存储装置、存储卡和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种存储装置、一种存储卡和一种电子装置。存储装置包括存储单元。存储单元包括双极存储元件和双向开关元件。双向开关元件连接到双极存储元件的端部，并具有双向开关特性。双向开关元件包括第一开关元件和第二开关元件。第一开关元件连接到双极存储元件的第一端部，并具有第一开关方向。第二开关元件连接到双极存储元件的第二端部，并具有第二开关方向。第二开关方向与第一开关方向相反。

【技术实现步骤摘要】

示例实施例涉及存储装置及其操作方法。
技术介绍
电阻式存储装置是非易失性存储装置的一个示例。电阻式存储装置利用诸如过渡金属氧化物的材料的可变电阻特性来存储数据。过渡金属氧化物的电阻在特定的电压电平显著改变。换言之，当向可变电阻材料施加超过设置电压的电压时，可变电阻材料的电阻降低。这种状态称作ON状态。此外，当向可变电阻材料施加超过重置电压(reset voltage) 的电压时，可变电阻材料的电阻升高。这种状态称作OFF状态。
技术实现思路
示例实施例提供了具有双极特性的存储装置及其操作方法。至少一些示例实施例提供了具有双极特性的存储装置及其操作方法。另外的方面将在下面的描述中部分地进行阐述，部分地通过描述将是清楚的，或者可通过实施示例实施例而明了。至少一个示例实施例提供了一种包括存储单元的存储装置。存储单元包括双极存储元件和双向开关元件。双向开关元件连接到双极存储元件的端部，并具有双向开关特性。至少一个其他示例实施例提供了一种包括存储单元的存储装置。至少根据该示例实施例，存储单元包括双极存储元件；第一开关元件，连接到双极存储元件的一端部并具有第一开关方向；第二开关元件，连接到双极存储元件的另一端部并具有第二开关方向。第二开关方向与第一开关方向相反。至少一个示例实施例提供了一种存储卡。存储卡包括控制器和存储器。存储器被配置成与根据来自控制器的命令与控制器交换数据。在一个示例中，存储器包括存储装置， 所述存储装置还包括具有双极存储元件和双向开关元件的存储单元。双向开关元件连接到双极存储元件的端部，并具有双向开关特性。至少一个其他示例实施例提供了一种电子装置。电子装置包括处理器，被配置成执行程序并控制电子装置；输入/输出装置，被配置成将数据输入到电子装置据/从电子装置输出数据；存储器，被配置成存储用来操作处理器的代码和程序中的至少一种。处理器、 输入/输出装置和存储器被配置成通过总线交换数据。在一个示例中，存储器包括存储装置，所述存储装置还包括具有双极存储元件和双向开关元件的存储单元。双向开关元件连接到双极存储元件的端部，并具有双向开关特性。根据至少一些示例实施例，第一开关元件和第二开关元件可以是肖特基二极管。 第一开关元件可以包括第一半导体层。第二开关元件可以包括第二半导体层。第一半导体层和第二半导体层可以与双极存储元件接触(例如，直接接触)。双极存储元件、第一半导体层和第二半导体层可以是氧化物层。双极存储元件的氧浓度可以低于第一半导体层和第二半导体层的氧浓度。根据至少一些其他的示例实施例，第一开关元件和第二开关元件可以是pn 二极管。在这些示例中，第一开关元件可以包括第一半导体层，第二开关元件可以包括第二半导体层。第一半导体层和第二半导体层可以与双极存储元件接触。导电区域可以形成在第一半导体层的与双极存储元件接触的部分和第二半导体层的与双极存储元件接触的部分中。第一半导体层和第二半导体层可以是η型氧化物层，导电区域的氧浓度可以低于第一半导体层的除了导电区域之外的剩余区域和第二半导体层的除了导电区域之外的剩余区域的氧浓度。可选择地，第一半导体层和第二半导体层可以是P型氧化物层，导电区域的氧浓度可以高于第一半导体层的除了导电区域之外的剩余区域和第二半导体层的除了导电区域之外的剩余区域的氧浓度。双极存储元件可以是(或者构成)第一开关元件的一部分和第二开关元件的一部分。根据至少一些示例实施例，存储单元可以包括第一半导体层，具有第一导电类型；第二半导体层和第三半导体层，具有第二导电类型且设置在第一导电层的端部。