[发明专利]非易失性存储器件及其操作方法

权利要求书

1.一种非易失性存储器件，包括：

存储单元阵列，具有垂直堆叠的结构，所述存储单元阵列包括半导体层和可变电阻层，所述存储单元阵列包括多个存储单元，每个存储单元包括所述半导体层的对应部分和所述可变电阻层的对应部分，所述多个存储单元包括未被选择的存储单元、补偿存储单元和被选择的存储单元；

位线，配置为将编程电压施加到所述存储单元阵列；以及

控制逻辑，配置为基于将第一电压施加到所述补偿存储单元、将第二电压施加到所述被选择的存储单元以及将第三电压施加到所述未被选择的存储单元，将调节后的编程电压施加到所述被选择的存储单元，由于所述补偿存储单元，与所述编程电压相比，所述调节后的编程电压下降，所述第一电压允许某一大小的电流流动到所述补偿存储单元，所述第二电压允许所述电流仅流动到所述被选择的存储单元的所述可变电阻层的所述对应部分，所述第三电压允许所述电流仅流动到所述未被选择的存储单元的所述半导体层。

2.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述第一电压的绝对值大于所述第二电压的绝对值。

3.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述第一电压的绝对值小于所述第三电压的绝对值。

4.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述第一电压的大小允许所述补偿存储单元中的所述半导体层的所述对应部分的电阻小于所述补偿存储单元中的所述可变电阻层的所述对应部分的电阻。

5.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述补偿存储单元中的所述半导体层的所述对应部分的电阻小于或等于所述补偿存储单元中的所述可变电阻层的所述对应部分的电阻的1/10。

6.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中，基于所述控制逻辑将所述第一电压施加到所述补偿存储单元，所述第一电压的大小允许所述补偿存储单元中的所述半导体层的所述对应部分的电阻在10⁵Ωm^-1至10⁷Ωm^-1的范围内。

7.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中，基于所述控制逻辑将所述第一电压施加到所述补偿存储单元，所述第一电压的大小允许所述补偿存储单元中的所述可变电阻层的所述对应部分的电阻在10⁸Ωm^-1至10¹¹Ωm^-1的范围内。

8.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述补偿存储单元和所述被选择的存储单元彼此串联连接。

9.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述控制逻辑被配置为在编程操作期间使所述某一大小的电流流动到所述被选择的存储单元中的所述可变电阻层的所述对应部分。

10.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述补偿存储单元中的所述半导体层的所述对应部分和所述补偿存储单元中的所述可变电阻层的所述对应部分彼此并联连接。

11.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述存储单元阵列包括：

在第一方向上延伸的所述半导体层；

多个栅极和多个绝缘体，在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸，所述多个栅极和所述多个绝缘体交替地布置；

栅极绝缘层，在所述多个栅极、所述多个绝缘体和所述半导体层之间在所述第一方向上延伸；以及

所述电阻可变层，在所述半导体层上在所述第一方向上延伸。

12.根据权利要求11所述的非易失性存储器件，其中所述可变电阻层与所述半导体层接触。

13.根据权利要求11所述的非易失性存储器件，其中所述可变电阻层与所述栅极绝缘层间隔开且所述半导体层在它们之间。