[发明专利]具有二极管整流能力的电阻式存储器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电阻式存储器，特别是涉及通过电压调控能障而兼具有可变电阻特性与二极管整流特性的电阻式存储器。

背景技术

请参照图1A绘示现有技术的电阻式存储器使用于交点式存储器阵列示意图，图1B绘示现有技术的电阻式存储器的1T1R结构示意图，图1C绘示现有技术的电阻式存储器的1D1R结构示意图。

一般存储器常被制作形成存储器阵列结构。如图1A，当电阻式存储器应用于交点式阵列结构时，在读取一选取存储单元(selected cell)11的为off状态时，会因为目标存储单元周边的未选取存储单元(unselected cell)12处与导通状态的(图1A绘示的虚线)影响，导致误判选取存储单元11实际状态的情形，使得电阻式存储器无法被单独使用于读取存储单元的作业。

因此，电阻式存储器一般会将一电阻元件10搭配一晶体管(Transistor)13而形成图1B绘示的1T1R结构，或是将电阻元件10搭配一二极管(Diode)14而形成图1C绘示的1D1R结构，并将此类结构(1T1R或1D1R)结合于存储器阵列中。

发明内容

针对上述问题，本发明揭露一种具有二极管整流能力的电阻式存储器结构，包括一第一电极、一第二电极与一电阻转换层。电阻转换层设置于第一电极与第二电极之间，且电阻转换层包括邻接于第一电极的一第一氧化绝缘层，邻接于第二电极的一第二氧化绝缘层，与设置于第一氧化绝缘层与第二氧化绝缘层之间的一能障调控层。能障调控层与第一氧化绝缘层之间形成一能障。能障调控层与第一氧化绝缘层之间，可由电压调控能障大小，进而改变电阻值，第二氧化绝缘层与能障调控层间，形成固定能障，使电阻式存储器元件兼具因此具整流功能。

附图说明

图1A为现有技术的电阻式存储器使用于交点式存储器阵列示意图；

图1B为现有技术的电阻式存储器的1T1R结构示意图；

图1C为现有技术的电阻式存储器的1D1R结构示意图；

图2为本发明实施例的电阻式存储器的存储单元结构示意图；

图3为本发明实施例的电阻式存储器的局部导通路径成形示意图；

图4为本发明实施例的电阻式存储器的可变电阻特性示意图；

图5为本发明实施例的电阻式存储器的可变电阻特性曲线图；

图6为本发明实施例的电阻式存储器的二极管特性示意图；

图7为本发明实施例的电阻式存储器的二极管特性曲线图；

图8为本发明实施例的电阻式存储器的I-V曲线与电压对反转次数曲线图；以及

图9为本发明实施例的电阻式存储器结合于存储器阵列示意图。

主要元件符号说明

[现有技术]

10    电阻元件

11    选取存储单元

12    未选取存储单元

13    晶体管

14    二极管

[本发明]

21    第一电极

22    第二电极

30    电阻转换层

31    第一氧化绝缘层

32    第二氧化绝缘层

33    能障调控层

34        局部导通路径

35        第一氧化绝缘层的氧离子

36        局部能障调控层

41        选取存储单元

42        未选取存储单元

e         电子

V_b        工作偏压

V_cut-in   切入电压

V_f        生成电压

具体实施方式

兹配合附图将本发明较佳实施例详细说明如下。

首先请参照图2绘示本发明实施例的电阻式存储器结构示意图。

此电阻式存储器的存储单元结构包括一第一电极21、一电阻转换层30与一第二电极22，电阻转换层30设置于第一电极21与第二电极22之间。电阻转换层30包括一第一氧化绝缘层31、一能障调控层与一第二氧化绝缘层32，能障调控层33设置于第一氧化绝缘层31与第二氧化绝缘层32之间。此例中，第一氧化绝缘层31被设置以邻接第一电极21，第二氧化绝缘层32被设置以邻接第二电极22。