[發明專利]非易失性存儲器件以及操作非易失性存儲器件的方法

有效

• 申請號: 201810769508.6
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109256161B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 李相憲
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: G11C11/22
• 分類號: G11C11/22
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 許偉群;李少丹

本發明公開了一種非易失性存儲器件以及操作非易失性存儲器件的方法。根據一個實施例的非易失性存儲器件包括鐵電存儲元件和電阻式存儲元件。鐵電存儲元件包括具有鐵電柵電介質層的場效應晶體管。電阻式存儲元件包括設置在第一存儲器電極與第二存儲器電極之間的阻變存儲層。場效應晶體管的漏電極連接到第一存儲器電極或第二存儲器電極。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年7月14日提交的申請號為10-2018-0089926的韓國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本公開的各種實施例總體而言涉及一種半導體器件，并且更具體地，涉及一種非易失性存儲器件以及操作非易失性存儲器件的方法。

背景技術

已經提出了一種具有與快閃存儲器件的操作模式不同的操作模式的電阻式存儲器件作為非易失性存儲器件。快閃存儲器件通過利用以下特性來儲存信息：不同量的電荷由于外部施加的電壓而被儲存在電荷儲存層中。相反，在電阻式存儲器件中，當施加外部電壓或外部電流時，內部存儲元件的電阻能夠被可逆地改變，而在該電壓或電流被去除之后，由外部電壓改變的電阻能夠作為電信號以非易失性的方式被儲存在存儲元件中。例如，電阻式存儲器件可以包括磁性隨機存取存儲(MRAM)器件、相變隨機存取存儲(PCRAM)器件、電阻式隨機存取存儲(ReRAM)器件等。

發明內容

披露了根據本公開的一個方面的非易失性存儲器件。非易失性存儲器件包括鐵電存儲元件和電阻式存儲元件。所述鐵電存儲元件包括具有鐵電柵電介質層的場效應晶體管。所述電阻式存儲元件包括設置在第一存儲器電極與第二存儲器電極之間的阻變存儲層。所述場效應晶體管的漏電極連接到所述第一存儲器電極或所述第二存儲器電極。

披露了根據本公開的另一個方面的操作非易失性存儲器件的方法。在該方法中，在存儲單元中使用鐵電存儲元件和電阻式存儲元件。所述鐵電存儲元件包括具有鐵電柵電介質層和漏電極的場效應晶體管。所述電阻式存儲元件包括第一存儲器電極、阻變存儲層和第二存儲器電極。電阻寫入電壓被施加到所述阻變存儲層上，以將電阻寫入所述電阻式存儲元件中。極化寫入電壓被施加到所述場效應晶體管的柵電極上，以將剩余極化寫入所述鐵電柵電介質層中。所述寫入電阻的操作和所述寫入剩余極化的操作被依次執行，并且所述場效應晶體管的所述漏電極連接到所述第一存儲器電極或所述第二存儲器電極。

附圖說明

圖1是示出根據本公開的一個實施例的非易失性存儲器件的示意圖。

圖2A是示意性示出根據本公開的一個實施例的非易失性存儲器件的存儲單元的視圖。

圖2B是示出圖2A的存儲單元的電路的電路圖。

圖3是示意性示出根據本公開的一個實施例的非易失性存儲器件的存儲單元的截面圖。

圖4A至圖4C是示意性示出根據本公開的一個實施例的鐵電存儲元件的寫入方法的截面圖。

圖5A至圖5C是示意性示出根據本公開的一個實施例的電阻式存儲元件的寫入方法的視圖。

圖6是示出根據本公開的一個實施例的非易失性存儲器件的寫入方法的流程圖。

圖7是示意性示出根據本公開的一個實施例的操作非易失性存儲器件的方法的電路圖。

圖8是示意性示出根據本公開的一個實施例的非易失性存儲器件的多個電阻水平的曲線圖。

具體實施方式

現在將在下文中參考附圖來描述各種實施例。在附圖中，為了使圖示清楚，層和區域的尺寸可能被夸大。從觀察者的視角來描述附圖。如果一個元件被稱為位于另一個元件上，則可以理解為，該元件可以直接位于另一個元件上，或者另外的元件可以介于該元件與另一個元件之間。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。