DE602005003232T2

DE602005003232T2 - Zugriff auf phasenänderungsspeicher

Info

Publication number: DE602005003232T2
Application number: DE602005003232T
Authority: DE
Inventors: Ward Boise PARKINSON; Charles San Jose Dennison; Stephen Santa Clara HUDGENS
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2025-06-25
Also published as: WO2006004677A1; TWI283407B; KR100851843B1; EP1771861A1; EP1771861B1; US20060002173A1; TW200617968A; KR20070024672A; CN1961378A; US6990017B1; CN100492540C; ATE377830T1; DE602005003232D1

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Phasenwechsel-Speichervorrichtungen.
Phasenwechsel-Speicherbausteine bzw. Phasenwechsel-Speichervorrichtungen verwenden Phasenwechselmaterialien bzw. Speicherstoffe, d. h. Materialen bzw. Stoffe, die elektrisch zwischen einem allgemein amorphen und einem allgemein kristallinen Zustand für eine Anwendung für elektrische Speicher wechseln bzw. umgeschaltet werden können. Eine Art von Speicherelement verwendet ein Speicherwechselmaterial, das gemäß einer Anwendung elektrisch zwischen einem strukturellen Zustand allgemein amorpher und allgemein kristalliner lokaler Ordnung oder zwischen unterschiedlichen detektierbaren Zuständen lokaler Ordnung umgeschaltet werden bzw. wechseln kann über das gesamte Spektrum zwischen vollständig amorphen und vollständig kristallinen Zuständen. Der Zustand der Phasenwechselmaterialien ist ferner dahingehend nicht flüchtig bzw. permanent, dass bei einer Einstellung in einem kristallinen, halb-kristallinen, amorphen oder halb-amorphen Zustand, der einen Widerstandswert darstellt, der Wert so lange gespeichert wird, bis er durch ein anderes Programmierungsereignis geändert wird, da dieser Wert eine Phase oder einen physikalischen Zustand des Materials darstellt (z. B. kristallin oder amorph). Der Zustand bleibt durch den Entzug von elektrischem Strom bzw. elektrischer Leistung unbeeinflusst.
Ein Transistor oder eine Diode kann mit dem Phasenwechselmaterial verbunden werden und als eine Auswahlvorrichtung für den Zugriff auf das Phasenwechselmaterial während Programmierungs- oder Leseoperationen fungieren. Der Transistor oder die Diode ist für gewöhnlich in oder auf der oberen Oberfläche eines Einkristall-Siliziumsubstrats ausgebildet. Transistoren können einen verhältnismäßig großen Teil des Speicherchips beanspruchen bzw. einnehmen und erhöhen somit die Größe der Speicherzelle, wodurch die Speicherkapazität und die Kosten/Bit eines Speicherchips nachteilig beeinflusst werden.
US2004/0114413 offenbart ein Phasenwechselelement, das in Reihe mit zwei Auswahlvorrichtungen verbunden ist, wie dies in dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 10 definiert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine Prinzipskizze eines Speichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Diagramm einer Strom-Spannungskennlinie einer Zugriffsvorrichtung;
3 ein Diagramm einer Strom-Spannungskennlinie einer kombinierten Zugriffsvorrichtung;
4 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des in der Abbildung aus 1 veranschaulichten Speichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
5 ein Blockdiagramm eines Abschnitts eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Genaue Beschreibung
In Bezug auf die Abbildung aus 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Speichers 100 dargestellt. Der Speicher 100 kann eine 3X3-Anordnung von Speicherzellen 111–119 aufweisen, wobei die Speicherzellen 111–119 jeweils eine Auswahlvorrichtung 120, eine Auswahlvorrichtung 125 und ein Speicherelement 130 aufweisen. In der Abbildung aus 1 ist zwar eine 3X3-Anordnung dargestellt, allerdings ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Der Speicher 100 kann eine größere Anordnung von Speicherzellen aufweisen.
In einem Ausführungsbeispiel können die Speicherelemente 130 ein Phasenwechselmaterial umfassen. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Speicher 100 als ein Phasenwechselspeicher bezeichnet werden. Ein Phasenwechselmaterial kann ein Material darstellen, das elektrische Eigenschaften (z. B. Widerstand, Kapazität, etc.) aufweist, die durch die Anwendung bzw. Zufuhr von Energie verändert werden können, wie zum Beispiel durch Wärme, Licht, Spannungspotenzial oder elektrischen Strom. Zu den Beispielen für ein Phasenwechselmaterial bzw. Phasenänderungsmaterial kann ein Chalcogenid-Material aufweisen.
