示例实施例涉及一种非易失性存储元件和一种包括其的存储装置。非易失性存储元件可包括在两个电极之间具有多层结构的存储层。存储层可包括第一材料层和第二材料层，并可由于在第一材料层和第二材料层之间离子物种的移动而显示出电阻变化特性。第一材料层可以是供氧层。第二材料层可以是具有多重陷阱能级的氧化物层。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及非易失性存储元件和包括其的存储装置。
技术介绍
非易失性存储装置的示例包括电阻式随机存取存储器(RRAM)、磁随机存取存储器 (MRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)和相变随机存取存储器(PRAM)。RRAM装置基于材料 (例如过渡金属氧化物)的电阻变化来存储数据。当施加到电阻变化材料的电压大于或等于设定电压时，电阻变化材料的电阻可从高电阻状态变为低电阻状态。另一方面，当施加到电阻变化材料的电压大于或等于复位电压时，电阻变化材料的电阻可切换回高电阻状态。 电阻变化材料的高电阻状态通常被认为是OFF状态，低电阻状态被认为是ON状态。一般来说，电阻式存储装置包括存储节点和开关器件，存储节点具有电阻变化材料层，开关器件电连接到存储节点。开关器件控制对存储节点的信号存取。
技术实现思路
示例实施例涉及使用电阻变化的非易失性存储元件。示例实施例还涉及包括所述非易失性存储元件的存储装置。另外的方面将部分地在下面的描述中进行阐述，部分地，从描述来看将是明显的， 或者可通过这里提出的非限制性实施例的实施而了解。根据示例实施例的非易失性存储元件可包括第一电极；第二电极；存储层，设置在第一电极和第二电极之间，其中，存储层可包括供氧层和氧化物层，氧化物层可具有多重陷阱能级(多个陷阱能级)，存储层可具有电阻变化特性。供氧层可包括Ta氧化物、Zr氧化物、氧化钇稳定氧化锆(YSZ)、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和它们的组合中的至少一种。供氧层可包括TaOx,其中，χ < 2. 5。氧化物层可包括具有多个氧化态的氧化物。所述氧化物可包括rLr氧化物、Mn氧化物、Fe氧化物、Mo氧化物、Nb氧化物、W氧化物、Ln氧化物中的至少一种。所述氧化物可以是τχ氧化物。供氧层可包括Ta氧化物。可用Y、Sc、Ca和La中的至少一种来掺杂氧化物层。氧化物层可具有范围从大约5nm至大约30nm的厚度。氧化物层可以是材料层，所述材料层中的氧浓度可沿厚度方向逐渐地或区域性地改变。氧化物层的氧浓度可朝第二电极增大。非易失性存储元件还可包括设置在第一电极和存储层之间的反应抑制层。反应抑制层可包括A10x、SiOx, SiNx, ZrOx, HfOx和它们的组合中的至少一种。第一电极和第二电极中的至少一个可由非贵金属形成。第一电极和第二电极中的至少一个可包括Ru、Ni、W、Al、TiN和它们的组合中的至少一种。第一电极和第二电极中的至少一个可包括Pt、Ir、Pd、Au、Ru、Ti、Ta、TiN、TiW、TaN、 W、Ni、Al、导电氧化物和它们的组合中的至少一种。存储层的电阻变化特性可由离子物种在供氧层和氧化物层之间的移动而产生。离子物种可为氧离子。根据示例实施例的存储装置可包括上述非易失性存储元件。所述存储装置还可包括开关元件，开关元件连接到所述非易失性存储元件。根据示例实施例的交叉点存储装置可包括多条第一导线，彼此平行地布置；多条第二导线，彼此平行地布置，并与多条第一导线交叉以形成多个交叉点；多个第一存储单元，多个第一存储单元中的每个设置在多条第一导线中的一条和多条第二导线中的一条之间的相应的交叉点处，其中，多个第一存储单元中的每个包括第一存储层，其中，第一存储层包括供氧层和氧化物层，其中，氧化物层具有多重陷阱能级(多个陷阱能级)，其中，第一存储层具有电阻变化特性。供氧层可包括Ta氧化物、Zr氧化物、氧化钇稳定氧化锆(YSZ)、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和它们的组合中的至少一种。供氧层可包括TaOx,其中，χ < 2. 5。氧化物层可包括具有多个氧化态的氧化物。