第一半导体层可以是双极存储元件，第一半导体层和第二半导体层可以形成所述第一开关元件， 第一半导体层和第三半导体层可以形成所述第二开关元件。根据至少一些示例实施例，双极存储元件可以包括氧化物电阻器。氧化物电阻器可以包含从由以下物质组成的组或包括以下物质的组中选择的至少一种材料Ti氧化物、 Ni氧化物、Cu氧化物、Co氧化物、Hf氧化物、rLr氧化物、Si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)。第一开关元件和第二开关元件均可以包括氧化物半导体。氧化物半导体可以与氧化物电阻器包含同一族或不同族的氧化物。双极存储元件的至少一部分的氧浓度可以不同于第一开关元件的至少一部分和第二开关元件的至少一部分的氧浓度。双极存储元件的至少一部分的掺杂条件可以不同于第一开关元件的至少一部分和第二开关元件的至少一部分的掺杂条件。双向开关元件可以与双极存储元件的端部直接接触。在一个示例中，第一开关元件和第二开关元件可以与双极存储元件的端部直接接触。存储单元可以是氧化物单元。根据至少一些示例实施例，存储装置还可以包括多个第一电极，具有导线形状， 所述多个第一电极彼此平行地设置；多个第二电极，具有导线形状，所述多个第二电极彼此平行地设置。存储单元可以设置在第一电极和第二电极的每个交叉处。存储单元可以是第一存储单元，所述存储装置还可以包括多个第三电极，与第二电极交叉；第二存储单元，设置在第二电极和第三电极的每个交叉处。多个第三电极可以具有导线形状，并且可以彼此平行。第二存储单元和第一存储单元可以具有相同或基本相同的结构。可选择地，第二存储单元可以具有对第一存储单元修改后的结构，在所述结构中， 第一开关元件和第二开关元件的开关方向被颠倒。根据至少一些示例实施例，在存储层和开关元件之间不设置用来将存储层电连接到开关元件的中间电极。 附图说明通过结合附图对示例实施例进行的以下描述，这些和/或其他方面将会变得清楚且更易于理解，附图中图1是根据示例实施例的存储单元的剖视图；图2A和图2B是对应于图1的存储单元的电路图；图3是在开关元件是肖特基二极管(Schottky diode)的图1的存储单元的示例实施例的剖视图；图4是在根据示例实施例的存储单元中使用的开关元件的能带图；图5是示出了与图4中示出的能带图对应的开关元件的电压-电流特性的曲线图；图6是示出了根据示例实施例的双极存储元件的电压-电流特性的曲线图；图7是示出了根据示例实施例的存储单元的电压-电流特性的曲线图；图8和图9是开关元件是pn 二极管的图1的存储单元的示例实施例的剖视图；图10是根据另一示例实施例的存储单元的剖视图；图11和图12是示出了根据示例实施例的存储单元的电压-电流特性的曲线图；图13是根据示例实施例的存储装置的透视图；图14A和图14B是根据示例实施例的存储装置的电路图；图15是示出了根据示例实施例的存储卡的示意框图；图16是示出了根据示例实施例的电子系统的框图。具体实施例方式现在将参照附图来更充分地描述各种示例实施例，附图中示出了一些示例实施例。应该理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可直接连接或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一元件时，不存在中间元件。如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列的项目的任意组合和所有组合。应该理解的是，尽管在这里可使用术语第一、第二等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种包括存储单元的存储装置，所述存储单元包括：双极存储元件；双向开关元件，连接到双极存储元件的端部，双极开关元件具有双向开关特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李明宰，李东洙，李昌范，李承烈，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR