CN1108816A - 具有肖特基隧道势垒的带存储器的开关元件 - Google Patents
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Abstract
一种有两个电极(1，2)的开关元件，电极之间有
半导体电介质(3)，电极(2)包括一与半导体电介质
(3)形成肖特基接触的材料，而肖特基接触的空间电
荷区(3′)在操作期间形成电子的隧道势垒。根据本
发明，开关元件的特征在于，电介质(3)包括带有剩余
极化的铁电材料，该剩余极化影响隧道势垒的尺寸。
从而取决于电介质(3)的剩余极化，达到开关元件具
有不同的转换状态。这些转换状态保持到电介质(3)
的极化改变为止。
Description
本发明涉及一种开关元件，该开关元件备有两个电极，两个电极中具有半导体电介质，一个电极包括一种与半导体电介质形成肖特基接触的材料，其肖特基接触的空间电荷区在操作期间形成电子的隧道势垒。本发明还涉及一种存储器元件。
日本专利申请60-182762号公开了一种在开头一段所述的器件，这种器件带有钛制成的第一电极、钨的n型半导体氧化物的电介质和铱制成的第二电极。第二电极的铱和电介质形成肖特基接触，其空间电荷区形成电介质中从一个电极传送至另一个电极的电子的隧道势垒。已知的开关元件具有一个存储器，该存储器借助于该电介质两端的电压通过该开关元件的老化而得到的。这电压将离子移动穿过电介质。这些离子影响肖特基接触故也影响了隧道势垒的空间电荷区，从而出现转换状态，其中允许或多或少的电流通过。在一定的期间里该转换状态被保持下来。
所述已知的器件的缺点在于，开关元件的转换状态只能保持一个短的时间，即不大于数十秒的时间。
本发明的目的特别是在于消除这个缺点。
根据本发明，该器件的特征在于，电介质包括带有剩余极化的铁电材料，该剩余极化影响隧道势垒的尺寸。术语隧道势垒的尺寸在这里可以理解为形成隧道势垒的电位突变的宽度和高度。术语剩余极化可理解为当电介质上没有加电场时铁电电介质的极化。
从而开关元件的转换状态能够基本上无限期地保持下来。可以认为下列物理过程起一部分作用。在操作期间，属于肖特基接触的空间电荷区形成在邻近具有较高功函数的电极的一部分电介质中。电子能以隧道效应的方式通过空间电荷区且以输运方式通过半导体电介质的另外部分从一个电极传送到另一个电极。空间电荷区中的剩余极化主要是由因空间电荷产生的内部大电场来确定。通过在两电极上施加电压，而由此在电介质中引入一个附加电场，这就有可能改变在空间电荷区外面的电介质的剩余极化，且也可能改变空间电荷区内部的剩余极化。空间电荷区内部的和外面的电介质的极化方向可以是平行的或逆平行的。当空间电荷区内部的和外面的极化方向平行时，空间电荷区的厚度由于电介质中的电子能带的强大的曲率而减小。于是伴随隧道势垒的电位突变的宽度和/或高度变小。因此，电子较易穿过空间电荷区。在那种情形，开关元件是“闭合”。但是，当空间电荷区内部的和外面的极化方向逆平行时，空间电荷区的厚度增加而能带曲率变小。于是电位突变变成较宽和较高。电子较难穿过肖特基势垒。在那种情形，开关元件是“断开”。无论怎样，物理过程在这里可以是有效的，结果开关元件具有不同的转换状态。该转换状态保持在空间电荷区外面的电介质的剩余极化变化时为止。
根据本发明的开关元件在半导体器件通常用的温度，即在-50与+250℃之间的温度下操作。
应该指出，铁电开关元件，所谓的变阻二极管是已知的。但是，这些开关元件并不保持一个转换状态，它们没有记忆力。
铁电材料可以通过在该材料两端施加这样一个电压使其从一个极化状态转入另一个极化状态，以至属于那铁电材的转换电场超过了那铁电材料中的电场。于是铁电材料中的极化方向改变。在根据本发明的开关元件中，认为空间电荷区外面的电介质材料是从一个极化方向转换成另一个极化方向，以便实现不同的转换状态。为了这个目的在开关元件的电极两端施加一个电压。实际上，这电压的主要部分是跨在空间电荷区两端，即作为属于隧道势垒的电位突变，而只有一小部分跨在空间电荷区外面的电介质上。横跨空间电荷区的电位突变的宽度和高度仅稍微取决于整个电介质的厚度，电介质的该厚度是在垂直于电极的方向上被限定。但是，横跨空间电荷区的电压必须维持有限，因为横跨空间电荷区的电压太高会产生击穿。电介质最好具有这样小的厚度，以致可以通过在电极两端施加电压而空间电荷区不出现击穿，以获得空间电荷区外面的电介质区域内的铁电材料的转换场。事实上，经发现电介质厚度在5000
以下时，不会出现涉及空间电荷区击穿的问题。
铁电材料中的剩余极化，在不同的方向可以具有不同的大小，这取决于电介质的结构。剩余极化的值和方向会影响电位突变的尺寸，即宽度和高度同时也影响肖特基隧道势垒。电极最好是以基本上平行的板的形式，而剩余极化的最大分量的方向基本上垂直于所述板。于是，这剩余极化的最大分量的方向平行于或逆平行于两电极之间的电场。剩余极化对隧道势垒的尺寸的影响因此最大。
这种材料是在导电金属氧化物制的电极上外延地设有铁电电介质时获得的。铁电电介质可以以各种方法，例如通过在不导电金属氧化物中提供掺杂的原子或提供晶格空位，使其半导电。铁电电介质的生长方向最好这样选择，使得铁电材料的优选极化轴基本上平行于板，该极化轴指示剩余极化的最大分量的方向。于是，电介质具有这样的结构，使得剩余极化具有其最大的尺寸，而极化的方向是平行于施加在电极之间的电场。
导电金属电极和铁电电介质可以设置在非晶基底上。但是，导电金属电极最好设置在单晶基底上。该单晶基底最好与用作电极的导电氧化物和铁电电介质有满意的晶格匹配（+ - 10%）。外延设置的铁电电介质在那种情形是比较容易制造的。
在另一个实施例中，电介质包括两种或两种以上的铁电材料，这些材料在不同的转换电场改变它们的剩余极化的各方向。于是开关元件具有多于二种转换状态。电介质已以例如带有不同的铁电特性的两层的方式生长在第一电极上。然后第二电极被设置在这些层上。在这实施例中，对于属于肖特基接触的铁电电介质，只需成为半导体。在另一个实施例中，导电层是设在不同的铁电材料之间，以使开关元件包括几个串联连接的元件。因此，开关元件例如包括诸如M1FM2F′M3的结构，其中M1、M2、M3为导电电极材料。而F和F′为铁电半导体材料，这些铁电半导体材料在不同的转换电场改变它们的剩余极化的方向。这里最好只出现一个肖特基接触。取决于铁电电介质F和F′的剩余极化的大小和方向，则电流增加或者下降，以至开关元件具有多于两种的转换状态。此外，两电介质之间存在电极，防止了两铁电材料中电介质畴的耦合。
本发明还涉及存储元件，它包括根据本发明的开关元件。已知的存储元件包括电容，其中电容上的电荷总量形成信息的量度。已知存储元件的读出过程是麻烦的。在读出过程中，一确定的电压被施加于电容上，在电容上可以测定流向电容的电荷。这电荷的值就是出现在电容上的电荷的数量。读出以后，原来呈现的信息已消失，以致信息必须再次被写入该电容。在根据本发明的存储元件中，在读出期间电压是施加于开关元件两端，之后，可以测定通过这个元件的电流。测定电流要比测定电荷简单得多。开关元件中的信息不受读出的影响。因此，根据本发明的存储元件的读出过程，要比已知存储元件的读出过程简单得多。
本发明将参照实施例与所附示意图通过实例详细说明于下。其中：
图1示出根据本发明的开关元件。
图2为根据全发明的开关元件的电流-电压特性曲线，
图3示出根据本发明的存储元件的写-读周期，以及
图4示出根据本发明的开关元件，其中电介质包括两种带有不同转换电场的铁电材料。
附图纯粹为示意性的而未按比例来画。在图中相应的部件一般给以相同的标号。
图1示出一种开关元件，该开元件备有基本上平行的板状的两个电极1、2，其中具有半导体电介质3，一个电极2包括一种与半导体电介质3形成肖特基接触的材料，而在操作期间肖特基接触的空间电荷区3′构成电子的隧道势垒。这种开关元件是已知的，电介质3中的离子影响该空间电荷区3′。通过加在电极1、2上的电压，离子可以从电介质3中的一个位置被送到不同的位置。随着离子的位置，空间电荷区3′变得更大或更小。因此已知的开关元件具有能保持数十秒的转换状态。然而，在许多应用中，希望开关元件保持某一转换状态（例如断开/闭合）一个较长的时间。此外，往往希望开关元件能进行从一个转换状态至另一个转换状态的快速转换。在已知的开关元件中离子的输运相当的慢。
根据本发明，电介质3包括带有剩余极化的铁电材料，该剩余极化影响隧道势垒的尺寸。于是开关元件具有取决于电介质3的剩余极化的不同转换状态。从而开关元件的转换状态能达到基本上无限期的保持。可以认为下列物理过程起一部分作用。属于肖特基接触的空间电荷区3′形成在邻近电极2的一部分电介质3中。电子以隧道效应通过空间电荷区3′且以输运方式通过半导体介质3的另外部分3″，能将电子从电极1、2中的一个电极传送到另一个电极。由于空间电荷的关系，空间电荷区3′中的内部电场是很强的。因此，空间电荷区3′中的铁电电介质3的剩余极化是由这强电场确定的。空间电荷区3′外面的电介质3的另外部分3″的极化能以施加于电极1、2上的电压来定向，从而在电介质3中引入了附加电场。这个极化可以平行于或逆平行于空间电荷区3′中的极化。当空间电荷区内部的和外面的极化为平行时，空间电荷区3′的厚度由于电介质3中的电子能带的强大的曲率而变小。于是电子较易地穿过空间电荷区3′。因此开关元件为“闭合”。但是，当空间电荷区3′内部的和外面的极化逆平行时，则空间电荷区3′的厚度变得较大而能带曲率变小。于是电子不易穿过肖特基势垒。在那种情形，开关元件为“断开”。所以开关元件具有不同的转换状态。该转换状态保持到空间电荷区3′外面的电介质3的另外部分3″的剩余极化变化时为止。
铁电介质3可以以施加于电介质3上的电压从一个极化状态转换至另一个极化状态，即使铁电材料的转换电场超过电介质3中的电场。
图2为根据本发明的开关元件的电流-电压特性曲线。这里在电极1与电介质3之间形成欧姆接触，而肖特基接触形成在电极2与电介质3之间。图2的电流-电压特性曲线分解成两条曲线5、6，它们对应于剩余极化的不同方向。当电压V没有加在开关元件上时，没有电流I流过元件（图2中的O点）。当电介质3上的电压V增加且空间电荷区外面的电介质3″中的剩余极化平行于所加的电场时，电流根据曲线5上升。曲线5上的点8达到在铁电电介质中用以转换极化的转换场。于是铁电电介质3′中的剩余极化对电场来说从平行变为逆平行。因此通过开关元件的电流下降直至到达曲线6上的点9为止。在到达点9后，当电压下降时，将遵循曲线6。于是基本上无电流流经开关元件，开关元件为断开。在到达曲线6的点10时，电场是如此之大以致电介质的剩余极化再次改变方向。因此电流下降直至到达属于曲线5上的点11的值为止。如果电压进一步下降，则电流将根据曲线5下降直至电介质击穿为止。如果在到达点11后电压上升，则电流会遵循曲线5。
事实上，开关元件是以这样一个值的电压脉冲进行转换的，这样一个值的电压脉冲施加在电介质上使电介质的剩余极化改变。因此开关元件在低于属于剩余极化的转换场的电压的那些电压下被读出。
图3示出开关元件的写-读周期。时间t画在水平轴上，而开关元件两端的电压V（图3a）和通过开关元件的电流I（图3b）都画在垂直轴上。在时刻t＝0时，这样一个超过电介质3的正转换场的值的正写脉冲Vs施加于两电极。于是电流-电压关系由图2的曲线6给出。因此带有幅度在0与-Vt之间的读脉冲施加于电极1、2，用以读出开关元件的转换状态（见图2）。于是基本上无电流流经开关元件。开关元件为断开。在时刻t＝ts时，这样一个超过电介质3的负转换场的值的负写脉冲-Vs施加于两电极，以致电流-电压关系由图2的曲线5给出。带有幅度在0与-Vt之间的读脉冲再次施加于电极1、2（见图2），用以读出开关元件的转换状态。于是比较强的电流I流经开关元件。开关元件为闭合。
在根据本发明的开关元件中，空间电荷区3′外面的电介质材料3″是从一个极化方向转换至另一个极化方向的，以便实现不同的转换状态。为此目的，在开关元件的电极1、2两端施加一个电压。事实上，这电压的主要部分跨在空间电荷区3′上，而仅有一小部分跨在空间电荷区3′外面的电介质3″上。空间电荷区3′的厚度和两端的电压仅稍微取决于整个电介质3的厚度。但是，空间电荷区3′两端的电压必须保持有限，因空间电荷区3′两端的电压太高时会发生击穿。电介质3最好具有这样一个小的厚度，借助于电极1、2两端的电压，在空间电荷区3′外面的电介质3″的区域内能获得铁电材料的转换场，而在空间电荷区3′内不产生击穿。事实上，人们发现带有低于5000
的电介质厚度的空间电荷区3′内不会出现击穿的问题。
铁电材料中的剩余极化在各个方向可以有不同的大小，这取决于电介质3的结构。剩余极化的大小和方向会影响属于肖特基势垒的电位突变的尺寸，即宽度和高度。最好，剩余极化的最大分量的方向基本上垂直于板。于是，这剩余极化的最大分量的方向4平行于或逆平行于电极1、2之间的电场。因此，极化对隧道势垒的高度和宽度有其最大的效应。
这种材料是在铁电电介质3被处延地设置在导电金属氧化物制的电极1上时获得的。于是在电极1与该电介质3之间产生欧姆接触。导电金属氧化物层例如包括已知的材料，诸如镧-锶-钴氧化物、钌酸锶、钒酸锶或掺锡的氧化物。各种金属氧化物可以用作半导体铁电电介质3，这些氧化物例如通过供应掺杂的原子或晶格空位使其半导电的。因此，例如带钙钛矿结构的钛酸盐可以满意地使用。铁电电介质3的生长方向是如此的选择，即铁电材料的优选极化轴基本上垂直于板，该极化轴指示剩余极化的最大分量如何取向。因此，电介质3具有这样的结构，即剩余极化有其最大尺寸，而极化的方向4平行于有待施加在电极1、2间的电场。导电金属氧化物和铁电电介质3是通过中脉冲激光淀积（PLD）、溅射、分子束外延生长（MBE）或金属有机化学汽相淀积（MOCVD）的标准技术设置的。这些材料可以设置在非晶基底上。然而，导电金属电极最好设置在单晶基底15上。单晶基底15最好与使用的电极1的导电氧化物和铁电电介质3有满意的晶格匹配（+ - 10%）。因此外延地设置的铁电电介质3比较容易制造。对于单晶基底15，可以采用例如钛酸锶、氧化镁、氧化镁-铝或铌酸锂。然而，硅或砷化镓的基底15也可以与例如以Pr6O1、MgO稳定的氧化锆或钇稳定氧化锆（YSZ）的合适缓冲层一起使用。
下面是制造开关元件的一个实施例。单晶铝酸镁晶体用作基底15。这样一种晶体与用作电极1的钴酸镧-锶（La0.5Sr0.5CoO3）有比较好的匹配。该钴酸镧-锶是在600℃、0.2毫巴的含氧大气下通过PLD的工艺方法形成。2000
厚的钛酸铅层以同样的方式形成作为铁电电介质3，其中形成了电极1的钴酸镧-锂，从而制成了p型半导体钛酸铅。因此层3有一外延结构。剩余极化约为0.75库/米2（C/m2）。钛酸铅层3上设有一金层，以便形成电极2。金与钛酸铅3形成肖特基接触。电极2和电介质3然后借助于标准的光刻工艺和蚀刻、通过活性离子蚀刻或氩离子蚀刻产生一种图形。该结构被蚀刻向下通至电极1中。于是如图1中所示的开关元件已经用钴酸镧-锶电极1、2000
厚钛酸铅电介质3和金电极2制成。这种开关元件的电流-电压曲线在图2中示出。
开关元件的第二实施例的制造过程如下。单晶砷化镓（GaAs）片被用作基底15。砷化镓片设有氧化镁（MgO）的缓冲层。氧化镁与用作电极1的钌酸锶（SrRuO3）有满意的匹配（7%）。在基底温度为600℃和含氧大气中通过溅射形成厚度为500
的钌酸锶。1000
钛酸铅（PbTiO3）层是在700℃和4毫巴的氧分压的条件下，借助于MOCVD工艺方法形成在这电极上作为铁电电介质。从而获得半导体钛酸铅。层3具有外延结构。剩余极化约为0.75库/米2。铂层设在钛酸铅层3上作为电极2。金属铂具有高的功函数且设在电介质3的钛酸铅上时形成肖特基接触。电极2和电介质3然后借助于标准的光刻技术和蚀刻、通过活性离子或氩离子蚀刻产生一种图形。该结构被蚀刻向下通至电极1中。如图1中所示的开关元件于是已经用钌酸锶电极1、1000
厚钛酸铅半导体电介质3和铂电极2制成。
在另一个实施例中，电介质3包括几种铁电材料，它们在不同的转换电场改变它们的极化的方向。于是开关元件具有二种以上的转换状态。图4示出一种开关元件，其中电介质3以具有不同铁电特性的两层3、6的形式生长在第一电极上。第二电极2被设在这电介质3、6上。而且作为一个例子，再次取钛酸锶基底15以钌酸锶制成第一电极1。500
厚的钛酸铅锆层3是以第一实施例相同的方式，通过MOCVD工艺方法形成在这电极1上。钛酸铅的第二铁电层6是以第一实施例所述的方式形成在这层3上，合成物是以已知的方式选择，以致与钛酸铅锆层3相比在这层中实现不同的转换场和剩余极化。电介质3具有106伏/米的转换场和0.23库/米2的剩余极化。电介质6具有8×106伏/米的转换场和0.75库/米2的剩余极化。这种开关元件具有四种转换状态。取决于电介质的剩余极化的方向。当我们分别用->-为从电极1指向2或者相反的极化表示极化的方向4时，该四种转换状态为：第1种：电介质3－>电介质6－>；第2种：电介质3－>电介质6<－；第3种：电介质3<－电介质6－>；第4种：电介质3<-电介质6<-。对于等值的剩余极化，将只有三种转换状态存在;因此转换状态第2种和第3种是相同的。开关元件也可包括二种以上不同的铁电电介质。于是开关元件的转换状态的数目将会相应地增加。
