[发明专利]由关联电子材料制成的存储器件

说明书

本技术总体涉及诸如导电元件的设备，该设备用于将关联电子开关元件置于第一和第二阻抗状态。在实施例中，在将CES元件耦合在公共电源电压和对应的位线之间的第一和第二阶段期间，导电元件被连续地维持为至少部分闭合。

技术领域

本技术总体上涉及由关联电子材料(CEM)形成的器件，并且可以更具体地涉及由包含CEM的开关元件形成的存储器件。

背景技术

非易失性存储器是这样一类存储器：在去除提供给设备的电源之后，存储器单元或元件保持其状态。当前使用的一种类型的非易失性存储器包括例如电可编程只读存储器(EEPROM)设备。然而，EEPROM设备可能包括相对较大的单元区域，并且可能需要在晶体管栅极上具有大的电压(例如，从12.0伏特到21.0伏特)以执行写入或擦除操作。此外，EEPROM会被限制为不超过一百万个擦除/写入循环。

近来，已经引入FeRAM(铁电RAM)以提供低功率、相对高的写/读速度以及相对于读/写循环的增加的耐久性，从而超过100亿个这样的循环。同样，已经引入磁存储器(MRAM)以提供高写入/读取速度和耐久性，但成本和功耗较高。此外，例如，这些技术都没有达到闪存设备的密度。这样，闪存仍然是非易失性存储器的首选。然而，人们普遍认识到，闪存技术可能难以在65纳米(nm)以下扩展；因此，人们正在积极地寻求能够缩小到更小尺寸的新型非易失性存储设备。

一类可变电阻存储器包括响应于初始“形成”电压和电流以产生可变电阻功能的材料。这些材料可以包括：例如具有不同化学计量的x、y、z和∈的Pr_xCa_yMn_zO_∈；过渡金属氧化物，诸如CuO、CoO、VO_x、NiO、TiO₂、Ta₂O₅；以及一些钙钛矿，诸如Cr；SrTiO₃。存在几种这些存储器类型，这些存储器类型分为电阻RAM(ReRAM)或导电桥RAMS(CBRAM)类别，这将这些存储器类型与硫族化物类型存储器区分开。由于ReRAM/CBRAM的操作似乎与温度密切相关，因此ReRAM/CBRAM中的电阻切换机制也可能与温度高度相关。另外，这些系统可以至少部分地基于形成导电细丝(这导致装置的二元状态之一)的随机过程而随机地操作。然而，随着时间的流逝，ReRAM/CBRAM中的电阻切换趋于疲劳，这会导致这些存储设备的导电状态和绝缘状态之间发生变化。在商用存储设备中，这种更改可能会使这些类型的设备无法使用。

鉴于在形成随时间和温度稳定的薄膜电阻开关材料方面存在固有的困难，可行的电阻开关存储器仍然是一个挑战。此外，由于高电流、电铸、在合理的温度和电压范围内没有可测量的存储器读取或写入窗口以及许多其他问题，迄今为止开发的电阻切换机制似乎固有地不适用于存储器。因此，在本领域中仍然需要一种不依赖于材料的随机行为、消耗低功率、允许高速操作以及高密度和稳定性的非易失性存储器，特别是可以扩展到远低于65纳米的特征尺寸。

附图说明

在说明书的结论部分中特别指出并明确要求保护所要求保护的主题。然而，在结合附图阅读时通过参考以下详细描述可以最好地理解操作的组织和/或方法连同其目标、特征和/或优点，其中：

图1A是根据实施例的关联电子开关(CES)元件的电压对电流密度的图形表示；

图1B是根据实施例的CES元件的等效电路的示意图；

图2是根据实施例的利用CES元件的位单元的示意图；

图3是示出根据实施例的CES元件的叠加在电流密度与电压上的负载线的图形表示；

图4是根据实施例的可从单个字线电压选择用于写入操作的位单元的示意图；

图5是示出根据实施例的在位单元中施加到CES元件的信号的时序的信号时序图；

图6是根据实施例的可选择用于写入操作的位单元的布置的示意图；