所述氧化物可包括rLr氧化物、Mn氧化物、Fe氧化物、Mo氧化物、Nb氧化物、W氧化物、Ln氧化物和它们的组合中的至少一种。所述氧化物可以是&氧化物。供氧层可包括Ta氧化物。可用Y、Sc、Ca和La中的至少一种来掺杂氧化物层。氧化物层可具有范围为大约5nm至大约30nm的厚度。氧化物层可以是材料层，所述材料层中的氧浓度可沿厚度方向逐渐地或区域性地改变。氧化物层的氧浓度可朝第二导线增大。第一存储单元还可包括连接到第一存储层的第一开关元件。第一存储单元还可包括设置在第一存储层和第一开关元件之间的第一中间电极。交叉点存储装置还可包括设置在第一导线和第一存储层之间的反应抑制层。第一存储层的电阻变化特性可由离子物种在供氧层和氧化物层之间的移动而产生。离子物种可为氧离子。所述交叉点存储装置还可包括设置在多条第二导线上方的多个第二存储单元和多条第三导线，其中，可布置多条第三导线，以与多条第二导线交叉并与多条第二导线形成多个交叉点，其中，多个第二存储单元中的每个可设置在多条第二导线中的一条和多条第三导线中的一条之间的相应的交叉点处。多个第二存储单元中的每个可包括具有电阻变化特性的第二存储层，所述电阻变化特性由离子物种在两个材料层之间的移动而产生。第二存储层可具有与第一存储层相反的结构或与第一存储层的结构相同的结构。第二存储单元还可包括连接到第二存储层的第二开关元件。第二存储单元还可包括设置在第二存储层和第二开关元件之间的第二中间电极。第二存储单元可具有与第一存储单元相反的结构或与第一存储单元的结构相同的结构。附图说明当结合附图对下面的非限制性实施例进行描述时，本专利技术的前述和/或其他方面、目的、特征和优点将变得更明显且容易理解，附图中图1是示出了根据本专利技术示例实施例的非易失性存储元件的剖视图；图2A和图2B是图1中的非易失性存储元件的第二材料层的不同构造的剖视图；图3A和图;3B是示出了图1中的非易失性存储元件的操作机理的剖视图；图4是示出了根据具有W/Al203/Ta0xAr0x/Ru结构的非限制性示例实施例，ON和 OFF电流根据开关操作的次数的变化的曲线图；图5是示出了在图4的具有W/Al203/Ta0x/&0x/Ru结构的非限制性示例实施例中， 在不同开关条件下，ON电流和OFF电流根据开关操作的次数的变化的曲线图；图6是示出了根据本专利技术示例实施例的包括图1中的非易失性存储元件的存储装置的透视图。具体实施例方式现在将参照示出了不同的非限制性实施例的附图来更充分地描述多种示例实施例。应该理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接或结合到该另一元件，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”等来描述各个元件、组件、 区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分并不受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。为了便于描述，在这里可使用空间相对术语，如“在...之下”、“在...下方”、“下面的”、“在...上方”、“上面的”等，用来描述如图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。应该理解的是，空间相对术语本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种非易失性存储元件，所述非易失性存储元件包括：第一电极；第二电极；存储层，设置在第一电极和第二电极之间，其中，存储层包括供氧层和氧化物层，氧化物层具有多个陷阱能级，存储层具有电阻变化特性。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李东洙，张晚，金英培，李明宰，李昌范，李承烈，金昌桢，许智贤，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR
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