[发明专利]具有非线性元件的切换器件

权利要求书

1.一种切换器件，包括：

衬底；

形成在所述衬底上的第一电极；

形成在所述第一电极上的第二电极；

设置在所述第一电极与所述第二电极之间的切换介质；以及

非线性元件，所述非线性元件设置在所述第一电极与所述第二电极之间并且串联地电耦接至所述第一电极和所述切换介质，所述非线性元件被配置为：

响应所施加的幅度大于第一阈值的正极性的电压，从第一电阻状态改变为第二电阻状态；

在所施加电压的幅度大于或等于第二阈值时，保持第二电阻状态，所述第二阈值小于所述第一阈值；和

响应所施加的幅度小于所述第二阈值的电压，从所述第二电阻状态改变为所述第一电阻状态，

其中，所述非线性元件是被配置为响应所施加的正或负的电压而改变电阻状态的双极器件，

其中，所述非线性元件是SiO₂材料或HfO₂材料的表现出软击穿行为的击穿元件。

2.根据权利要求1所述的切换器件，其中，所述切换器件包括两端存储器单元。

3.根据权利要求2所述的切换器件，其中，所述两端存储器单元为RRAM。

4.根据权利要求1所述的切换器件，其中，所述非线性元件的所述第一电阻状态与所述第二电阻状态之间的转变为急剧的类数字状态改变。

5.根据权利要求1所述的切换器件，其中，所述第一电极或所述第二电极包含银、铝、铬、钨或镍作为形成导电丝的离子的来源，以便可去除地布置在所述切换介质内。

6.根据权利要求1所述的切换器件，其中，所述非线性元件的所述第一电阻状态与所述第二电阻状态之间的转变的特征为在电流与电压之间的指数关系。

7.根据权利要求1所述的切换器件，其中，所述切换介质包含非晶硅基材。

8.根据权利要求1所述的切换器件，其中，所述第一电阻状态下的电阻是所述第二电阻状态下的电阻的至少100倍。

9.根据权利要求1所述的切换器件，其中，所述非线性元件被配置为响应所施加的为负极性且具有大于第三阈值的第二幅度的电压而从所述第一电阻状态改变到第三电阻状态。

10.根据权利要求9所述的切换器件，其中，所述非线性元件被配置为在所施加的电压的幅度大于或等于第四阈值时保持所述第三电阻状态，所述第四阈值小于所述第三阈值。

11.根据权利要求10所述的切换器件，其中，所述非线性元件被配置为响应所施加的小于所述第三阈值的电压的幅度而从所述第三电阻状态改变到所述第一电阻状态。

12.根据权利要求1所述的切换器件，其中，所述非线性元件与所述切换介质直接接触。