Eine Chalcogenid-Legierung kann in einem Speicherelement oder in einem elektronischen Schalter eingesetzt werden. Bei einem Chalcogenid-Material kann es sich um ein Material handeln, das mindestens ein Element aus Spalte VI der Periodentabelle aufweist oder um ein Material, das ein oder mehrere Chalcogen-Elemente aufweist, wie zum Beispiel eines der Elemente aus Tellur, Schwefel oder Selen.
Der Speicher 100 kann Spaltenleitungen 141–143 und Zeilenleitungen 151–153 aufweisen, um eine bestimmte Speicherzelle der Anordnung während einer Schreib- oder Leseoperation auszuwählen. Die Spaltenleitungen 141–143 und die Zeilenleitungen 151–153 können auch als Adressleitungen bezeichnet werden, da diese Leitungen verwendet werden können, um die Speicherzellen 111–119 während der Programmierung oder während dem Lesen zu adressieren. Die Spaltenleitungen 141–143 können auch als Bitleitungen bezeichnet werden, und die Zeilenleitungen 151–153 können auch als Wortleitungen bezeichnet werden.
Die Speicherelemente 130 können über die Auswahlvorrichtungen 120, 125 mit den Zeilenleitungen 151–153 und mit den Spaltenleitungen 141–143 verbunden werden. Es sind zwar zwei Vorrichtungen 120, 125 dargestellt, wobei aber auch mehr Auswahlvorrichtungen verwendet werden können. Wenn somit eine bestimmte Speicherzelle (z. B. die Speicherzelle 115) ausgewählt wird, können Spannungspotenziale an die zugeordnete Spaltenleitung (z. B. 142) und Zeilenleitung (z. B. 152) der Speicherzelle angelegt werden, um ein Spannungspotenzial an der Speicherzelle anzulegen.
Die in Reihe geschalteten Auswahlvorrichtungen 120 und 125 können eingesetzt werden, um während der Programmierung oder dem Lesen des Speicherelements 120 auf das Speicherelement 130 zuzugreifen. Eine Auswahlvorrichtung ist ein Ovonic Threshold Switch bzw. Schwellwertschalter, der auch einer Chalcogenid-Legierung hergestellt werden kann, die keine Änderung bzw. keinen Wechsel aus der amorphen in die kristalline Phase aufweist und der eine schnelle, durch ein elektrisches Feld eingeleitete Änderung der elektrischen Leitfähigkeit erfährt, die nur so lange besteht, wie eine Haltespannung vorhanden bzw. gegeben ist. Die Auswahlvorrichtungen 120, 125 können als ein Schalter arbeiten, der entweder "ausgeschaltet" oder "eingeschaltet" ("ein" oder "aus") ist, abhängig von der Höhe des an der Speicherzelle angelegten Spannungspotenzials, und im Besonderen abhängig davon, ob der Strom durch die Auswahlvorrichtung dessen Schwellenstrom oder -spannung überschreitet, wodurch dann die Vorrichtung in dem Zustand "ein" ausgelöst wird. Bei dem ausgeschalteten Zustand bzw. "aus" kann es sich um einen im Wesentlichen elektrisch nicht leitenden bzw. nicht leitfähigen Zustand handeln, und bei dem eingeschalteten Zustand bzw. "ein" kann es sich um einem im Wesentlichen leitfähigen bzw. leitenden Zustand handeln, der einen niedrigeren Widerstand aufweist als der ausgeschaltete Zustand. In dem eingeschalteten Zustand entspricht die Spannung an der Auswahlvorrichtung deren Haltespannung V_H plus IxRon, wobei Ron der dynamische Widerstand von V_H ist. Zum Beispiel können die Auswahlvorrichtungen 120, 125 Schwellenspannungen aufweisen, und wenn ein Spannungspotenzial, das kleiner ist als die Schwellenspannung einer Auswahlvorrichtung 120, 125, an den Auswahlvorrichtungen 120, 125 angelegt wird, so kann mindestens eine der Auswahlvorrichtungen 120 oder 125 "ausgeschaltet" oder in einem Zustand mit verhältnismäßig hohem Widerstand verbleiben, so dass nur wenig oder gar kein elektrischer Strom durch die Speicherzelle fließt, und wobei der Großteil des Spannungsabfalls von der ausgewählten Zeile zu der ausgewählten Spalte an der Auswahlvorrichtung auftritt. Wenn alternativ ein Spannungspotenzial, das größer ist als die Schwellenspannungen der Auswahlvorrichtungen 120, 125, an den Auswahlvorrichtungen 120, 125 angelegt