在另一个实施例中，La0.5Sr0.5CoO3的导电层是设置在不同的铁电材料之间，以使开关元件包括几个串联连接的元件。因此开关元件例如包括诸如M1FM2F′M3的结构，其中M1、M2、M3为导电电极材料，而F和F′为铁电材料，这些材料在不同的转换电场改变它们的剩余极化的方向。在导电层之一与铁电电介质之间出现肖特基接触。根据铁电电介质F和F′的剩余极化数值和方向，电流将增强或减弱，以致开关元件具有多于二种的转换状态。此外，两电介质之间存在电极，防止了两铁电材料中电介质畴的耦合。
本发明还涉及存储元件，它包括根据本发明的开关元件。已知的存储元件包括电容，电容上的电荷数量为信息的量度。已知存储元件的读出过程是麻烦的。在读出过程中，一确定的电压被施加于电容上，在电容上可以测定流向电容的电荷。这电荷的值就是出现在电容上的值的大小。读出以后，原来呈现的信息已消失，以致原来的信息必须再次被写入该电容。在根据本发明的存储元件中，在读出期间电压是施加于开关元件两端，在读出以后，可以测定通过这个元件的电流（见图3）。测定电流要比测定电荷简单得多。开关元件中的信息不受读出的影响。因此根据本发明的存储元件的读出过程，要比已知存储元件的过程简单得多。
实际上，存储元件是通过一个电压脉冲从一个存储状态转换至另一个状态，该电压脉冲被施加于电介质两端，且该电压脉冲具有这样一个电介质的剩余极化改变的值，或者如果有几种电介质存在时，具有其中一种电介质的剩余极化改变的值。于是存储器元件读出通过开关元件的电流，该电流是在低于属于电介质的剩余极化的转换场的电压的一些电压下测得。
本发明不限于上述的实施例。因此许多开关元件可以出现在基底15上，以代替单个开关元件，同时，特别是在硅片用作基底的时候，除了开关元件外还有诸如晶体管、电阻器或电容器的其它元件存在。换言之，开关元件可以形成部分集成电路。
在诸实施例中肖特基接触存在于电极1、2中的一个电极与电介质之间，而欧姆接触存在于另一个电极与电介质之间。另一个方案肖特基接触可以存在于两个电极与电介质之间。因此开关元件包括两个串联连接的肖特基势垒。在这种情形，电介质必须足够厚，使得空间电荷区外面的区的极化可以影响属于肖特基接触的空间电荷区。
铁电电介质3可以与非铁电材料组合。因此电介质3可以包括铁电材料的薄层加上半导体非铁电层。进行转换的电平可能由此受到影响。或者转换效果可能受到影响。也可以将铁电电介质与反铁电电介质组合。以这种方式可以实现开关元件的更多的转换状态。
开关元件也可以被用作晶体管的一个部件。为此目的，根据本发明的开关元件例如与半导体p或n型区组合。于是制成M1FPNM2的结构，其中M1、M2分别为电极1、2，F为半导体铁电电介质，而P和N分别为p和n型导电的半导体材料。因此例如电极1起发射极接头作用，p型区作为基极区，而n型区作为集电极区。上述晶体管具有存储功能，即它能保持确定的转换状态。
Claims (9)
1、一种开关元件，它备有两个电极，在两电极中具有半导体电介质，其中一个电极包括一种与半导体电介质形成肖特基接触的材料，其肖特基接触的空间电荷区在操作期间形成电子的隧道势垒，其特征在于，该电介质包括带有剩余极化的铁电材料，该剩余极化影响隧道势垒尺寸。
2、根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于，电介质具有这样小的厚度，以致可以通过在电极两端施加电压而空间电荷区不出现击穿，以在空间电荷区外面的电介质区域内获得铁电材料的转换场。
3、根据权利要求2所述的开关元件，其特征在于，电介质的厚度在5000A以下。
4、根据权利要求中任一权利要求所述的开关元件，包括以基本上单行的板的形式的电极，其特征在于，剩余极化的最大分量的方向基本上垂直于所述板。
5、根据前述权利要求中任一权利要求所述的开关元件，其特征在于，铁电电介质是外延地形成在导电金属氧化物的电极上。
6、根据权利要求5所述的开关元件，其特征在于，导电金属电极设置在单晶基底上。
7、根据任一前述权利要求所述的开关元件，其特征在于，电介质包括两种或两种以上的铁电材料，这些材料在不同的转换电场改变它们的剩余极化的方向。
8、根据权利要求7所述的开关元件，其特征在于，导电层是设在不同的铁电材料之间，以使开关元件包括几个串联接的元件。
9、一种存储元件，其特征在于，该存储元件包括任一前述权利要求所述的开关元件。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100421254C (zh) * | 2002-08-20 | 2008-09-24 | Nxp股份有限公司 | 铁电器件以及制造该器件的方法 |
| CN102142444A (zh) * | 2010-12-15 | 2011-08-03 | 清华大学 | 一种不挥发信息存储单元 |
| US8796819B2 (en) | 2006-07-06 | 2014-08-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Non-volatile memory device including a variable resistance material |
| CN101510564B (zh) * | 2009-03-27 | 2014-08-06 | 复旦大学 | 一种基于锆钛酸铅材料的隧道开关 |
| CN107946461A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-20 | 南方科技大学 | 一种铁电阻变存储器及其写入方法、读取方法和制备方法 |
| CN110379860A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-25 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种实现电极化整流效应的方法 |
Families Citing this family (121)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970076816A (ko) * | 1996-05-06 | 1997-12-12 | 김광호 | 누설 전류를 이용한 다진법 강유전체 랜덤 액세서 메모리 |
| US6753568B1 (en) | 1996-11-15 | 2004-06-22 | Hitachi, Ltd. | Memory device |
| EP1044452B1 (en) * | 1997-12-04 | 2003-03-19 | Axon Technologies Corporation | Programmable sub-surface aggregating metallization structure and method of making same |
| US6487106B1 (en) | 1999-01-12 | 2002-11-26 | Arizona Board Of Regents | Programmable microelectronic devices and method of forming and programming same |
| EP1159743B1 (en) * | 1999-02-11 | 2007-05-02 | Arizona Board of Regents | Programmable microelectronic devices and methods of forming and programming same |
| US6151241A (en) * | 1999-05-19 | 2000-11-21 | Symetrix Corporation | Ferroelectric memory with disturb protection |
| JP2001118942A (ja) * | 1999-10-21 | 2001-04-27 | Matsushita Electronics Industry Corp | トンネルチャネルトランジスタおよびその駆動方法 |
| US6693033B2 (en) | 2000-02-10 | 2004-02-17 | Motorola, Inc. | Method of removing an amorphous oxide from a monocrystalline surface |
| US6597028B2 (en) * | 2000-06-26 | 2003-07-22 | Ramtron International Corporation | Capacitively coupled ferroelectric random access memory cell and a method for manufacturing the same |
