[发明专利]开关元件、存储装置和存储器系统在审

专利信息
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
【权利要求书】:

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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