wird, so können sich beide Auswahlvorrichtungen 120, 125 "einschalten", d. h. in einem Zustand mit verhältnismäßig niedrigem Widerstand arbeiten, so dass elektrischer Strom durch die Speicherzelle fließt. Anders ausgedrückt können sich die Auswahlvorrichtungen 120, 125 in einem im Wesentlichen elektrisch nicht leitfähigen Zustand befinden, wenn eine niedrigere Spannung als ein vorbestimmtes Spannungspotenzial, wie z. B. der Schwellenspannung, an den Auswahlvorrichtungen 120, 125 angelegt wird. Die Auswahlvorrichtungen 120, 125 können sich in einem im Wesentlichen leitfähigen Zustand befinden, wenn eine höhere Spannung als das vorbestimmte Spannungspotenzial an den Auswahlvorrichtungen 120, 125 angelegt wird. Die Auswahlvorrichtungen 120, 125 können auch als eine Zugriffsvorrichtung, eine Isolationsvorrichtung oder ein Schalter bezeichnet werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann jede Auswahlvorrichtung 120, 125 ein Schalt- bzw. Wechselmaterial umfassen, wie zum Beispiel eine Chalcogenid-Legierung, und wobei sie als ein Ovonic Schwellwertschalter oder einfach als Ovonic Schalter bezeichnet werden kann.
Das Wechselmaterial der Auswahlvorrichtungen 120, 125 kann ein Material in einem im Wesentlichen amorphen Zustand sein, das zwischen zwei Elektroden positioniert ist, die wiederholt und umkehrbar zwischen einem "ausgeschalteten" Zustand mit höherem Widerstand (z. B. größer als zehn Megaohm) und einem "eingeschalteten" Zustand mit im Verhältnis niedrigeren Widerstand (z. B. etwa eintausend Ohm in Reihe mit V_H) geschaltet werden durch Zufuhr eines vorbestimmten elektrischen Stroms oder Spannungspotenzials. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann es sich bei jeder Auswahlvorrichtung 120, 125 um eine Vorrichtung mit zwei Anschlüssen handeln, die eine Strom-Spannungscharakteristik (I-V) ähnlich einem Phasenwechsel-Speicherelement aufweisen kann, das sich in dem amorphen Zustand befindet. Im Gegensatz zu einem Phasenwechsel-Speicherelement kann es aber sein, dass Wechselmaterial der Auswahlvorrichtungen 120, 125 die Phase nicht wechselt. Das heißt, das Wechselmaterial der Auswahlvorrichtungen 120, 125 muss kein programmierbares Material sein und als Folge dessen kann es sich bei den Auswahlvorrichtungen 120, 125 auch um andere Vorrichtungen als Speichervorrichtungen handeln, welche Informationen speichern können. Zum Beispiel kann das Wechsel- bzw. Schaltmaterial der Auswahlvorrichtungen 120, 125 permanent amorph sein, und die I-V-Charakteristik kann über die gesamte Lebens- bzw. Betriebsdauer unverändert bleiben. Ein repräsentatives Beispiel für I-V-Charakteristika der Auswahlvorrichtungen 120, 125 ist in den Abbildungen der 2 und 3 dargestellt.
Wenn in folgendem Bezug auf die Abbildung aus 3 in dem Niederspannungsmodus oder Modus mit niedrigem elektrischem Feld, d. h. wenn die an die Auswahlvorrichtung 120 angelegte Spannung niedriger ist als eine Schwellenspannung (gekennzeichnet mit V_TH), so kann sich die Auswahlvorrichtung 120 in dem "ausgeschalteten" Zustand oder nicht leitenden Zustand befinden und einen verhältnismäßig hohen Widerstand aufweisen, der zum Beispiel größer ist als etwa zehn Megaohm. Die Auswahlvorrichtung 120 kann in dem ausgeschalteten Zustand verbleiben, bis eine ausreichend hohe Spannung, wie z. B. V_TH, angelegt wird, oder wenn ein ausreichender Strom angelegt wird, wie z. B. I_TH, der die Auswahlvorrichtung 120 in einen leitfähigen Einschaltzustand mit verhältnismäßig niedrigem Widerstand schalten kann. Nachdem ein Spannungspotenzial von mehr als etwa V_TH an die Auswahlvorrichtung 120 angelegt worden ist, kann das Spannungspotenzial an der Auswahlvorrichtung 120 auf ein Haltespannungspotenzial, bezeichnet mit V_H, fallen ("zurückschnappen"). Das Zurückschnappen kann sich auf den Spannungsunterschied zwischen V_TH und V_H einer Auswahlvorrichtung beziehen.
