[发明专利]非易失性存储器元件及其阵列

权利要求书

1.一种非易失性存储器元件，包括：

一第一电极；

一电阻结构，配置于该第一电极上，包括：

一第一氧化层，配置于该第一电极上；以及

一第一金属层，配置于该第一氧化层上；

一选择器结构，配置于该电阻结构上，包括：

一第二氧化层，配置于该第一金属层上；

一第三氧化层，配置于该第二氧化层上；以及

一第四氧化层，配置于该第三氧化层上；以及

一第二电极，配置于该选择器结构上，

其中该选择器结构包括一双极性选择器，具有一第一端及一第二端，该双极性选择器中的一隧道电子流根据其两端的偏压由该第一端流至该第二端，或者由该第二端流至该第一端。

2.如权利要求1所述的非易失性存储器元件，其中该第三氧化层的材料选自下列氧化物其中之一：NiO、TiO₂、HfO、HfO₂、ZrO、ZrO₂、Ta₂O₅、ZnO、WO₃、CoO及Nb₂O₅。

3.如权利要求1所述的非易失性存储器元件，其中该第二氧化层与该第四氧化层选用相同材料。

4.如权利要求3所述的非易失性存储器元件，其中该第二氧化层与该第四氧化层的材料选自下列氧化物其中之一：NiO、TiO₂、HfO、HfO₂、ZrO、ZrO₂、Ta₂O₅、ZnO、WO₃、CoO及Nb₂O₅。

5.如权利要求1所述的非易失性存储器元件，其中该选择器结构由该第二氧化层、该第三氧化层以及该第四氧化层所组成，该第二氧化层作为该双极性选择器的该第一端，该第四氧化层作为该双极性选择器的该第二端。

6.如权利要求1所述的非易失性存储器元件，其中该选择器结构更包括：

一第二金属层，配置于该第一金属层与该第二氧化层之间。

7.如权利要求1所述的非易失性存储器元件，其中该第一氧化层作为该非易失性存储器元件的数据储存层，其材料选自下列氧化物其中之一：NiO、TiO₂、HfO、HfO₂、ZrO、ZrO₂、Ta₂O₅、ZnO、WO₃、CoO及Nb₂O₅。

8.一种非易失性存储器阵列，包括：

一存储器单元阵列，包括多个非易失性存储器元件，各该非易失性存储器元件具有一第一端与一第二端，各该非易失性存储器元件包括一电阻结构以及一选择器结构，两者以层状堆栈的方式串联耦接在各该非易失性存储器元件的该第一端与该第二端之间；

多个位线，各该位线作为一第一电极，耦接至对应的所述非易失性存储器元件的第一端；以及

多个字线，各该字线作为一第二电极，耦接至对应的所述非易失性存储器元件的第二端，其中所述多个非易失性存储器元件配置于所述多个位线与所述多个字线的交错处，

其中对各该非易失性存储器元件而言，该电阻结构包括一第一氧化层以及一第一金属层，该第一氧化层配置于对应的该第一电极上，该第一金属层配置于该第一氧化层上；以及该选择器结构包括一第二氧化层、一第三氧化层以及一第四氧化层，该第二氧化层配置于该第一金属层上，该第三氧化层配置于该第二氧化层上，该第四氧化层配置于该第三氧化层上，对应的该第二电极配置该第四氧化层上，其中各该选择器结构包括一双极性选择器，具有一第一端及一第二端，该双极性选择器中的一隧道电子流根据其两端的偏压由该双极性选择器的该第一端流至该第二端，或者由该双极性选择器的该第二端流至该第一端。