[发明专利]具有阻变层的非易失性存储器件及其操作方法

说明书

根据一个实施例的非易失性存储器件包括：衬底；阻变层，其设置在所述衬底之上；栅绝缘层，其设置在所述阻变层上；栅电极层，其设置在所述栅绝缘层上；以及第一电极图案层和第二电极图案层，其分别设置在所述衬底上并且设置为接触所述阻变层的不同部分。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年12月31日提交的申请号为10-2019-0179517的韩国申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及一种非易失性存储器件，更具体地，涉及具有阻变层的非易失性存储器件及其操作方法。

背景技术

由于半导体器件的趋势包括减小设计规则和增加集成度，因此对能够保证结构稳定性和信号存储操作可靠性的半导体器件结构的研究在持续进行。当前，已经广泛应用了例如采用三层层叠结构作为电荷存储结构的快闪存储器的非易失性存储器件，所述三层层叠结构包括：电荷隧穿层、电荷陷阱层和电荷阻挡层。

近来，已经提出了具有不同于现有快闪存储器件的结构的各种非易失性存储器件。非易失性存储器件的一个示例是阻变存储器件。当快闪存储器器件经由电荷存储来实现存储功能时，在阻变存储器件中，存储器单元中存储层的电阻状态在高电阻状态与低电阻状态之间以可变方式改变，并且改变后的电阻状态以非易失性的方式存储，从而将预定的信号信息写入存储器单元。

发明内容

根据本公开的一个方面的非易失性存储器件包括：衬底；阻变层，其设置在所述衬底之上；栅绝缘层，其设置在所述阻变层上；栅电极层，其设置在所述栅绝缘层上，以及第一电极图案层和第二电极图案层，其分别设置在所述衬底上并且设置为接触所述阻变层的不同部分。

根据本公开的另一方面的非易失性存储器件包括：衬底；栅电极层，其设置在所述衬底之上；栅绝缘层，其设置在所述衬底之上并且设置为包围所述栅电极层；第一电极图案层和第二电极图案层，其设置在所述衬底上并且分别设置在所述栅电极层的相对侧上，以及阻变层，其设置在所述栅绝缘层上以及所述第一电极图案层和所述第二电极图案层上。所述阻变层包括氧空位和可移动金属离子。

根据本公开的又一方面的非易失性存储器件包括：衬底；第一电极图案层和第二电极图案层，其设置在所述衬底上并且设置为彼此间隔开；阻变层，其设置在所述第一电极图案层和所述第二电极图案层之上；以及栅绝缘层和栅电极层，其顺序地设置在所述阻变层上。阻变层包括氧空位和可移动金属离子。

根据本公开的另一方面，公开了一种操作非易失性存储器件的方法。在所述非易失性存储器件的操作方法中，提供了一种非易失性存储器件，其包括：阻变层，其设置在衬底之上；栅绝缘层和栅电极层，其顺序地设置在所述阻变层上；以及第一电极图案层和第二电极图案层，其分别设置为在所述衬底之上以接触所述阻变层的不同部分。将第一栅极电压施加至所述栅电极层，以将所述阻变层中的氧空位或可移动金属离子移动至所述阻变层的细丝形成区域。在所述第一电极图案层与所述第二电极图案层之间施加设定电压，以在所述阻变层中形成导电细丝，并且将所述第一电极图案层与所述第二电极图案层彼此电连接。

附图说明

图1是示意性地示出根据本公开的一个实施例的非易失性存储器件的截面图。

图2至图4是说明根据本公开的一个实施例的非易失性存储器件的设定操作的视图。

图5是说明根据本公开的一个实施例的非易失性存储器件的复位操作的视图。

图6是根据比较性示例的非易失性存储器件的截面图。

图7是示意性地示出根据本公开的另一个实施例的非易失性存储器件的截面图。

图8至图10是说明根据本公开的一个实施例的非易失性存储器件的设定操作的视图。

图11是说明根据本公开的一个实施例的非易失性存储器件的复位操作的视图。