[发明专利]非易失性存储元件和包括该非易失性存储元件的存储装置

权利要求书

1.一种非易失性存储元件，所述非易失性存储元件包括：

第一电极；

第二电极，与第一电极分隔开；

存储层，设置在第一电极和第二电极之间，包括供氧层和氧交换层，并且因供氧层和氧交换层之间的离子物种的移动而具有电阻变化特性；

缓冲层，设置在存储层和第一电极之间。

2.如权利要求1所述的非易失性存储元件，其中，供氧层由第一金属氧化物形成。

3.如权利要求2所述的非易失性存储元件，其中，第一金属氧化物包含从由Ta氧化物、Ti氧化物、Zr氧化物、氧化钇稳定氧化锆、Hf氧化物、Mn氧化物和Mg氧化物组成的组中选择的至少一种或者这些氧化物的组合。

4.如权利要求3所述的非易失性存储元件，其中，第一金属氧化物包含TaO_x，其中，0＜x＜2.5。

5.如权利要求2所述的非易失性存储元件，其中，氧交换层由第二金属氧化物形成，所述第二金属氧化物与第一金属氧化物同族或不同族。

6.如权利要求5所述的非易失性存储元件，其中，第二金属氧化物包含从由Ta氧化物、Ti氧化物、Zr氧化物、氧化钇稳定氧化锆、Hf氧化物、Mn氧化物和Mg氧化物组成的组中选择的至少一种或者这些氧化物的组合。

7.如权利要求1所述的非易失性存储元件，其中，氧交换层的氧浓度高于供氧层的氧浓度。

8.如权利要求1所述的非易失性存储元件，其中，氧交换层的氧迁移率大于或等于供氧层的氧迁移率。

9.如权利要求1所述的非易失性存储元件，其中，氧交换层是氧浓度沿沉积氧交换层的方向逐渐变化或分阶段变化的材料层。

10.如权利要求9所述的非易失性存储元件，其中，氧交换层具有朝着第二电极增加的氧浓度。

11.如权利要求1所述的非易失性存储元件，其中，缓冲层包含使第一电极和存储层之间的势垒增加的材料。

12.如权利要求1所述的非易失性存储元件，其中，缓冲层包含原子间结合能大于存储层的原子间结合能的材料。

13.如权利要求1所述的非易失性存储元件，其中，缓冲层包含从由Al氧化物、Si氧化物、Si氮化物、Zr氧化物和Hf氧化物组成的组中选择的至少一种或这些氧化物的组合。

14.如权利要求1所述的非易失性存储元件，其中，第一电极由贱金属或导电氧化物形成。

15.如权利要求1所述的非易失性存储元件，其中，第一电极包含从由W、Ni、Al、Ti、Ta、TiN、TiW、TaN、氧化铟锌、氧化铟锡、IrO₂、Ir、Ru、Pd、Au和Pt组成的组中选择的至少一种。

16.如权利要求1所述的非易失性存储元件，其中，第二电极包含从由IrO₂、Ir、Ru、Pd、Au和Pt组成的组中选择的至少一种。

17.如权利要求16所述的非易失性存储元件，其中，第二电极由IrO₂或Ir形成。

18.一种存储装置，所述存储装置包括如权利要求1所述的非易失性存储元件。

19.如权利要求18所述的存储装置，所述存储装置还包括连接到非易失性存储元件的开关元件。

20.一种存储装置，所述存储装置包括：

多条第一导线，彼此平行地布置；

多条第二导线，与所述多条第一导线交叉并彼此平行地布置；

存储单元，形成在所述多条第一导线和所述多条第二导线之间的每个交叉点中，

其中，存储单元包括存储层及设置在存储层和第一导线之间的缓冲层，存储层设置在第一导线和第二导线之间，包括供氧层和氧交换层，并且因供氧层和氧交换层之间的离子物种的移动而具有电阻变化特性。

21.如权利要求20所述的存储装置，其中，存储单元还包括：

开关元件，设置在存储层和第二导线之间；

中间电极，设置在存储层和开关元件之间。