[发明专利]可变电阻存储器件

说明书

一种可变电阻存储器件包括：多个列选择开关；多个可变电阻存储器单元，所述多个可变电阻存储器单元被配置成层叠并且通过多个列选择开关来选择；以及位线，所述位线与多个可变电阻存储器单元连接。多个可变电阻存储器单元中的每个包括双向阈值开关OTS元件以及与OTS元件并联连接的可变电阻器，所述OTS元件通过被布置成层叠的多个字线选择性地驱动。

相关申请的交叉引用

本申请是于2013年5月22日向中华人民共和国国家知识产权局提交的申请号为201310192818.3、发明名称为“可变电阻存储器件”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明构思涉及一种可变电阻存储器件，且更具体而言，涉及一种三维(3D)层叠型可变电阻存储器件。

背景技术

随着移动数字信息通信和消费电子工业的迅速发展，预计到对现有的电荷控制器件的研究将遇到限制。因而，需要开发除了现有的电荷器件以外的新构思的新功能的存储器件。具体地，需要开发具有大容量、超高速率和超低功率的下一代的存储器件。

目前，使用电阻元件作为存储介质的阻变存储器件已被提出作为下一代的存储器件。典型的阻变存储器件包括：相变随机存取存储器(PCRAM)、电阻RAM(ReRAM)以及磁阻RAM(MRAM)。

阻变存储器件可以基本由开关元件和电阻元件来配置。另外，阻变存储器件可以根据电阻元件的状态来存储数据“0”或“1”。

即使在阻变存储器件中，最优先的事是提高集成度和将尽可能多的存储器单元集成在狭小的面积中。此外，在阻变存储器件中，当多个存储器单元集成在有限面积中时，要确保开关性能。

发明内容

根据本发明的示例性实施例的一个方面，提供了一种可变电阻存储器件。所述可变电阻存储器件可以包括：半导体衬底；列选择开关，所述列选择开关形成在半导体衬底上；层叠栅，所述层叠栅形成在列选择开关上，其中，所述层叠栅包括被层叠成彼此绝缘的多个导电层；双向阈值开关(ovonic threshold switch，OTS)材料层，所述OTS材料层形成在层叠栅上，并且与列选择开关连接；以及可变电阻材料层，所述可变电阻材料层形成在OTS材料层的表面上。

根据本发明的示例性实施例的另一个方面，提供了一种可变电阻存储器件。所述可变电阻存储器件可以包括：半导体衬底；以及多个存储器单元，所述多个存储器单元层叠在半导体衬底上并且彼此串联连接。多个存储器单元中的每个包括双向阈值开关(OTS)和可变电阻层。

根据本发明的示例性实施例的另一个方面，提供了一种可变电阻存储器件。所述可变电阻存储器件包括：多个列选择开关；多个可变电阻存储器单元，所述多个可变电阻存储器单元被配置成层叠，并且通过多个列选择开关来选择；以及位线，所述位线与多个可变电阻存储器单元连接。多个可变电阻存储器单元中的每个包括双向阈值开关(OTS)元件以及与OTS元件并联连接的可变电阻器，所述OTS元件被层叠的多个字线选择性地驱动。

根据本发明的示例性实施例的另一个方面，提供了一种半导体存储器件，包括：层叠的多个栅结构，其间插入有绝缘层；栅绝缘层，栅绝缘层形成在所述多个栅结构的侧壁上；双向阈值开关材料层，双向阈值开关材料层形成在所述栅绝缘层的表面上；以及电阻层，所述电阻层形成在双向阈值开关材料层的表面上。

根据本发明的示例性实施例的另一个方面，提供了一种半导体存储器件，一种半导体存储器件，包括：层叠的多个栅结构，其间插入有绝缘层；栅绝缘层，所述栅绝缘层形成在所述多个栅结构的侧壁上；第一相变层，所述第一相变层形成在所述栅绝缘层的表面上；以及第二相变层，所述第二相变层形成在所述第一相变层的表面上。