In dem eingeschalteten Zustand kann das Spannungspotenzial an der Auswahlvorrichtung 120 nah an der Haltespannung von V_H bleiben, während der durch die Auswahlvorrichtung 120 fließende Strom erhöht wird. Die Auswahlvorrichtung 120 kann eingeschaltet bleiben, bis der Strom durch die Auswahlvorrichtung 120 unter einen Haltestrom fällt, bezeichnet mit I_H. Unter diesem Wert kann sich die Auswahlvorrichtung 120 ausschalten und in den ausgeschalteten Zustand mit verhältnismäßig hohem Widerstand zurückkehren, bis V_TH und I_TH erneut überschritten werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung 120 (2) einen höheren Widerstand und eine höhere Schwellenspannung (V_TH) als die Vorrichtung 125 (3) aufweisen. Die Vorrichtung 120 kann auch eine höhere Aktivierungsenergie aufweisen. Die Schwellen- und Haltespannungen der Vorrichtung 125 können im Wesentlichen übereinstimmend sein, und in einem Ausführungsbeispiel ist die Rückschnappspannung kleiner als 0,25 Volt. Die Vorrichtung 125 kann einen höheren Verlust aufweisen als die Vorrichtung 120 und eine V_TH, die im Wesentlichen kleiner oder gleich ihrer V_H ist. Wenn die V_TH kleiner ist als V_H, wird die Rückschnappspannung minimiert. Vorzugsweise ist die V_H der Vorrichtung 125 größer als die Rückschnappspannung der Vorrichtung 120. Wenn beide Vorrichtungen 120 und 125 eingeschaltet sind, ist die V_H der beiden in Reihe geschalteten Vorrichtungen gleich der Summe der Haltespannung an jeder Vorrichtung, wenn beide Vorrichtungen eingeschaltet sind. Die kombinierten Vorrichtungen 120, 125 können eine V_H aufweisen, die mit der Rückschnappspannung der Vorrichtung 120 vergleichbar ist. Durch Anpassen des Schwellenstroms der Vorrichtung 120, so dass dieser deutlich niedriger ist als der Schwellenstrom der Vorrichtung 125, kann die Spannung an der Vorrichtung 125 dann zum Zeitpunkt der Auslösung der Vorrichtung 120 minimiert werden, wodurch die Rückschnappspannung minimiert wird. Wenn die V_H der Vorrichtung 125 höher ist als die Rückschnappspannung der Vorrichtung 120 und etwa gleich der Schwellenspannung der Vorrichtung 125, so arbeiten die Vorrichtungen 120 und 125 zusammen mit geringer Rückschnappspannung, wenn die Kombination aus dem ausgeschalteten Zustand in den eingeschalteten Zustand geschaltet wird, nachdem ein größerer Strom zugeführt worden ist als der höhere Schwellenstrom des Paares, wobei es sich in bestimmten Ausführungsbeispielen um den Schwellenstrom der Vorrichtung 125 handeln kann. In einem Ausführungsbeispiel kann der Widerstand der Vorrichtung 120 zehnmal so groß sein wie der Widerstand der Vorrichtung 125 zu dem Zeitpunkt, wenn die Vorrichtung 120 eingeschaltet wird, so dass der Großteil des Spannungsabfalls an 120 auftritt.
