[发明专利]集成有选择元件的相变存储器及其制造方法

权利要求书

1.一种在相变存储器件中使用的集成有选择元件的相变元件，所述集成有选择元件的相变元件包括：

P型的相变材料层，所述相变材料层的结晶状态由于从包括在所述相变存储器件中的第一电极和第二电极供应的热而改变；和

N型的金属氧化物层，所述金属氧化物层接触所述相变材料层，

其中，所述集成有选择元件的相变元件以PN二极管结构形成，以将从所述第一电极和所述第二电极供应的热选择性地切换到所述相变材料层。

2.根据权利要求1所述的集成有选择元件的相变元件，其中，所述金属氧化物层由包括Zn的阳离子、In的阳离子或Ga的阳离子中的至少一种阳离子的氧化物半导体材料形成。

3.根据权利要求2所述的集成有选择元件的相变元件，其中，所述金属氧化物层由基于ZnO_x的材料形成。

4.根据权利要求3所述的集成有选择元件的相变元件，其中，所述基于ZnO_x的材料包括AZO、ZTO、IZO、ITO、IGZO或Ag-ZnO中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的集成有选择元件的相变元件，其中，所述相变材料层由在相变材料中包含过渡金属的化合物形成，以具有逆相变特性，在所述逆相变特性下所述相变材料层在其结晶状态为结晶态时具有高电阻而在其结晶状态为非晶态时具有低电阻。

6.根据权利要求5所述的集成有选择元件的相变元件，其中，所述过渡金属被包含在所述相变材料中的组成比被调节为使得当所述相变材料层的结晶状态为结晶态时与当所述相变材料层的结晶状态为非晶态时所述相变材料层的电阻之比最大化。

7.根据权利要求5所述的集成有选择元件的相变元件，其中，所述相变材料包括Ge、Sb或Te中的至少一种，并且

所述过渡金属包括Cr、Ti、Ni、Zn、Cu或Mo中的至少一种。

8.一种制造在相变存储器件中使用的集成有选择元件的相变元件的方法，所述方法包括：

形成P型的相变材料层，所述相变材料层的结晶状态由于从包括在所述相变存储器件中的第一电极和第二电极供应的热而改变；和

形成N型的金属氧化物层，以使所述金属氧化物层接触所述相变材料层，

其中，所述集成有选择元件的相变元件以PN二极管结构形成，以将从所述第一电极和所述第二电极供应的热选择性地切换到所述相变材料层。

9.一种集成有选择元件的相变存储器件，包括：

第一电极和第二电极；和

集成有选择元件的相变元件，所述集成有选择元件的相变元件布置在所述第一电极与所述第二电极之间，

其中，所述集成有选择元件的相变元件以PN二极管结构形成，所述PN二极管结构包括P型的相变材料层和N型的金属氧化物层，所述相变材料层的结晶状态由于从所述第一电极和所述第二电极供应的热而改变，所述金属氧化物层接触所述相变材料层，从而将从所述第一电极和所述第二电极供应的热选择性地切换到所述相变材料层。

10.一种具有高度集成的三维架构的相变存储器，所述相变存储器包括：

在水平方向上延伸的至少一个第一电极和相对于所述至少一个第一电极在垂直方向上延伸的第二电极；和

至少一个集成有选择元件的相变元件，所述至少一个集成有选择元件的相变元件布置在所述至少一个第一电极与所述第二电极之间，

其中，所述至少一个集成有选择元件的相变元件均以PN二极管结构形成，所述PN二极管结构包括P型的相变材料层和N型的金属氧化物层，所述相变材料层的结晶状态由于从所述至少一个第一电极和所述第二电极供应的热而改变，所述金属氧化物层接触所述相变材料层，从而将从所述至少一个第一电极和所述第二电极供应的热选择性地切换到所述相变材料层。