[發明專利]存儲裝置、存儲卡和電子裝置

有效

• 申請號: 201010589232.7
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102157540A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 李明宰;李東洙;李昌范;李承烈
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;G06K19/07
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;李娜娜

技術領域

示例實施例涉及存儲裝置及其操作方法。

背景技術

電阻式存儲裝置是非易失性存儲裝置的一個示例。電阻式存儲裝置利用諸如過渡金屬氧化物的材料的可變電阻特性來存儲數據。過渡金屬氧化物的電阻在特定的電壓電平顯著改變。換言之，當向可變電阻材料施加超過設置電壓的電壓時，可變電阻材料的電阻降低。這種狀態稱作ON狀態。此外，當向可變電阻材料施加超過重置電壓(reset?voltage)的電壓時，可變電阻材料的電阻升高。這種狀態稱作OFF狀態。

發明內容

示例實施例提供了具有雙極特性的存儲裝置及其操作方法。至少一些示例實施例提供了具有雙極特性的存儲裝置及其操作方法。

另外的方面將在下面的描述中部分地進行闡述，部分地通過描述將是清楚的，或者可通過實施示例實施例而明了。

至少一個示例實施例提供了一種包括存儲單元的存儲裝置。存儲單元包括雙極存儲元件和雙向開關元件。雙向開關元件連接到雙極存儲元件的端部，并具有雙向開關特性。

至少一個其他示例實施例提供了一種包括存儲單元的存儲裝置。至少根據該示例實施例，存儲單元包括：雙極存儲元件；第一開關元件，連接到雙極存儲元件的一端部并具有第一開關方向；第二開關元件，連接到雙極存儲元件的另一端部并具有第二開關方向。第二開關方向與第一開關方向相反。

至少一個示例實施例提供了一種存儲卡。存儲卡包括控制器和存儲器。存儲器被配置成與根據來自控制器的命令與控制器交換數據。在一個示例中，存儲器包括存儲裝置，所述存儲裝置還包括具有雙極存儲元件和雙向開關元件的存儲單元。雙向開關元件連接到雙極存儲元件的端部，并具有雙向開關特性。

至少一個其他示例實施例提供了一種電子裝置。電子裝置包括：處理器，被配置成執行程序并控制電子裝置；輸入/輸出裝置，被配置成將數據輸入到電子裝置據/從電子裝置輸出數據；存儲器，被配置成存儲用來操作處理器的代碼和程序中的至少一種。處理器、輸入/輸出裝置和存儲器被配置成通過總線交換數據。在一個示例中，存儲器包括存儲裝置，所述存儲裝置還包括具有雙極存儲元件和雙向開關元件的存儲單元。雙向開關元件連接到雙極存儲元件的端部，并具有雙向開關特性。

根據至少一些示例實施例，第一開關元件和第二開關元件可以是肖特基二極管。第一開關元件可以包括第一半導體層。第二開關元件可以包括第二半導體層。第一半導體層和第二半導體層可以與雙極存儲元件接觸(例如，直接接觸)。雙極存儲元件、第一半導體層和第二半導體層可以是氧化物層。雙極存儲元件的氧濃度可以低于第一半導體層和第二半導體層的氧濃度。

根據至少一些其他的示例實施例，第一開關元件和第二開關元件可以是pn二極管。在這些示例中，第一開關元件可以包括第一半導體層，第二開關元件可以包括第二半導體層。第一半導體層和第二半導體層可以與雙極存儲元件接觸。導電區域可以形成在第一半導體層的與雙極存儲元件接觸的部分和第二半導體層的與雙極存儲元件接觸的部分中。

第一半導體層和第二半導體層可以是n型氧化物層，導電區域的氧濃度可以低于第一半導體層的除了導電區域之外的剩余區域和第二半導體層的除了導電區域之外的剩余區域的氧濃度。可選擇地，第一半導體層和第二半導體層可以是p型氧化物層，導電區域的氧濃度可以高于第一半導體層的除了導電區域之外的剩余區域和第二半導體層的除了導電區域之外的剩余區域的氧濃度。

雙極存儲元件可以是(或者構成)第一開關元件的一部分和第二開關元件的一部分。

根據至少一些示例實施例，存儲單元可以包括：第一半導體層，具有第一導電類型；第二半導體層和第三半導體層，具有第二導電類型且設置在第一導電層的端部。第一半導體層可以是雙極存儲元件，第一半導體層和第二半導體層可以形成所述第一開關元件，第一半導體層和第三半導體層可以形成所述第二開關元件。

根據至少一些示例實施例，雙極存儲元件可以包括氧化物電阻器。氧化物電阻器可以包含從由以下物質組成的組或包括以下物質的組中選擇的至少一種材料：Ti氧化物、Ni氧化物、Cu氧化物、Co氧化物、Hf氧化物、Zr氧化物、Zn氧化物、W氧化物、Nb氧化物、TiNi氧化物、LiNi氧化物、Al氧化物、InZn氧化物、V氧化物、SrZr氧化物、SrTi氧化物、Cr氧化物、Fe氧化物、Ta氧化物和PCMO(PrCaMnO)。

第一開關元件和第二開關元件均可以包括氧化物半導體。氧化物半導體可以與氧化物電阻器包含同一族或不同族的氧化物。

雙極存儲元件的至少一部分的氧濃度可以不同于第一開關元件的至少一部分和第二開關元件的至少一部分的氧濃度。