| US6555946B1 (en) | 2000-07-24 | 2003-04-29 | Motorola, Inc. | Acoustic wave device and process for forming the same |
| US6638838B1 (en) | 2000-10-02 | 2003-10-28 | Motorola, Inc. | Semiconductor structure including a partially annealed layer and method of forming the same |
| US6653193B2 (en) * | 2000-12-08 | 2003-11-25 | Micron Technology, Inc. | Resistance variable device |
| US6638820B2 (en) | 2001-02-08 | 2003-10-28 | Micron Technology, Inc. | Method of forming chalcogenide comprising devices, method of precluding diffusion of a metal into adjacent chalcogenide material, and chalcogenide comprising devices |
| JP4742429B2 (ja) * | 2001-02-19 | 2011-08-10 | 住友電気工業株式会社 | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
| US6673646B2 (en) | 2001-02-28 | 2004-01-06 | Motorola, Inc. | Growth of compound semiconductor structures on patterned oxide films and process for fabricating same |
| US6727192B2 (en) | 2001-03-01 | 2004-04-27 | Micron Technology, Inc. | Methods of metal doping a chalcogenide material |
| US6818481B2 (en) | 2001-03-07 | 2004-11-16 | Micron Technology, Inc. | Method to manufacture a buried electrode PCRAM cell |
| US6734455B2 (en) | 2001-03-15 | 2004-05-11 | Micron Technology, Inc. | Agglomeration elimination for metal sputter deposition of chalcogenides |
| US7102150B2 (en) | 2001-05-11 | 2006-09-05 | Harshfield Steven T | PCRAM memory cell and method of making same |
| US6709989B2 (en) | 2001-06-21 | 2004-03-23 | Motorola, Inc. | Method for fabricating a semiconductor structure including a metal oxide interface with silicon |
| US6646293B2 (en) | 2001-07-18 | 2003-11-11 | Motorola, Inc. | Structure for fabricating high electron mobility transistors utilizing the formation of complaint substrates |
| US6472276B1 (en) * | 2001-07-20 | 2002-10-29 | Motorola, Inc. | Using silicate layers for composite semiconductor |
| US6693298B2 (en) | 2001-07-20 | 2004-02-17 | Motorola, Inc. | Structure and method for fabricating epitaxial semiconductor on insulator (SOI) structures and devices utilizing the formation of a compliant substrate for materials used to form same |
| US6472694B1 (en) * | 2001-07-23 | 2002-10-29 | Motorola, Inc. | Microprocessor structure having a compound semiconductor layer |
| US6667196B2 (en) | 2001-07-25 | 2003-12-23 | Motorola, Inc. | Method for real-time monitoring and controlling perovskite oxide film growth and semiconductor structure formed using the method |
| US6951805B2 (en) * | 2001-08-01 | 2005-10-04 | Micron Technology, Inc. | Method of forming integrated circuitry, method of forming memory circuitry, and method of forming random access memory circuitry |
| US6589856B2 (en) | 2001-08-06 | 2003-07-08 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for controlling anti-phase domains in semiconductor structures and devices |
| US6462360B1 (en) * | 2001-08-06 | 2002-10-08 | Motorola, Inc. | Integrated gallium arsenide communications systems |
| US6639249B2 (en) | 2001-08-06 | 2003-10-28 | Motorola, Inc. | Structure and method for fabrication for a solid-state lighting device |
| US6673667B2 (en) | 2001-08-15 | 2004-01-06 | Motorola, Inc. | Method for manufacturing a substantially integral monolithic apparatus including a plurality of semiconductor materials |
| US6737312B2 (en) | 2001-08-27 | 2004-05-18 | Micron Technology, Inc. | Method of fabricating dual PCRAM cells sharing a common electrode |
| US6881623B2 (en) * | 2001-08-29 | 2005-04-19 | Micron Technology, Inc. | Method of forming chalcogenide comprising devices, method of forming a programmable memory cell of memory circuitry, and a chalcogenide comprising device |
