[发明专利]开关元件、存储装置和存储器系统在审
申请号: | 201980015640.0 | 申请日: | 2019-01-31 |
公开(公告)号: | CN111771274A | 公开(公告)日: | 2020-10-13 |
发明(设计)人: | 清宏彰;大场和博;保田周一郎 | 申请(专利权)人: | 索尼半导体解决方案公司 |
主分类号: | H01L21/8239 | 分类号: | H01L21/8239;H01L27/10;H01L27/105;H01L45/00;H01L49/00 |
代理公司: | 中国贸促会专利商标事务所有限公司 11038 | 代理人: | 张小稳 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 开关 元件 存储 装置 存储器 系统 | ||
1.一种开关元件,包括:
第一电极;
第二电极,与所述第一电极对置地配置;和
开关层,包括锗(Ge)和硅(Si)中的至少一种、硒(Se)、硼(B)、碳(C)、镓(Ga)和砷(As),并且设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
2.根据权利要求1所述的开关元件,其中
所述开关层包括碳(C)、硼(B)、锗(Ge)和硅(Si),碳(C)、硼(B)以及锗(Ge)或硅(Si)或者锗(Ge)和硅(Si)两者在15原子%以上35原子%以下的范围内,碳(C)和硼(B)的组合在5原子%以上20原子%以下的范围内,并且碳(C)与碳(C)和硼(B)的总量之比在0以上0.2以下的范围内,
镓(Ge)包括在2原子%以上10原子%以下的范围内,以及
所述开关元件包括砷(As)和硒(Se),砷(As)和硒(Se)在60原子%以上80原子%以下的范围内,砷(As)在20原子%以上40原子%以下的范围内,并且硒(Se)在30原子%以上50原子%以下的范围内。
3.根据权利要求1所述的开关元件,其中,所述开关层还包括氮(N)。
4.根据权利要求3所述的开关元件,其中,所述氮(N)包括在所述开关层中包括的所有元素的30原子%以下的范围内。
5.根据权利要求1所述的开关元件,其中,所述开关层的膜厚为3nm以上30nm以下。
6.根据权利要求1所述的开关元件,其中,所述开关层的膜厚为10nm以上20nm以下。
7.根据权利要求1所述的开关元件,其中,由碳(C)组成的层或包括碳(C)的层设置在所述开关层与所述第一电极和所述第二电极中的至少一个之间。
8.根据权利要求1所述的开关元件,其中,在没有非晶相与结晶相之间的相变的情况下,通过将施加电压增加到预定的阈值电压以上,所述开关层改变为低电阻状态,并且通过将施加电压减小到低于所述阈值电压的电压,所述开关层改变为高电阻状态。
9.一种存储装置,设置有一个或多个存储器单元,每个所述存储器单元包括存储器元件和直接耦接到所述存储器元件的开关元件,所述开关元件包括:
第一电极;
第二电极,与所述第一电极对置地配置;和
开关层,包括锗(Ge)和硅(Si)中的至少一种、硒(Se)、硼(B)、碳(C)、镓(Ga)和砷(As),并且设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
10.根据权利要求9所述的存储装置,其中,所述一个或多个存储器单元沿着在一个方向上延伸的一个或多个第一布线、在另一个方向上延伸并与所述第一布线相交的一个或多个第二布线配置,并且配置在所述第一布线和所述第二布线的交点处。
11.根据权利要求9所述的存储装置,其中,所述存储器元件为相变存储器元件、阻变存储器元件和磁阻存储器元件中的任何一种。
12.根据权利要求9所述的存储装置,其中,所述多个存储器单元中的两个或更多个被堆叠。
13.一种存储器系统,设置有主机计算机、存储器和存储器控制器,所述主机计算机包括处理器,所述存储器包括存储器单元阵列,所述存储器单元阵列包括多个存储器单元,所述存储器控制器依据来自所述主机计算机的命令执行对所述存储器的请求的控制,所述多个存储器单元中的每一个包括存储器元件和直接耦接到所述存储器元件的开关元件,所述开关元件包括:
第一电极;
第二电极,与所述第一电极对置地配置;和
开关层,包括锗(Ge)和硅(Si)中的至少一种、硒(Se)、硼(B)、碳(C)、镓(Ga)和砷(As),并且设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置;专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理;集成电路器件或其特殊部件的制造