[发明专利]开关器件和存储装置

说明书

根据本技术的一个实施例的开关器件包括：第一电极、面对第一电极的第二电极以及在第一电极和第二电极之间布置的开关层。开关层被配置成包含硫族元素。开关器件还包括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扩散的扩散抑制层。

技术领域

本公开涉及一种在电极之间包括硫族化合物层的开关器件，并且涉及包括所述开关器件的存储装置。

背景技术

近年来，对于以电阻变化存储器(诸如电阻随机存取存储器(ReRAM)和相变随机存取存储器(PRAM)(注册商标))为代表的数据存储非易失性存储器，要求增加容量。但是，在使用存取晶体管的现有电阻变化存储器中，每单位单元的占地面积大。因此，与例如NAND闪存相比，即使在相同的设计规则下进行小型化，容量的增加也不容易。相反，在使用其中存储器器件部署在交叉布线的交叉点(交叉点)处的所谓交叉点阵列结构的情况下，每单位单元的占地面积减少，这使得有可能实现容量的增加。

除了交叉点存储器单元中的存储器器件，还提供用于单元选择的选择设备(开关器件)。开关器件的示例包括使用例如PN二极管、雪崩二极管或金属氧化物构造的开关器件(例如，参见NPTL 1和2)，以及通过Mott过渡在预定阈值电压下开关以便大大增大电流的开关器件(例如，参见NPTL 3和4)。

开关器件的示例包括使用硫族化合物材料的开关器件(双向阈值开关(OTS)器件)。OTS器件在例如PTL 1和2中公开。OTS器件具有其中在开关阈值电压或更高电压下电流急剧增大的特性，这使得有可能在选择(ON)状态下提供相对大的电流密度。此外，由硫族化合物材料制成的层(OTS层)具有非晶微结构。这允许在例如物理气相沉积(PVD)方法或化学气相沉积(CVD)方法的室温条件下形成OTS层。因而，OTS器件具有与存储器器件的制造过程的高处理亲和性的优点。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本未经审查的专利申请公开No.2006-86526

PTL 2：日本未经审查的专利申请公开No.2010-157316

非专利文献

NPTL 1：Jiun-Jia Huang等人，2011IEEE IEDM11-733至736

NPTL 2：Wootae Lee等人，2012IEEE VLSI Technology symposium，37至38页

NPTL 3：Myungwoo Son等人，IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS，32卷，11号，2011年11月

NPTL 4：Seonghyun Kim等人，2012VLSI，155至156页

发明内容

在交叉点存储器单元阵列中，增加交叉点的数量使得有可能实现容量的增大。但是，在每个OTS器件中阈值电压变化大的情况下，在具有存储器器件和开关器件的组合的存储器单元中发生电阻变化的电压大大变化，并且存储器单元的高电阻状态与低电阻状态之间读取电压的可设置范围(读取余量)变小。因此，存在交叉点的数量不容易增加的问题。

因此，期望提供一种使得有可能抑制每个OTS器件中操作阈值电压的变化的开关器件，以及包括所述开关器件的存储装置。

根据本公开的第一实施例的开关器件包括：第一电极；面对第一电极的第二电极；以及设置在第一电极与第二电极之间的开关层。开关层包含选自碲(Te)、硒(Se)和硫(S)中的一种或多种硫族元素。开关器件还包括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扩散的扩散抑制层。