[发明专利]存储具有负微分电阻材料的存储器

说明书

背景技术

许多计算机产品使用静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)。这些类型的存储器中的每个具有不同的优点。例如，SRAM与互补金属氧化物半导体(CMOS)技术兼容并且可被合并到处理器模中。而且，DRAM具有占用小封装(footprint)的电路，并且DRAM通常用于存储器的存储。

附图说明

附图图示出在此所述原理的多个示例并且是说明书的一部分。所图示的示例仅是示例并且不限制权利要求的范围。

图1是根据在此所述原理的说明性晶体管的图。

图2是根据在此所述原理的说明性晶体管的图。

图3是根据在此所述原理的示意性表示负载线的说明性曲线图的图。

图4是根据在此所述原理的说明性信号分布的图。

图5是根据在此所述原理的说明性信号分布的图。

图6是根据在此所述原理的说明性信号分布的图。

图7是根据在此所述原理的说明性信号分布的图。

图8是根据在此所述原理的存储器装置的说明性电路的图。

图9是根据在此所述原理的用于存储存储器的说明性方法的图。

图10是根据在此所述原理的用于操作存储器装置的过程的说明性流程图的图。

具体实施方式

DRAM和SRAM都具有缺点。例如，DRAM不与CMOS兼容，结果，DRAM在商业上不用于以CMOS技术构建的处理器或其它芯片中。此外，SRAM具有比DRAM的封装可能大5至10倍的封装。

在此所述的原理包括存储器单元，该存储器单元具有串联连接到晶体管的源极/漏极端子的负微分电阻(NDR)材料。NDR材料可以是呈现以下特性的材料，即对于特定电流范围，该材料随着电流的增加而经历电压降。这种存储器单元是CMOS兼容的并具有小封装。因此，根据在此所述原理构建的存储器单元可以产生具有DRAM和SRAM两者的优点的存储器单元。存储具有NDR材料的存储器可以包括：在双稳态存储器单元的第一稳定区域中保持电压在第一值，在该第一稳定区域中存储器单元具有串联连接到晶体管的第一源极/漏极端子的NDR材料；并将电压改变到第二值以切换双稳态存储器单元的电阻状态。

在下面的描述中，为了解释的目的，陈述了许多具体的细节以便提供对本系统和方法的详尽理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本设备、系统和方法可以不具有这些具体细节而实施。说明书中对“示例”的引用或类似语言意味着所描述的特定特征、结构或特性至少包括在该一个示例中，但不必包括在其它示例中。

图1是根据在此所述原理的说明性晶体管(100)的图。在本示例中，晶体管(100)具有与第二源极/漏极端子(104)分隔开的第一源极/漏极端子(102)。第一和第二源极/漏极端子(102，104)可以由n型半导体材料制成。p型半导体材料(106)可以分离第一和第二源极/漏极端子(102，104)。而且，栅极端子(110)可以被放置在p型半导体材料(106)附近。在所示示例中，p型半导体材料(106)利用栅极绝缘体(108)与栅极端子(110)分离。在一些示例中，栅极绝缘体由金属氧化物材料制成。此外，第一源极/漏极端子(102)连接到第一垂直连接器(112)，并且第二源极/漏极端子(104)连接到第二垂直连接器(114)。第一和第二垂直连接器(112，114)可以是形成在垂直互连存取通道中的接触件，该通道形成在其它层中。在本示例中，NDR材料(116)集成到第一垂直连接器(112)中。另一导电材料(118)沉积到NDR材料(116)上以帮助建立与晶体管的电连接。

在一些示例中，p型半导体材料(106)由掺杂了与p型半导体材料(106)中的弱结合电子结合的材料的硅制成。在一些示例中，硼、铝、铟、镓、别的掺杂物、或其组合掺杂到硅中。这种掺杂的总效果导致p型半导体材料(106)具有能够接受电子的正电荷。

第一和第二源极/漏极端子(102，104)的n型半导体材料可以是掺杂了提供端子中电子剩余的材料的硅。在一些示例中，掺杂到端子中的材料是砷、磷、铋、锑、别的掺杂物、或其组合。

在一些示例中，响应于施加到栅极端子的正电压，产生将电子吸引到p型半导体材料(106)中使得p型半导体材料(106)导电的场效应。在一些示例中，电子从存储电子剩余的n型半导体材料中被拉出。在一些示例中，晶体管呈现如下关系：施加到栅极端子的较大的正电压将吸引较大量的电子进入p型半导体材料(106)中。