| US6784018B2 (en) | 2001-08-29 | 2004-08-31 | Micron Technology, Inc. | Method of forming chalcogenide comprising devices and method of forming a programmable memory cell of memory circuitry |
| US6955940B2 (en) * | 2001-08-29 | 2005-10-18 | Micron Technology, Inc. | Method of forming chalcogenide comprising devices |
| US6646902B2 (en) | 2001-08-30 | 2003-11-11 | Micron Technology, Inc. | Method of retaining memory state in a programmable conductor RAM |
| US6709958B2 (en) * | 2001-08-30 | 2004-03-23 | Micron Technology, Inc. | Integrated circuit device and fabrication using metal-doped chalcogenide materials |
| US6815818B2 (en) | 2001-11-19 | 2004-11-09 | Micron Technology, Inc. | Electrode structure for use in an integrated circuit |
| US6791859B2 (en) * | 2001-11-20 | 2004-09-14 | Micron Technology, Inc. | Complementary bit PCRAM sense amplifier and method of operation |
| US6873538B2 (en) * | 2001-12-20 | 2005-03-29 | Micron Technology, Inc. | Programmable conductor random access memory and a method for writing thereto |
| US6909656B2 (en) | 2002-01-04 | 2005-06-21 | Micron Technology, Inc. | PCRAM rewrite prevention |
| US20030143782A1 (en) * | 2002-01-31 | 2003-07-31 | Gilton Terry L. | Methods of forming germanium selenide comprising devices and methods of forming silver selenide comprising structures |
| US6867064B2 (en) * | 2002-02-15 | 2005-03-15 | Micron Technology, Inc. | Method to alter chalcogenide glass for improved switching characteristics |
| US6791885B2 (en) * | 2002-02-19 | 2004-09-14 | Micron Technology, Inc. | Programmable conductor random access memory and method for sensing same |
| US6891749B2 (en) * | 2002-02-20 | 2005-05-10 | Micron Technology, Inc. | Resistance variable ‘on ’ memory |
| US7151273B2 (en) | 2002-02-20 | 2006-12-19 | Micron Technology, Inc. | Silver-selenide/chalcogenide glass stack for resistance variable memory |
| US6847535B2 (en) | 2002-02-20 | 2005-01-25 | Micron Technology, Inc. | Removable programmable conductor memory card and associated read/write device and method of operation |
| US6809362B2 (en) * | 2002-02-20 | 2004-10-26 | Micron Technology, Inc. | Multiple data state memory cell |
| US7087919B2 (en) * | 2002-02-20 | 2006-08-08 | Micron Technology, Inc. | Layered resistance variable memory device and method of fabrication |
| US6937528B2 (en) * | 2002-03-05 | 2005-08-30 | Micron Technology, Inc. | Variable resistance memory and method for sensing same |
| US6849868B2 (en) | 2002-03-14 | 2005-02-01 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for resistance variable material cells |
| US6751114B2 (en) * | 2002-03-28 | 2004-06-15 | Micron Technology, Inc. | Method for programming a memory cell |
| US6864500B2 (en) | 2002-04-10 | 2005-03-08 | Micron Technology, Inc. | Programmable conductor memory cell structure |
| US6858482B2 (en) | 2002-04-10 | 2005-02-22 | Micron Technology, Inc. | Method of manufacture of programmable switching circuits and memory cells employing a glass layer |
| US6855975B2 (en) * | 2002-04-10 | 2005-02-15 | Micron Technology, Inc. | Thin film diode integrated with chalcogenide memory cell |
| US6731528B2 (en) * | 2002-05-03 | 2004-05-04 | Micron Technology, Inc. | Dual write cycle programmable conductor memory system and method of operation |
| US6890790B2 (en) | 2002-06-06 | 2005-05-10 | Micron Technology, Inc. | Co-sputter deposition of metal-doped chalcogenides |
| US6825135B2 (en) | 2002-06-06 | 2004-11-30 | Micron Technology, Inc. | Elimination of dendrite formation during metal/chalcogenide glass deposition |
| US7015494B2 (en) * | 2002-07-10 | 2006-03-21 | Micron Technology, Inc. | Assemblies displaying differential negative resistance |
