[发明专利]开关装置、存储设备和存储器系统

说明书

根据本公开的一个实施例的开关元件设置有第一电极、被排列为面向第一电极的第二电极以及布置在第一电极和第二电极之间的开关层。开关层包括选自碲(Te)、硒(Se)和硫(S)中的至少一种硫族元素以及选自磷(P)和砷(As)中的至少一种第一元素，同时另外地包括选自硼(B)和碳(C)中的至少一种第二元素和/或选自铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)中的至少一种第三元素。

技术领域

本公开涉及一种在电极之间包括硫族化物层的开关装置、以及各自包括该开关装置的存储设备和存储器系统。

背景技术

近年来，对于由诸如ReRAM(电阻型随机存取存储器)和PRAM(相变随机存取存储器)(注册商标)的阻变存储器所代表的数据存储非易失性存储器，要求容量的增加。然而，在使用存取晶体管的现有阻变存储器中，每单位单元的占地面积很大。因此，与例如NAND闪速存储器等的闪速存储器相比，即使在相同的设计规则下进行小型化，容量的增加也不容易。相反，在使用其中存储器装置布置在彼此相交的布线的相交点(交叉点)处的所谓的交叉点阵列结构的情况下，每单位单元的占地面积减小，这使得有可能实现容量的增加。

在交叉点存储器单元中，除了存储器装置之外，还设置用于单元选择的选择装置(开关装置)。开关装置的示例包括使用例如PN二极管、雪崩二极管或金属氧化物配置的开关装置(例如，参考NPTL 1和2)。另外，开关装置的示例还包括使用例如硫族化物材料(例如，参考PTL 1和2以及NPTL 3)的开关装置(双向阈值开关(OTS)装置)。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本未审查专利申请公开No.2006-86526

PTL 2：日本未审查专利申请公开No.2010-157316

非专利文献

NPTL 1：Jiun-Jia Huang等，2011IEEE IEDM11-733至736

NPTL 2：Wootae Lee等人，2012IEEE VLSI Technology symposium第37至38页

NPTL 3：Myoung-Jae Lee等，2012IEEE IEDM 2.6.1至2.6.4

发明内容

顺便提及，在交叉点存储器单元阵列中，为了实现容量的增加，需要开关装置的阈值电压的稳定性。

期望提供一种能够改善阈值电压的稳定性的开关装置，以及各自包括该开关装置的存储设备和存储器系统。

根据本公开的实施例的开关装置包括：第一电极；与第一电极相对的第二电极；和设置在第一电极和第二电极之间的开关层，并且开关层包括选自碲(Te)、硒(Se)和硫(S)中的一种或多种硫族元素和选自磷(P)和砷(As)中的一种或多种第一元素，并且还包括选自硼(B)和碳(C)中的一种或多种第二元素和选自铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)中的一种或多种第三元素中的一者或两者。

根据本公开的实施例的存储设备包括多个存储器单元，并且每个存储器单元包括存储器装置和直接耦合到存储器装置的根据本公开的前述实施例的开关装置。

根据本公开的实施例的存储器系统包括：包括处理器的主计算机；存储器，包括具有多个存储器单元的存储器单元阵列；以及存储器控制器，根据来自主计算机的命令执行对所述存储器的请求的控制，并且多个存储器单元中的每一个包括存储器装置和直接耦合到存储器装置的根据本公开的前述实施例的开关装置。