In folgendem Bezug auf die Abbildung aus 4 ist eine Ausführung einer Speicherzelle (z. B. 115) des Speichers 100 in einem vertikalen Stapel in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet. Es können aber auch andere Konfigurationen eingesetzt werden, einschließlich Konfigurationen, bei denen die Reihenfolge bzw. Anordnung der Vorrichtungen anders ist und einschließlich Konfigurationen mit zwei oder drei in Reihe verdrahteten diskreten Stapeln. Die Speicherzelle 115 kann ein Substrat 240, Isoliermaterial 260, welches das Substrat 240 überlagert, und leitfähiges Material 270, das das Isoliermaterial 260 überlagert, umfassen. Bei dem leitfähigen Material 270 kann es sich um eine Adressleitung (z. B. eine Zeilenleitung 152) handeln. Über dem leitfähigen Material 270 kann die Elektrode 340 zwischen Abschnitten des Isoliermaterials 280 ausgebildet werden. Über der Elektrode 340 können sequentielle lagen bzw. Schichten eines Speichermaterials 350, eines Elektrodenmaterials 360, eines Wechsel- bzw. Schaltmaterials 920, wie etwa von nicht programmierbarem Chalcogenid mit einem niedrigeren Schwellenstrom und einer höheren Schwellenspannung im Verhältnis zu der zugehörigen V_H, eines Elektrodenmaterials 930, eines Schalt- bzw. Wechselmaterials 940, wie etwa eines nicht programmierbaren Chalcogenids mit einem höheren Schwellenstrom und einer niedrigeren Schwellenspannung, die ungefähr gleich V_H ist, eines Elektrodenmaterials 950 und eines leitfähigen Materials 980 abgeschieden werden, so dass eine vertikale Speicherzellenstruktur gebildet wird. Bei dem leitfähigen Material 980 kann es sich um eine Adressleitung (z. B. eine Spaltenleitung 1429 handeln.
Bei einem Substrat 240 kann es sich zum Beispiel um ein Halbleitersubstrat (z. B. ein Siliziumsubstrat) handeln, obgleich der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist. Zu anderen geeigneten Substraten zählen insbesondere Substrate, die Keramikwerkstoffe, organisches Material oder einen Glaswerkstoff enthalten.
Eine Schicht aus isolierendem Material 260 kann über dem Substrat 240 ausgebildet werden und dieses berühren. Das isolierende Material 260 kann ein dielektrisches Material darstellen, bei dem es sich um ein thermisch und/oder elektrisch isolierendes Material handelt, wie zum Beispiel Siliziumdioxid, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich jedoch nicht beschränkt ist. Das isolierende Material 260 kann eine Dicke aufweisen, die im Bereich von etwa 300 Å bis etwa 10.000 Å liegt, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich jedoch nicht beschränkt ist. Das isolierende Material 260 kann unter Verwendung einer chemischen oder chemisch-mechanischen Poliertechnik (CMP-Technik) planarisiert werden.
Ein dünner Film eines leitfähigen Materials 270 kann das isolierende Material 270 überlagernd gebildet werden, wie zum Beispiel unter Verwendung eines PVD-Verfahrens. Das leitfähige Material 270 kann unter Verwendung fotolithografischer und Ätztechniken gemustert werden, so dass in die Y-Richtung eine geringe Breite gebildet wird (in der Ansicht aus 4 orthogonal). Die Filmdicke des leitfähigen Materials 270 kann zwischen etwa 20 Å und etwa 2.000 Å liegen. In einem Ausführungsbeispiel kann die Dicke des leitfähigen Materials 270 zwischen etwa 200 Å und etwa 1.000 Å liegen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Dicke des leitfähigen Materials 270 etwa 500 Å entsprechen.
Bei dem leitfähigen Material 270 kann es sich um eine Adressleitung des Speichers 100 handeln (z. B. die Zeilenleitung 151, 152 oder 153). Bei dem leitfähigen Material 270 kann es sich zum Beispiel um einen Wolframfilm (W-Film), einen dotierten polykristallinen Siliziumfilm, einen Ti-Film, einen TiN-Film, einen TiW-Film, einen Aluminiumfilm (Al-Film), einen Kupferfilm (Cu-Film) oder eine bestimmte Kombination dieser Filme handeln. In einem Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem leitfähigen Material 270 um einen polykristallinen Siliziumfilm mit einem Widerstand handeln, der die Befestigung von feuerfestem Silizid auf dessen oberen Oberfläche verringert, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist.
