[发明专利]存储装置、存储卡和电子装置

说明书

技术领域

示例实施例涉及存储装置及其操作方法。

背景技术

电阻式存储装置是非易失性存储装置的一个示例。电阻式存储装置利用诸如过渡金属氧化物的材料的可变电阻特性来存储数据。过渡金属氧化物的电阻在特定的电压电平显著改变。换言之，当向可变电阻材料施加超过设置电压的电压时，可变电阻材料的电阻降低。这种状态称作ON状态。此外，当向可变电阻材料施加超过重置电压(reset voltage)的电压时，可变电阻材料的电阻升高。这种状态称作OFF状态。

发明内容

示例实施例提供了具有双极特性的存储装置及其操作方法。至少一些示例实施例提供了具有双极特性的存储装置及其操作方法。

另外的方面将在下面的描述中部分地进行阐述，部分地通过描述将是清楚的，或者可通过实施示例实施例而明了。

至少一个示例实施例提供了一种包括存储单元的存储装置。存储单元包括双极存储元件和双向开关元件。双向开关元件连接到双极存储元件的端部，并具有双向开关特性。

至少一个其他示例实施例提供了一种包括存储单元的存储装置。至少根据该示例实施例，存储单元包括：双极存储元件；第一开关元件，连接到双极存储元件的一端部并具有第一开关方向；第二开关元件，连接到双极存储元件的另一端部并具有第二开关方向。第二开关方向与第一开关方向相反。

至少一个示例实施例提供了一种存储卡。存储卡包括控制器和存储器。存储器被配置成与根据来自控制器的命令与控制器交换数据。在一个示例中，存储器包括存储装置，所述存储装置还包括具有双极存储元件和双向开关元件的存储单元。双向开关元件连接到双极存储元件的端部，并具有双向开关特性。

至少一个其他示例实施例提供了一种电子装置。电子装置包括：处理器，被配置成执行程序并控制电子装置；输入/输出装置，被配置成将数据输入到电子装置据/从电子装置输出数据；存储器，被配置成存储用来操作处理器的代码和程序中的至少一种。处理器、输入/输出装置和存储器被配置成通过总线交换数据。在一个示例中，存储器包括存储装置，所述存储装置还包括具有双极存储元件和双向开关元件的存储单元。双向开关元件连接到双极存储元件的端部，并具有双向开关特性。

根据至少一些示例实施例，第一开关元件和第二开关元件可以是肖特基二极管。第一开关元件可以包括第一半导体层。第二开关元件可以包括第二半导体层。第一半导体层和第二半导体层可以与双极存储元件接触(例如，直接接触)。双极存储元件、第一半导体层和第二半导体层可以是氧化物层。双极存储元件的氧浓度可以低于第一半导体层和第二半导体层的氧浓度。

根据至少一些其他的示例实施例，第一开关元件和第二开关元件可以是pn二极管。在这些示例中，第一开关元件可以包括第一半导体层，第二开关元件可以包括第二半导体层。第一半导体层和第二半导体层可以与双极存储元件接触。导电区域可以形成在第一半导体层的与双极存储元件接触的部分和第二半导体层的与双极存储元件接触的部分中。

第一半导体层和第二半导体层可以是n型氧化物层，导电区域的氧浓度可以低于第一半导体层的除了导电区域之外的剩余区域和第二半导体层的除了导电区域之外的剩余区域的氧浓度。可选择地，第一半导体层和第二半导体层可以是p型氧化物层，导电区域的氧浓度可以高于第一半导体层的除了导电区域之外的剩余区域和第二半导体层的除了导电区域之外的剩余区域的氧浓度。

双极存储元件可以是(或者构成)第一开关元件的一部分和第二开关元件的一部分。

根据至少一些示例实施例，存储单元可以包括：第一半导体层，具有第一导电类型；第二半导体层和第三半导体层，具有第二导电类型且设置在第一导电层的端部。第一半导体层可以是双极存储元件，第一半导体层和第二半导体层可以形成所述第一开关元件，第一半导体层和第三半导体层可以形成所述第二开关元件。

根据至少一些示例实施例，双极存储元件可以包括氧化物电阻器。氧化物电阻器可以包含从由以下物质组成的组或包括以下物质的组中选择的至少一种材料：Ti氧化物、Ni氧化物、Cu氧化物、Co氧化物、Hf氧化物、Zr氧化物、Zn氧化物、W氧化物、Nb氧化物、TiNi氧化物、LiNi氧化物、Al氧化物、InZn氧化物、V氧化物、SrZr氧化物、SrTi氧化物、Cr氧化物、Fe氧化物、Ta氧化物和PCMO(PrCaMnO)。

第一开关元件和第二开关元件均可以包括氧化物半导体。氧化物半导体可以与氧化物电阻器包含同一族或不同族的氧化物。

双极存储元件的至少一部分的氧浓度可以不同于第一开关元件的至少一部分和第二开关元件的至少一部分的氧浓度。