[发明专利]开关器件和存储装置

权利要求书

1.一种开关器件，包括：

第一电极；

第二电极，面对第一电极；

开关层，被设置在第一电极与第二电极之间，并且包含选自碲(Te)、硒(Se)以及硫(S)的一种或多种硫族元素；以及

扩散抑制层，与开关层的表面的至少一部分接触，并且抑制氧向开关层中的扩散，

其中通过将施加电压增加到预定阈值电压或更高而将开关层改变为低电阻状态，并且通过将施加电压减小到低于阈值电压的电压而将开关层改变为高电阻状态。

2.如权利要求1所述的开关器件，其中扩散抑制层被设置在与第一电极和开关层之间的区域或第二电极和开关层之间的区域不同的位置处，并且包括绝缘氮化物、绝缘碳化物以及绝缘硼化物之一。

3.如权利要求2所述的开关器件，其中扩散抑制层包括选自氮化硅(SiN)、氮化钽(TaN)、碳化硅(SiC)、碳氮化硅(SiCN)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)以及碳氮化硼(BCN)中的一种的单一层或者其中的两种或更多种的堆叠层。

4.如权利要求1所述的开关器件，其中扩散抑制层被设置在第一电极和开关层之间或第二电极和开关层之间。

5.如权利要求4所述的开关器件，其中扩散抑制层包括选自钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、锆(Zr)、氮化锆(ZrN)、铪(Hf)、氮化铪(HfN)、氮化钽(TaN)、钨(W)、氮化钨(WN)、铂(Pt)、金(Au)、钌(Ru)以及铱(Ir)中的一种的单层膜或者其中的两种或更多种的合金层膜或堆叠层膜。

6.如权利要求4所述的开关器件，其中扩散抑制层是厚度在0.1nm至5nm范围内的氮化硅(SiN)膜。

7.如权利要求1所述的开关器件，其中第一电极和第二电极各自包含抑制氧向开关层扩散的金属材料。

8.如权利要求7所述的开关器件，其中第一电极和第二电极各自包含选自钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、锆(Zr)、氮化锆(ZrN)、铪(Hf)、氮化铪(HfN)、氧化钽(TaN)、钨(W)、氮化钨(WN)、铂(Pt)、金(Au)、钌(Ru)以及铱(Ir)中的一种的单层膜或者其中的两种或更多种的合金层膜或堆叠层膜。

9.如权利要求1所述的开关器件，其中开关层还包含选自硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Ab)以及铋(Bi)中的一种或多种元素。

10.如权利要求1所述的开关器件，其中开关层还包含选自硼(B)、碳(C)、硅(Si)以及氮(N)的一种或多种元素。

11.如权利要求10所述的开关器件，其中开关层包含BTe、CTe、BCTe、CSiTe、BSiTe、BCSiTe、BTeN、CTeN、BCTeN、CSiTeN、BsiTeN以及BCSiTeN当中的任何一种成分。

12.如权利要求1所述的开关器件，其中开关层的氧含量等于或小于5at％。

13.如权利要求1所述的开关器件，其中开关层仅与非氧化层接触。

14.一种开关器件，包括：

第一电极；

第二电极，面对第一电极；以及

开关层，被设置在第一电极与第二电极之间，并且包含选自碲(Te)、硒(Se)以及硫(S)的一种或多种硫族元素，开关层的氧含量为5at％或更小，

其中通过将施加电压增加到预定阈值电压或更高而将开关层改变为低电阻状态，并且通过将施加电压减小到低于阈值电压的电压而将开关层改变为高电阻状态。