Ein isolierendes Material 280 kann gebildet werden, das das leitfähige Material 270 überlagert, und zwar zum Beispiel unter Verwendung eines PECVD-Prozesses (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition bzw. durch Plasma unterstützte chemische Abscheidung), eines HDP-Verfahrens (High Density Plasma), ein Aufschleuder- und Bake Sol-gel-Verfahren. Bei dem isolierenden Material 280 kann es sich um ein dielektrisches Material handeln, das ein thermisch und/oder elektrisch isolierendes Material darstellen kann, wie zum Beispiel Siliziumdioxid, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung jedoch nicht auf diesen Aspekt beschränkt ist. Das isolierende Material 280 kann eine Dicke im Bereich von etwa 100 Å bis etwa 4.000 Å aufweisen, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung jedoch diesbezüglich nicht beschränkt ist. In einem Ausführungsbeispiel kann die Dicke des isolierenden Materials 280 im Bereich von etwa 500 Å bis etwa 2.500 Å liegen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Dicke des isolierenden Materials 280 etwa 1.200 Å betragen.
Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist zwar diesbezüglich nicht beschränkt, jedoch kann das isolierende Material 280 unter Verwendung einer chemischen oder CMP-Technik planarisiert werden. Die resultierende Dicke des isolierenden Materials 280 kann zwischen etwa 20 Å und etwa 4.000 Å liegen. In einem Ausführungsbeispiel kann die Dicke des isolierenden Materials 280 nach dem Planarisieren zwischen etwa 200 Å und etwa 2.000 Å liegen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Dicke des isolierenden Materials 280 etwa 900 Å betragen.
Bei dem Speichermaterial 350 kann es sich um ein programmierbares Phasenwechselmaterial handeln, das in einen von mindestens zwei Speicherzuständen programmiert werden kann, indem ein Strom dem Speichermaterial 350 zugeführt wird, um die Phase des Speichermaterials 350 zwischen einem im Wesentlichen kristallinen Zustand und einem im Wesentlichen amorphen Zustand zu verändern, wobei ein Widerstand des Speichermaterials 350 in dem im Wesentlichen amorphen Zustand größer ist als der Widerstand des Speichermaterials 350 in dem im Wesentlichen kristallinen Zustand.
Die Programmierung des Speichermaterials 350 zur Veränderung des Zustands oder der Phase des Materials kann erreicht werden durch Anlegen von Spannungspotenzialen an die leitfähigen Materialien 340 und 980, wodurch ein Spannungspotenzial an den Auswahlvorrichtungen 120, 125 und dem Speicherelement 130 erzeugt wird. Wenn das Spannungspotenzial höher ist als die Schwellenspannungen der Auswahlvorrichtungen 120, 125 und des Speicherelements 130, so kann ein elektrischer Strom durch das Speichermaterial 350 fließen als Reaktion auf die angelegten Spannungspotenziale, und wobei dies zu einer Erwärmung bzw. Erhitzung des Speichermaterials 350 führen kann.
Diese Erwärmung kann den Speicherzustand oder die Phase des Speichermaterials 350 verändern. Die Veränderung der Phase oder des Zustands des Speichermaterials 350 kann die elektrische Eigenschaft des Speichermaterials 350 verändern, wobei z. B. der Widerstand des Materials verändert werden kann, indem die Phase des Speichermaterials 350 verändert wird.
Das Speichermaterial 350 kann auch als ein programmierbares widerstandsfähiges Material bezeichnet werden.
In dem Zustand "zurücksetzen" kann sich das Speichermaterial 350 in einem amorphen oder halb-amorphen Zustand befinden, und in dem Zustand "gesetzt" kann sich das Speichermaterial 350 in einem kristallinen oder halbkristallinen Zustand befinden. Der Widerstand des Speichermaterials 350 in dem amorphen oder halb-amorphen Zustand kann größer sein als der Widerstand des Speichermaterials 350 in dem kristallinen oder halbkristallinen Zustand. Hiermit wird festgestellt, dass die entsprechende Zuordnung von zurückgesetzt und gesetzt zu den amorphen bzw. kristallinen Zuständen eine Konvention darstellt und dass zumindest eine entgegengesetzte Konvention angenommen werden kann.
Unter Verwendung von elektrischem Strom kann das Speichermaterial 350 auf eine im Verhältnis höhere Temperatur erhitzt werden, um das Speichermaterial 350 zu amorphisieren und das Speichermaterial 350 "zurückzusetzen" (z. B. das Speichermaterial 350 mit einem logischen Wert von "0" programmieren). Das Erhitzen des Volumens des Speichermaterials 350 auf eine im Verhältnis niedrigere Kristallisierungstemperatur kann das Speichermaterial 350 kristallisieren und das Speichermaterial 350 "setzen" (z. B. wird das Speichermaterial 350 auf einen logischen Wert von "1" programmiert). Verschiedene Widerstände des Speichermaterials 350 können erreicht werden, um Informationen zu speichern, indem die Höhe des Stromflusses und die Dauer durch das Volumen des Speichermaterials 350 angepasst werden.
