[发明专利]开关器件及包括其的电阻式随机存取存储器

权利要求书

1.一种开关器件，包括：

第一电极和第二电极，设置在衬底之上；以及

电解质层，设置在第一电极与第二电极之间，

其中，电解质层包括储蓄负电荷的第一层和储蓄正电荷的第二层，

其中，开关器件执行具有非存储开关特性的阈值开关操作，

其中，当施加在第一电极与第二电极之间的外部电压的绝对值增大至大于或等于第一阈值电压的绝对值时，开关器件导通，以及

其中，当施加在第一电极与第二电极之间的外部电压的绝对值减小至小于第二阈值电压的绝对值时，导通的开关器件关断。

2.如权利要求1所述的开关器件，

其中，第一层用P型掺杂剂来掺杂，第二层用N型掺杂剂来掺杂，以及

其中，第一层和第二层在其间形成结。

3.如权利要求1所述的开关器件，其中，电解质层还包括储蓄负电荷的第三层，第二层设置在第一层与第三层之间。

4.如权利要求1所述的开关器件，其中，开关器件通过电解质层中的导电桥的产生而使得导电桥电耦接第一电极与第二电极来导通，以及通过电解质层中的导电桥的断开来关断。

5.如权利要求4所述的开关器件，其中，电解质层中的导电桥通过静电排斥力而断开，静电排斥力在导电桥中的金属离子与第二层的正电荷之间起作用。

6.如权利要求1所述的开关器件，其中，电解质层包括从非晶硅、氧化物和氮化物中选择的至少一种。

7.如权利要求1所述的开关器件，其中，电解质层包括从金属硒化物层、金属硫化物层、氧化硅层和金属氧化物层中选择的至少一种。

8.如权利要求1所述的开关器件，其中，第一电极比第二电极具有更强的氧化能力。

9.如权利要求8所述的开关器件，其中，第一电极包括从铜Cu、银Ag、钌Ru、钛Ti和铱Ir中选择的至少一种。

10.一种开关器件，包括：

顺序地层叠在衬底之上的第一电极、电解质层和第二电极，

其中，电解质层包括储蓄正电荷的薄膜，

其中，电解质层接收因第一电极或第二电极的氧化而产生的金属离子，

其中，开关器件执行具有非存储开关特性的阈值开关操作，

其中，当施加在第一电极与第二电极之间的外部电压的绝对值增大至大于或等于第一阈值电压的绝对值时，开关器件通过电解质层中的导电桥的产生而使得导电桥电耦接第一电极与第二电极而导通，以及

其中，当施加在第一电极与第二电极之间的外部电压的绝对值减小至小于第二阈值电压的绝对值时，导通的开关器件通过电解质层中的导电桥的断开而关断。

11.如权利要求10所述的开关器件，其中，电解质层包括N型掺杂层和P型掺杂层，以及具有通过N型掺杂层与P型掺杂层的结而产生的内部电场。

12.如权利要求10所述的开关器件，

其中，第二阈值电压的绝对值小于第一阈值电压的绝对值。

13.如权利要求10所述的开关器件，其中，电解质层包括从非晶硅、氧化物和氮化物中选择的一种。

14.如权利要求10所述的开关器件，其中，第一电极比第二电极具有更强的氧化能力。

15.如权利要求14所述的开关器件，其中，第一电极包括从铜Cu、银Ag、钌Ru、钛Ti和铱Ir中选择的至少一种。