| US6835619B2 (en) * | 2002-08-08 | 2004-12-28 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a memory transistor comprising a Schottky contact |
| US7209378B2 (en) * | 2002-08-08 | 2007-04-24 | Micron Technology, Inc. | Columnar 1T-N memory cell structure |
| US7018863B2 (en) * | 2002-08-22 | 2006-03-28 | Micron Technology, Inc. | Method of manufacture of a resistance variable memory cell |
| US6864521B2 (en) * | 2002-08-29 | 2005-03-08 | Micron Technology, Inc. | Method to control silver concentration in a resistance variable memory element |
| US6867996B2 (en) * | 2002-08-29 | 2005-03-15 | Micron Technology, Inc. | Single-polarity programmable resistance-variable memory element |
| US7364644B2 (en) * | 2002-08-29 | 2008-04-29 | Micron Technology, Inc. | Silver selenide film stoichiometry and morphology control in sputter deposition |
| US7163837B2 (en) | 2002-08-29 | 2007-01-16 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a resistance variable memory element |
| US7010644B2 (en) | 2002-08-29 | 2006-03-07 | Micron Technology, Inc. | Software refreshed memory device and method |
| US7294527B2 (en) | 2002-08-29 | 2007-11-13 | Micron Technology Inc. | Method of forming a memory cell |
| US20040040837A1 (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-04 | Mcteer Allen | Method of forming chalcogenide sputter target |
| US6867114B2 (en) * | 2002-08-29 | 2005-03-15 | Micron Technology Inc. | Methods to form a memory cell with metal-rich metal chalcogenide |
| US6831019B1 (en) | 2002-08-29 | 2004-12-14 | Micron Technology, Inc. | Plasma etching methods and methods of forming memory devices comprising a chalcogenide comprising layer received operably proximate conductive electrodes |
| DE10250357A1 (de) * | 2002-10-29 | 2004-05-19 | Infineon Technologies Ag | Ferroelektrische Speicherzelle |
| US6813178B2 (en) * | 2003-03-12 | 2004-11-02 | Micron Technology, Inc. | Chalcogenide glass constant current device, and its method of fabrication and operation |
| US7022579B2 (en) | 2003-03-14 | 2006-04-04 | Micron Technology, Inc. | Method for filling via with metal |
| US7050327B2 (en) * | 2003-04-10 | 2006-05-23 | Micron Technology, Inc. | Differential negative resistance memory |
| US6930909B2 (en) | 2003-06-25 | 2005-08-16 | Micron Technology, Inc. | Memory device and methods of controlling resistance variation and resistance profile drift |
| US6961277B2 (en) | 2003-07-08 | 2005-11-01 | Micron Technology, Inc. | Method of refreshing a PCRAM memory device |
| US7061004B2 (en) * | 2003-07-21 | 2006-06-13 | Micron Technology, Inc. | Resistance variable memory elements and methods of formation |
| US6903361B2 (en) * | 2003-09-17 | 2005-06-07 | Micron Technology, Inc. | Non-volatile memory structure |
| US7098068B2 (en) * | 2004-03-10 | 2006-08-29 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a chalcogenide material containing device |
| US7583551B2 (en) | 2004-03-10 | 2009-09-01 | Micron Technology, Inc. | Power management control and controlling memory refresh operations |
| KR100593607B1 (ko) * | 2004-05-13 | 2006-06-28 | 학교법인 동국대학교 | 강유전 반도체 물질을 포함하는 비휘발성 반도체 메모리소자 및 그 반도체 메모리 소자의 데이터 기입, 소거 및판독 방법 |
| US7326950B2 (en) * | 2004-07-19 | 2008-02-05 | Micron Technology, Inc. | Memory device with switching glass layer |
| US7190048B2 (en) * | 2004-07-19 | 2007-03-13 | Micron Technology, Inc. | Resistance variable memory device and method of fabrication |
| US7354793B2 (en) | 2004-08-12 | 2008-04-08 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a PCRAM device incorporating a resistance-variable chalocogenide element |
| US7447140B2 (en) | 2004-07-30 | 2008-11-04 | Seagate Technology Llc | Ferroelectric probe storage apparatus |
