[發明專利]開關元件和存儲裝置以及存儲器系統

在審

• 申請號: 201980015100.2
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN111788673A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 大場和博;清宏彰;保田周一郎
• 申請（專利權）人: 索尼半導體解決方案公司
• 主分類號: H01L21/8239
• 分類號: H01L21/8239;G11C13/00;H01L27/105;H01L45/00;H01L49/00
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 張小穩

1.一種開關元件，包括：

第一電極；

第二電極，布置成與所述第一電極對置；和

開關層，設置在所述第一電極和所述第二電極之間，所述開關層包括選自硫(S)、硒(Se)和碲(Te)中的至少一種硫族元素，

其中，所述第一電極和所述第二電極中的至少一個包括碳(C)以及作為添加元素的鍺(Ge)、磷(P)和砷(As)中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的開關元件，其中，所述添加元素的添加量為3原子％以上20原子％以下。

3.根據權利要求1所述的開關元件，其中，所述開關層還包括硼(B)或鎵(Ga)中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的開關元件，其中，所述第一電極和所述第二電極中的至少一個具有含碳層和金屬層的堆疊結構，所述含碳層包括碳(C)以及作為所述添加元素的鍺(Ge)、磷(P)和砷(As)中的至少一種。

5.根據權利要求4所述的開關元件，其中，所述含碳層被設置成與所述開關層接觸。

6.根據權利要求4所述的開關元件，其中，所述含碳層的膜厚為3nm以上20nm以下。

7.根據權利要求1所述的開關元件，其中，在沒有非晶相與結晶相之間的相變的情況下，通過將施加電壓增加到預定閾值電壓以上，所述開關層改變為低電阻狀態，并且通過將施加電壓減小到低于閾值電壓的電壓，所述開關層改變為高電阻狀態。

8.一種存儲裝置，包括

多個存儲器單元，

所述多個存儲器單元各自包括存儲器元件和直接耦接到所述存儲器元件的開關元件，

所述開關元件包括：

第一電極；

第二電極，布置成與所述第一電極對置；和

開關層，設置在所述第一電極和所述第二電極之間，所述開關層包括選自硒(Se)和硫(S)中的至少一種硫族元素，

其中，所述第一電極和所述第二電極中的至少一個包括碳(C)以及作為添加元素的鍺(Ge)、磷(P)和砷(As)中的至少一種。

9.根據權利要求8所述的存儲裝置，其中，所述存儲器元件是相變存儲器元件、阻變存儲器元件和磁阻式存儲器元件中的任何一種。

10.根據權利要求8所述的存儲裝置，其中，所述多個存儲器單元包括堆疊的兩個或更多個存儲器單元。

11.一種存儲器系統，包括：

包括處理器的主機計算機；

存儲器，包括存儲器單元陣列，所述存儲器單元陣列包括多個存儲器單元；和

存儲器控制器，依據來自所述主機計算機的命令對所述存儲器執行請求控制，

所述多個存儲器單元各自包括存儲器元件和直接耦接到所述存儲器元件的開關元件，

所述開關元件包括

第一電極，

第二電極，布置成與所述第一電極對置，和

開關層，設置在所述第一電極和所述第二電極之間，所述開關層包括選自硫(S)、硒(Se)和碲(Te)中的至少一種硫族元素，

其中，所述第一電極和所述第二電極中的至少一個包括碳(C)以及作為添加元素的鍺(Ge)、磷(P)和砷(As)中的至少一種。