[发明专利]非易失性存储装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电子存储装置，且特别是有关于适于作为非易失性存储装置的半导体存储装置。

背景技术

电子存储装置是众所周知，见于各种电子系统中。例如，在计算机和其它计算装置中具有电子存储装置(有时称为计算机存储器)。很多可移动或独立的电子存储装置例如是存储卡或固态数据存储系统已广为人知。例如，在数字相机中可以使用移动存储卡来存储照片或以数字视讯记录器(digital video recorder)来存储数字录像机(digital video recorder)所记录的电影。

大多数电子存储装置可以分类为易失性或非易失性。一般来说，易失性电子存储装置需要电力以维持所存储的讯息。易失性电子存储装置的实例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)，这些计算机存储装置只在计算机开机时保留所存储的数据，并且当计算机关机或断电时丢失所存储的数据。相反地，一般来说非易失性电子存储装置能够在没有外部电源情况保留所储存的数据。非易失性存储器的实例例如是存储卡，例如常用在数字相机中的存储卡。相机可使用这种存储卡来记录照片，且即使将存储卡从相机中移出仍可保留照片资料。

随着系统中电子存储装置功能的增强，数据储存容量的需求亦随的增加。举例来说，功能更强大的计算机和软件通常会具有更多的随机存取存储器(random access memory，RAM)以使其更好操作；具有更大储存容量存储卡的高分辨率摄影机可以提供更大的图片和影片档案。因此，这种趋势使电子存储装置业一直设法增加存储装置的数据储存容量。然而，它不是简单地增加足够的容量就可以达成。在数据的储存容量增加时，通常同样需要维持令人满意的存储装置的尺寸，甚至还必须使得存储装置的尺寸变得更小。因此，另一种趋势则是在一给定的尺寸下，增加数据的存储量，也就是，增加位密度。另一方面，需要考虑的则是成本。举例来说，当位密度增加时，仍必须维持或降低电子存储装置的成本。换言的，所期望的是能够降低电子存储装置的位成本(每一位的成本)。此外，还需要考虑的则是相关的性能表现，例如可以更快的存取电子存储装置中的数据。

增加位密度的方法可以透过减少个别存储单元(memory cell)的尺寸来达成。例如，随着制造方法的改进，可形成小型结构，从而允许制造更小的存储单元。然而，一些预测显示，在未来使用这种方法的位成本将会增加，这是因为在某些点上，工艺成本增加的速度会比存储单元减小速率来得快。因此，亟需寻找各种替代的方法来增加电子存储装置的位密度。

发明内容

下文描述与存储装置有关的存储装置与方法。根据本发明所揭露的一方式，存储装置可包括存储单元阵列，其中每一存储单元各自包括晶体管以及与所述晶体管串联的电阻值切换装置(resistanceswitching device)。所述晶体管与所述电阻值切换装置可以各自有独立地储存一个或多位数据的能力。所述晶体管可以包括第一端、第二端以与栅极端，且晶体管可以经配置在各存储状态相关联的多个不同阈值电压之间切换。所述电阻值切换装置可以与所述晶体管的所述第一与第二端的其中一个串联。所述电阻值切换装置可以经配置在各存储状态相关联的多个不同电阻值之间切换。所述电阻值切换装置可以包括第一存储层、第二存储层以及形成在所述第一存储层与所述第二存储层之间的介质层。

根据本发明所揭露的另一方式，存储装置可以包括第一控制线、第二控制线以及与所述第一控制线和所述第二控制线通讯的存储单元。所述存储单元包括晶体管以及与此晶体管串连的电阻值切换装置。所述晶体管与所述电阻值切换装置可以各自有独立地储存一个或多位数据的能力。所述晶体管可以包括第一端、第二端以与栅极端。所述晶体管可以经配置在各存储状态相关联的多个不同阈值电压之间切换。所述电阻值切换装置可以与所述第一控制线以及所述晶体管的所述第一端串联。所述电阻值切换装置可以经配置在各存储状态相关联的多个不同电阻之间切换。所述电阻值切换装置可以包括第一存储层、第二存储层以及形成在所述第一存储层与所述第二存储层之间的介质层。