| US7365411B2 (en) * | 2004-08-12 | 2008-04-29 | Micron Technology, Inc. | Resistance variable memory with temperature tolerant materials |
| US7151688B2 (en) * | 2004-09-01 | 2006-12-19 | Micron Technology, Inc. | Sensing of resistance variable memory devices |
| US20060131555A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-22 | Micron Technology, Inc. | Resistance variable devices with controllable channels |
| US7374174B2 (en) * | 2004-12-22 | 2008-05-20 | Micron Technology, Inc. | Small electrode for resistance variable devices |
| US7317200B2 (en) | 2005-02-23 | 2008-01-08 | Micron Technology, Inc. | SnSe-based limited reprogrammable cell |
| US7269044B2 (en) | 2005-04-22 | 2007-09-11 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for accessing a memory array |
| US7709289B2 (en) | 2005-04-22 | 2010-05-04 | Micron Technology, Inc. | Memory elements having patterned electrodes and method of forming the same |
| US7427770B2 (en) * | 2005-04-22 | 2008-09-23 | Micron Technology, Inc. | Memory array for increased bit density |
| US7269079B2 (en) * | 2005-05-16 | 2007-09-11 | Micron Technology, Inc. | Power circuits for reducing a number of power supply voltage taps required for sensing a resistive memory |
| US7233520B2 (en) * | 2005-07-08 | 2007-06-19 | Micron Technology, Inc. | Process for erasing chalcogenide variable resistance memory bits |
| US7274034B2 (en) * | 2005-08-01 | 2007-09-25 | Micron Technology, Inc. | Resistance variable memory device with sputtered metal-chalcogenide region and method of fabrication |
| US7332735B2 (en) * | 2005-08-02 | 2008-02-19 | Micron Technology, Inc. | Phase change memory cell and method of formation |
| US7317567B2 (en) * | 2005-08-02 | 2008-01-08 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for providing color changing thin film material |
| US7579615B2 (en) * | 2005-08-09 | 2009-08-25 | Micron Technology, Inc. | Access transistor for memory device |
| US20070037316A1 (en) * | 2005-08-09 | 2007-02-15 | Micron Technology, Inc. | Memory cell contact using spacers |
| US7304368B2 (en) * | 2005-08-11 | 2007-12-04 | Micron Technology, Inc. | Chalcogenide-based electrokinetic memory element and method of forming the same |
| US7251154B2 (en) * | 2005-08-15 | 2007-07-31 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus providing a cross-point memory array using a variable resistance memory cell and capacitance |
| US20070041233A1 (en) * | 2005-08-19 | 2007-02-22 | Seagate Technology Llc | Wake-up of ferroelectric thin films for probe storage |
| US7277313B2 (en) * | 2005-08-31 | 2007-10-02 | Micron Technology, Inc. | Resistance variable memory element with threshold device and method of forming the same |
| US8089110B1 (en) * | 2006-02-09 | 2012-01-03 | Spansion Llc | Switchable memory diodes based on ferroelectric/conjugated polymer heterostructures and/or their composites |
| JP4487963B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2010-06-23 | Ｔｄｋ株式会社 | バリスタ及び発光装置 |
| US7560723B2 (en) | 2006-08-29 | 2009-07-14 | Micron Technology, Inc. | Enhanced memory density resistance variable memory cells, arrays, devices and systems including the same, and methods of fabrication |
| US8487450B2 (en) * | 2007-05-01 | 2013-07-16 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor constructions comprising vertically-stacked memory units that include diodes utilizing at least two different dielectric materials, and electronic systems |
| US8987702B2 (en) | 2007-05-01 | 2015-03-24 | Micron Technology, Inc. | Selectively conducting devices, diode constructions, constructions, and diode forming methods |