Die Auswahlvorrichtung 125 kann eine untere Elektrode 360 und ein Wechselmaterial 920 aufweisen, welches die untere Elektrode 360 überlagert, wie dies in der Abbildung aus 4 dargestellt ist. Anders ausgedrückt kann Wechselmaterial 920 über der unteren Elektrode 360 ausgebildet werden und diese berühren. Darüber hinaus kann die Auswahlvorrichtung 125 eine obere Elektrode 930 aufweisen, welche das Wechselmaterial 920 überlagert.
Obgleich der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist, kann es sich bei der unteren Elektrode 360 um ein dünnes Filmmaterial mit einer Filmdicke zwischen etwa 20 Angström (Å) und etwa 2.000 Å handeln. In einem Ausführungsbeispiel kann die Dicke der Elektrode 360 zwischen etwa 100 Å und etwa 1.000 Å liegen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Dicke der Elektrode 360 etwa 300 Å betragen. Zu den geeigneten Materialien für die untere Elektrode 360 zählen unter anderem ein dünner Film aus Titan (Ti), Titannitrid (TiN), Titan-Wolfram (TiW), Kohlenstoff (C), Siliziumkarbid (SiC), Titan-Aluminiumnitrid (TiAlN), Titan-Siliziumnitrid (TiSiN), polykristallines Silizium, Tantalnitrid (TaN), bestimmte Kombinationen dieser Filme oder andere geeignete Leiter oder widerstandsfähige Leiter, die mit dem Wechselmaterial 940 kompatibel sind.
Obgleich der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist, kann es sich bei dem Wechselmaterial 920 um ein dünnes Filmmaterial mit einer Dicke im Bereich von etwa 20 Å bis etwa 2.000 Å handeln. In einem Ausführungsbeispiel kann die Dicke des Wechselmaterials 920 zwischen etwa 200 Å und etwa 1.000 Å liegen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Dicke des Schaltmaterials 920 etwa 500 Å betragen.
Das Wechselmaterial 920 kann so gebildet werden, dass es die untere Elektrode 360 überlagert, unter Verwendung eines Dünnfilmabscheidungsverfahrens wie zum Beispiel eines CVD-Prozesses (Chemical Vapor Deposition) oder eines PVD-Prozesses (Physical Vapor Deposition). Bei dem Wechselmaterial 920 kann es sich um einen dünnen Film eines Chalcogenid-Materials oder eines ovonischen bzw. Ovonic Materials handeln, und wobei das Material zwischen einem "ausgeschalteten" Zustand mit höherem Widerstand und einem "eingeschalteten" Zustand mit im Verhältnis niedrigeren Widerstand umgeschaltet werden kann, indem ein vorbestimmter elektrischer Strom oder ein vorbestimmtes Spannungspotenzial angelegt bzw. zugeführt werden. Bei dem Wechselmaterial 920 kann es sich um ein nicht programmierbares Material handeln.
Obgleich der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist, kann die Zusammensetzung des Wechselmaterials 920 in einem Ausführungsbeispiel eine Si-Konzentration in Höhe von etwa 14%, eine Te-Konzentration in Höhe von etwa 39%, eine As-Konzentration in Höhe von etwa 37%, eine Ge-Konzentration in Höhe von etwa 9% und eine In-Konzentration in Höhe von etwa 1% aufweisen. In einem weiteren Beispiel kann die Zusammensetzung des Wechselmaterials 940 eine Si-Konzentration von etwa 14%, eine Te-Konzentration von etwa 39%, eine As-Konzentration von etwa 37%, eine Ge-Konzentration von etwa 9% und eine P-Konzentration von etwa 1% aufweisen. In diesen Beispielen handelt es sich bei den prozentualen Anteilen um Atomanteile handeln, die insgesamt 100% der Atome der Bestandteile ergeben.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine Zusammensetzung für das Wechselmaterial 920 eine Legierung als Arsen (As), Tellur (Te), Schwefel (S), Germanium (Ge), Selen (Se) und Antimon (Sb) mit entsprechenden prozentualen Atomanteilen von 10%, 21%, 2%, 15%, 50% und 2% aufweisen.
