[发明专利]具有二极管整流能力的电阻式存储器

权利要求书

1.一种具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，包括：

第一电极；

第二电极；以及

电阻转换层，设置于该第一电极与该第二电极之间，该电阻转换层包括：

第一氧化绝缘层，邻接于该第一电极；

第二氧化绝缘层，邻接于该第二电极；及

能障调控层，设置于该第一氧化绝缘层与该第二氧化绝缘层之间，并与该第一氧化绝缘层之间形成一能障，与该第二氧化绝缘层之间形成一固定能障，

其中，一工作偏压自该第一电极跨接至该第二电极时，该电阻转换层呈现一经由该能障调控层与该第一氧化绝缘层相互反应以调节该能障的可变电阻特性，与由该固定能障调节电流的一二极管特性。

2.如权利要求1所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中该工作偏压为一负/正电压时，该该第一氧化绝缘层与该能障调控层之间的该能障受控变化而呈现该可变电阻特性。

3.如权利要求2所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中该能障受控于该第一氧化绝缘层的氧离子与该能障调控层的元素的结合反应，该结合/脱离反应的强度受控于该负/正电压的电压值。

4.如权利要求1所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中该工作偏压为一正电压时，该第二氧化绝缘层与该能障调控层之间的该固定能障用以调节电流而呈现该二极管特性。

5.如权利要求4所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中当一电子的能量大于该能障调控层与该第二电极之间的导电带能量差时，该电子得以自该第二电极穿隧过该第二氧化绝缘层，经由该电阻转换层以移动至该第一电极。

6.如权利要求1所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中该第一电极包括铂(Pt)、金(Au)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、钨(W)、钌(Ru)、钽(Ta)、氮化钛(TiN)或硅(Si)

7.如权利要求1所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中该第二电极为具砷(As)离子的硅基材(N+Si)，或是包括铂(Pt)、金(Au)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、钨(W)、钌(Ru)、钽(Ta)、氮化钛(TiN)或硅(Si)。

8.如权利要求1所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中该第一氧化绝缘层与该第二氧化绝缘层为化学计量比的氧化物层。

9.如权利要求8所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中该第一氧化绝缘层选自硅(Si)、铪(Hf)、铝(Al)、锆(Zr)、铌(Nb)、钛(Ti)、钽(Ta)与镧(La)的氧化物所组成的群组。

10.如权利要求8所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中该第二氧化绝缘层与该第一氧化绝缘层采用相同元素的氧化物。

11.如权利要求8所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中该第二氧化绝缘层与该第一氧化绝缘层采用相异元素的氧化物。

12.如权利要求1所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中该能障调控层为化学计量比的氮硅化合物层，其具有能隙且通过氧的比例增加而增加该能隙，该氮硅化合物层还包括硅(Si)、锗(Ge)、氮锗化合物(GeN)或金属过量的金属氧化物。

13.如权利要求1所述的具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，其中该能障调控层包括氮化硅(Si₃N₄)。