[发明专利]具有热辅助开关控制的非易失性存储器元件

说明书

背景技术

非易失性存储器是甚至当未加电时也能取回存储的信息的计算机存储器。非易失性存储器的类型可包括电阻RAM(随机存取存储器)(RRAM或ReRAM)、相变RAM(PCRAM)、导电桥RAM(CBRAM)、铁电RAM(F-RAM)，等等。

电阻式存储器元件能够通过施加编程能量而被编程到不同的电阻状态。在编程之后，电阻式存储器元件的状态能够被读取且在规定时间段内保持稳定。电阻式存储器元件的大的阵列能够用于创建各种电阻式存储器设备，包括非易失性固态存储器、可编程逻辑、信号处理、控制系统、模式识别设备以及其它应用。电阻式存储器设备的示例包括价态变化存储器和电化学金属存储器，两者均涉及到在电开关过程中的离子运动并且属于记忆电阻器的类别。

记忆电阻器是能够通过施加编程能量，例如电压或电流脉冲，而被编程到不同的电阻状态的设备。该能量产生了电场和热效应的组合，其能够调制记忆电阻元件中非易失性开关和非线性选择函数二者的传导性。在编程后，记忆电阻器的状态能够被读取且在规定时间段内保持稳定。

附图说明

图1A和1B是在本文的教导的实践中采用的两种不同的热喷墨结构的示例的剖视图。

图2是根据示例的在热元件(此处为热喷墨结构)上形成的多个记忆电阻器的剖视图。

图2A是根据示例的在图2的热喷墨结构上形成的多个记忆电阻器的等距视图。

图2B是根据示例的采用在图2的热喷墨结构上形成的多个记忆电阻器的横杆的等距视图。

图3A和3B各自具有表示电阻的纵轴，描绘了根据示例的具有1位/单元(图3A)的记忆电阻器单元和具有2位/单元(图3B)的记忆电阻器单元的电阻水平。

图4在电流(安培)和电压(伏特)的坐标上描绘了根据示例的针对具有2位/单元的记忆电阻器的一系列I-V曲线。

具体实施方式

在下面的说明书中，阐述了大量细节以提供本文公开的示例的理解。然而，将理解的是，可以在没有这些细节的情况下实现示例。虽然已经公开了有限数量的示例，但应当理解的是，可从中得出若干修改例和变型例。图中相似或相同的元件可利用相同的附图标记来指代。

如在本文的说明书和权利要求书中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物，除非上下文另外明确规定。

如本说明书和随附权利要求书中使用的，“近似”和“大约”意指由于例如制造过程中的变化引起的±10％的偏差。

在下面的具体实施方式中，参考了本公开的附图，附图示出了可实践本公开的具体的示例。示例的组件可定位在多个不同的方位，并且关于组件的方位所使用的任何方向术语用于示例说明的目的，而绝不是限制。方向术语包括诸如“上”、“下”、“前”、“后”、“最先(leading)”、“最末(trailing)”等词语。

应当理解的是，存在可以实践本公开的其它示例，并且可以在不偏离本公开的范围的情况下做出结构或逻辑上的改变。因此，下面的具体实施方式不应在限制的意义上考量。相反，本公开的范围由随附的权利要求书来限定。

非易失性存储器元件能够用于各种应用，诸如只读存储器，可编程存储器以及需要长期持久存储的其它用途。

电阻器存储器元件能够用于各种应用，包括非易失性固态存储器、可编程逻辑、信号处理、控制系统、模式识别以及其它应用。

如本说明书和随附权利要求书中所使用的，术语“电阻器存储器元件”广义地指可编程非易失性电阻器，其中开关机构涉及到原子运动和重新排列，包括价态变化存储器、电化学金属存储器以及其它。

记忆电阻器或者记忆电阻设备是纳米级设备，它们可用作各种各样电子电路中的组件，诸如存储器、开关以及逻辑电路和系统。在存储器结构中，可使用记忆电阻器的横杆。例如，当用作存储器基础时，记忆电阻器可用于存储信息位1或0，对应于记忆电阻器是处于高阻态还是低阻态(或者反之亦然)。当用作逻辑电路时，记忆电阻器可用作类似现场可编程门阵列的逻辑电路中的配置位和开关，或者可以是有线逻辑可编程逻辑阵列的基础。还可能的是，使用能够实现用于这些以及其它应用的多态或模拟行为的记忆电阻器。