一固态电解质层104与第二固态电解质层106之间。图3A与图3B绘示根据一实施例的切换装置102的操作方法。如图3A所示，于一实施例中，是施加负的切换偏压(电场)(例如实质上小于0V)至切换装置102，例如使切换装置102的第一固态电解质层104接地，并施加负的电压至切换装置102的第二固态电解质层106，以使得第一固态电解质层104中的带正电的金属离子移动至切换层108中，并累积在第一固态电解质层104与第二固态电解质层106之间而形成邻接的导电桥110，藉此使切换层108具有电性导通的特性，换句话说，电流能通过切换层108中的导电桥110流通在第一固态电解质层104与第二固态电解质层106之间。于一实施例中，用以使切换层108转变成电性导通的负的切换偏压。在第一固态电解质层104与第二固态电解质层106为碲铜(Te-Cu)合金的示范例中，能移动的金属离子为铜离子。如图3B所示，于一实施例中，在移除使切换层108转变成电性导通的负的切换偏压，例如不提供电压至第一固态电解质层104与第二固态电解质层106，或者使第一固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切换装置，包括：一第一固态电解质层；一第二固态电解质层；以及一切换层，邻接于该第一固态电解质层与该第二固态电解质层之间。

【技术特征摘要】
1.一种切换装置，包括: 一第一固态电解质层； 一第二固态电解质层；以及 一切换层，邻接于该第一固态电解质层与该第二固态电解质层之间。2.根据权利要求1所述的切换装置，其中该第一固态电解质层与该第二固态电解质层的材质分别包括含有金属材料的硫属(chalcogenide)化物,该切换层包括氧化娃、氮化娃或氮氧化硅。3.根据权利要求1所述的切换装置，其中该第一固态电解质层与该第二固态电解质层是通过该切换层互相分开。4.一种存储器阵列,包括多个存储单元,其中该多个存储单元各包括: 如权利要求1至3其中之一所述的切换装置；以及 一存储装置，具有多个接触端，其中该第一固态电解质层与该第二固态电解质层其中之一被电性连接于该存储装置的该多个接触端至少之一。5.根据权利要求4所述的存储器阵列，其中该存储装置具有相对的一第一接触端与一第二接触端，该存储装置的该第一接触端被电性连接至该切换装置的该第二固态...

【专利技术属性】
技术研发人员：简维志，李峰旻，李明修，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：