[发明专利]可变电阻存储器件

说明书

公开可变电阻存储器件。可变电阻存储器件包括可变电阻层、第一导电元件和第二导电元件。可变电阻层包括包含第一金属氧化物材料的第一层和在第一层上的第二层，且第二层包括第二金属氧化物材料。第二金属氧化物材料具有与第一金属氧化物材料的金属化合价不同的金属化合价。第一导电元件和第二导电元件在可变电阻层上并且彼此分开以在可变电阻层中在与第一层和第二层堆叠的方向垂直的方向上形成电流路径。

对相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局于2019年12月27日提交的韩国专利申请No.10-2019-0176731的权益，将其公开内容全部通过引用引入本文中。

技术领域

本公开内容涉及包括可变电阻材料的非易失性存储器件。

背景技术

非易失性存储器是即使在供电终止时也能够保留所存储的数据的半导体存储器件。非易失性存储器件的实例可包括可编程只读存储器(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电EPROM(EEPROM)、闪存器件等。

近来，根据对于高度集成和低功耗特性以及向存储单元的随机存取(访问)的技术要求，已经开发了下一代半导体存储器件例如磁随机存取存储器(MRAM)和相变随机存取存储器(PRAM)。

这样的下一代半导体存储器件使用可变电阻器件，可变电阻器件具有根据施加至其的电流或电压而改变的电阻值并且即使在电流或电压供应被切断时也能够保持所述电阻值。为了实现高度集成和低功耗，期望可变电阻器件的电阻变化特性在低的施加电压下出现，并且电阻可变范围增大。

发明内容

提供可变电阻存储器件。

另外的方面将部分地在随后的描述中阐明，且部分地将由所述描述明晰，或者可通过本公开内容的所呈现的实施方式的实践而获悉。

根据实施方式，可变电阻存储器件包括：可变电阻层，其包括第一层和在第一层上的第二层，第一层包括第一金属氧化物材料且第二层包括具有与第一金属氧化物材料的金属化合价(价态)不同的金属化合价的第二金属氧化物材料；以及第一导电元件和第二导电元件，其在可变电阻层上并且彼此分开，使得在可变电阻层中在与第一层和第二层堆叠的方向垂直的方向上形成电流路径。

在一些实施方式中，在第一金属氧化物材料的金属化合价与第二金属氧化物材料的金属化合价之间的差可为1或更大。

在一些实施方式中，在第一金属氧化物材料的密度与第二金属氧化物材料的密度之间的差可为1g/cm³或更大。

在一些实施方式中，可变电阻层可进一步包括在第二层上的第三层。第三层可包括具有与第二金属氧化物材料的金属化合价不同的金属化合价的第三金属氧化物材料。

在一些实施方式中，第一层和第三层可包括相同的金属氧化物材料。

在一些实施方式中，可变电阻层可进一步包括在第三层上的第四层，第四层包括具有与第三金属氧化物材料的金属化合价不同的金属化合价的第四金属氧化物材料。

在一些实施方式中，第一金属氧化物材料可与第三金属氧化物材料相同。

在一些实施方式中，第二金属氧化物材料可与第四金属氧化物材料相同。

在一些实施方式中，第一金属氧化物材料和第二金属氧化物材料独立地各自可包括具有2eV或更大的带隙能量的金属氧化物材料。