[发明专利]阈值开关器件及包括其的电子设备

说明书

一种阈值开关器件可以包括：第一电极层；第二电极层；以及绝缘层，介于第一电极层与第二电极层之间，且包括多个中性缺陷。阈值开关器件可以根据电子是否从所述多个中性缺陷逐出而具有导通态或截止态。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年11月20日提交的申请号为10-2015-0163217、题为“阈值开关器件及包括其的电子设备”的韩国专利申请的优先权，其通过引用整体合并于此。

技术领域

本专利文件涉及存储电路或器件及其在电子设备或系统中的应用。

背景技术

近来，随着电子装置趋向于小型化、低功耗、高性能和多功能等，在本领域中需要能够将信息储存在诸如计算机、便携式通信设备等的电子装置中的半导体器件，且已经对这种半导体器件展开了研究。这种半导体器件包括能够使用根据施加的电压或电流而在不同的电阻态之间切换的特性来储存数据的半导体器件，例如，RRAM(电阻式随机存取存储器)、PRAM(相变随机存取存储器)、FRAM(铁电随机存取存储器)、MRAM(磁性随机存取存储器)、电熔丝等。

发明内容

本专利文件中公开的技术包括存储电路或器件及其在电子设备或系统中的应用以及包括新的阈值开关器件的电子设备的各种实施方式。

在一种实施方式中，一种阈值开关器件可以包括：第一电极层；第二电极层；以及绝缘层，介于第一电极层与第二电极层之间，且包括多个中性缺陷。阈值开关器件可以根据电子是否从多个中性缺陷逐出而具有导通态或截止态。

以上阈值开关器件的实施方式可以包括下面的一种或更多种。

当电压未施加给第一电极层和第二电极层时，多个中性缺陷具有与第一电极层和第二电极层的功函数实质上相同的能级或具有比第一电极层和第二电极层的功函数低的能级。多个中性缺陷沿第一方向从第一电极层朝向第二电极层以预定间隔布置。当相比于第一电极层的相对正电压被施加给第二电极层时，电子的逐出从靠近第二电极层的中性缺陷开始并向靠近第一电极层的中性缺陷行进来顺序地执行。绝缘层包括：第一端部，对应于距离第一电极层与绝缘层之间的界面在第一距离之内的区域；第二端部，对应于距离第二电极层与绝缘层之间的界面在第二距离之内的区域；以及中心部，对应于设置在第一端部与第二端部之间的区域，以及第一端部和第二端部中的每个中的中性缺陷的密度高于中心部中的中性缺陷的密度。第一距离与第二距离彼此实质上相等。第一端部包括第一界面部，第一界面部对应于距离第一电极层与绝缘层之间的界面在第三距离之内的区域，第三距离小于第一距离，第二端部包括第二界面部，第二界面部对应于距离第二电极层与绝缘层之间的界面在第四距离之内的区域，第四距离小于第二距离，且第一界面部和第二界面部不包含中性缺陷。在导通态中流经绝缘层的电流随着第一端部和第二端部中的中性缺陷的密度更高而增大。在导通态中流经绝缘层的电流随着第一端部和第二端部的厚度的增大而增大。在截止态中，具有肖特基势垒高度0.35eV或更高的肖特基接触形成在第一电极层与绝缘层之间，或者形成在第二电极层与绝缘层之间，或者形成在这二者中。在导通态中，电子从多个中性缺陷逐出，使得欧姆接触形成在第一电极层与绝缘层之间，或者形成在第二电极层与绝缘层之间，或者形成在这二者中，以及在截止态中，多个中性缺陷被维持为无电子逐出，使得肖特基接触形成在第一电极层与绝缘层之间，或者形成在第二电极层与绝缘层之间，或者形成在这二者中。在截止态中流经绝缘层的电流随着肖特基势垒的高度的增大而减小，所述肖特基势垒形成在第一电极层与绝缘层之间，或者形成在第二电极层与绝缘层之间，或者形成在这二者中。

在一种实施方式中，提供了一种包括半导体存储器的电子设备。所述半导体存储器可以包括：存储元件，储存数据；以及选择元件，耦接至存储元件，并控制对存储元件的访问。选择元件可以包括：第一电极层；第二电极层；以及绝缘层，介于第一电极层与第二电极层之间，且包括多个中性缺陷。选择元件可以根据电子是否从多个中性缺陷逐出而具有导通态或截止态。

以上的电子设备的实施方式可以包括下面的一种或更多种。