| US8068405B2 (en) * | 2007-06-30 | 2011-11-29 | Intel Corporation | Ferroelectric memory and method in which polarity of domain of ferroelectric memory is determined using ratio of currents |
| US8134194B2 (en) | 2008-05-22 | 2012-03-13 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, memory cell constructions, and memory cell programming methods |
| US8120951B2 (en) | 2008-05-22 | 2012-02-21 | Micron Technology, Inc. | Memory devices, memory device constructions, constructions, memory device forming methods, current conducting devices, and memory cell programming methods |
| US8467236B2 (en) * | 2008-08-01 | 2013-06-18 | Boise State University | Continuously variable resistor |
| WO2010029161A1 (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-18 | Imec | Patterned electret structures and methods for manufacturing patterned electret structures |
| US8008162B2 (en) | 2008-11-19 | 2011-08-30 | Micron Technology, Inc. | Select devices including an open volume, memory devices and systems including same, and methods for forming same |
| JP5465915B2 (ja) * | 2009-04-16 | 2014-04-09 | 国立大学法人信州大学 | 薄膜導電膜の形成方法 |
| FR2993705B1 (fr) * | 2012-07-20 | 2015-05-29 | Thales Sa | Dispositif comportant une pluralite de couches minces |
| EP2940749B1 (de) * | 2013-01-16 | 2018-03-14 | Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf e.V. | Komplementärer widerstandsschalter |
| JP6356486B2 (ja) * | 2014-05-21 | 2018-07-11 | 国立大学法人金沢大学 | 抵抗変化型メモリ及び抵抗変化型メモリの製造方法 |
| US11476340B2 (en) * | 2019-10-25 | 2022-10-18 | Ohio State Innovation Foundation | Dielectric heterojunction device |
| US11848389B2 (en) | 2020-03-19 | 2023-12-19 | Ohio State Innovation Foundation | Low turn on and high breakdown voltage lateral diode |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3623030A (en) * | 1970-05-22 | 1971-11-23 | Nasa | Semiconductor-ferroelectric memory device |
| JPS60182762A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-18 | Fujitsu Ltd | 薄膜ダイオ−ド |
| US5206829A (en) * | 1990-10-24 | 1993-04-27 | Sarita Thakoor | Thin film ferroelectric electro-optic memory |
| US5206788A (en) * | 1991-12-12 | 1993-04-27 | Ramtron Corporation | Series ferroelectric capacitor structure for monolithic integrated circuits and method |
-
1993
- 1993-12-23 BE BE9301444A patent/BE1007902A3/nl not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-12-14 EP EP94203619A patent/EP0660412A1/en not_active Withdrawn
- 1994-12-20 KR KR1019940035249A patent/KR950021480A/ko not_active Application Discontinuation
- 1994-12-20 US US08/359,375 patent/US5512773A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-21 JP JP6318432A patent/JPH07202139A/ja active Pending
- 1994-12-23 CN CN94113205A patent/CN1108816A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100421254C (zh) * | 2002-08-20 | 2008-09-24 | Nxp股份有限公司 | 铁电器件以及制造该器件的方法 |
| US8796819B2 (en) | 2006-07-06 | 2014-08-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Non-volatile memory device including a variable resistance material |
| CN101510564B (zh) * | 2009-03-27 | 2014-08-06 | 复旦大学 | 一种基于锆钛酸铅材料的隧道开关 |
| CN102142444A (zh) * | 2010-12-15 | 2011-08-03 | 清华大学 | 一种不挥发信息存储单元 |
| CN102142444B (zh) * | 2010-12-15 | 2012-09-05 | 清华大学 | 一种不挥发信息存储单元 |
| CN107946461A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-20 | 南方科技大学 | 一种铁电阻变存储器及其写入方法、读取方法和制备方法 |
| CN110379860A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-25 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种实现电极化整流效应的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950021480A (ko) | 1995-07-26 |
| EP0660412A1 (en) | 1995-06-28 |
| JPH07202139A (ja) | 1995-08-04 |
| US5512773A (en) | 1996-04-30 |
| BE1007902A3 (nl) | 1995-11-14 |
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