Obgleich der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist, kann das Wechselmaterial 920 in anderen Ausführungsbeispielen Si, Te, As, Ge, Schwefel (S) und Selen (Se) aufweisen. Als ein Beispiel kann die Zusammensetzung des Wechselmaterials 940 eine Si-Konzentration von etwa 5%, eine Te-Konzentration von etwa 34%, eine As-Konzentration von etwa 28%, eine Ge-Konzentration von etwa 11%, eine S-Konzentration von etwa 21% und eine Se-Konzentration von etwa 1% umfassen.
Bei der obern Elektrode 930 kann es sich um ein dünnes Filmmaterial mit einer Dicke handeln, die zwischen etwa 20 Å und etwa 2.000 Å liegt. In einem Ausführungsbeispiel kann die Dicke der Elektrode 930 zwischen etwa 100 Å und etwa 1.000 Å liegen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Dicke der Elektrode 930 etwa 300 Å betragen. Zu den geeigneten Materialien für die obere Elektrode 230 zählen unter anderem ein dünner Film aus Titan (Ti), Titannitrid (TiN), Titan-Wolfram (TiW), Kohlenstoff (C), Siliziumkarbid (SiC), Titan-Aluminiumnitrid (TiAlN), Titan-Siliziumnitrid (TiSiN), polykristallines Silizium, Tantalnitrid (TaN), bestimmte Kombinationen dieser Filme oder andere geeignete Leiter oder widerstandsfähige Leiter, die mit dem Wechselmaterial 920 kompatibel sind.
In einem Ausführungsbeispiel können die obere Elektrode und die untere Elektrode Kohlenstoff umfassen und eine Dicke von etwa 500 Å aufweisen. Die obere Elektrode 930 kann auch als oben angeordnete Elektrode bezeichnet werden, und die untere Elektrode 360 kann auch als eine unten angeordnete Elektrode bezeichnet werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Auswahlvorrichtung 125 als eine vertikale Struktur bezeichnet werden, da elektrischer Strom vertikal durch das Wechselmaterial 920 zwischen der oberen Elektrode 930 und der unteren Elektrode 360 fließen kann. Die Auswahlvorrichtung 125 kann als eine Dünnfilm-Auswahlvorrichtung bezeichnet werden, wenn dünne Filme für das Wechselmaterial 920 und die Elektroden 930 und 360 verwendet werden.
Der Schwellenstrom (I_TH) der Auswahlvorrichtung 125 kann niedriger sein als der Schwellenstrom für eine ovonische Speichervorrichtung, die in einen amorphen Zustand mit hohem Widerstand gesetzt ist. Der Widerstand der Auswahlvorrichtungen 120, 125 zu dem Zeitpunkt, wenn die Auswahlvorrichtungen sich einschalten, kann deutlich größer, bis zu zehnmal größer sein, als der Widerstand des Speicherelements 130, so dass wenn eine Auswahlvorrichtung 120 oder 125 eingeschaltet ist, der Großteil der Spannung an der Auswahlvorrichtung gegeben ist, um die Spannungsschwankung zu minimieren, mit der die Auswahlvorrichtung schaltet. Die Schwellenspannung (V_TH) der Auswahlvorrichtung 125 kann verändert werden, indem die Prozessvariablen angepasst werden, wie zum Beispiel die Dicke oder die Legierungszusammensetzung des Wechselmaterials 920 und der aktiven Fläche der Berührungselektrode. Zum Beispiel kann eine größere Dicke des Wechselmaterials 920 die Schwellenspannung der Auswahlvorrichtung 125 erhöhen, was dazu führt, dass die Rückschnappspannung erhöht wird, wenn V_H der Vorrichtung unverändert bleibt. Die Haltespannung (V_H) der Auswahlvorrichtung 125 kann durch die Art des Kontakts mit der Schaltvorrichtung 125 angepasst oder eingestellt werden, wobei zum Beispiel die Zusammensetzung der Elektroden 360 und 930 die Haltespannung der Auswahlvorrichtung 125 bestimmen kann.
Das Wechselmaterial 940 und die Elektroden 930 und 950 können die Auswahlvorrichtung 120 bilden. Das Wechselmaterial 940 kann gebildet werden unter Verwendung ähnlicher, jedoch unterschiedlicher Materialien und ähnlicher jedoch unterschiedlicher Herstellungstechniken im Vergleich zur Bildung des hierin beschriebenen Wechselmaterials 920. Die Wechselmaterialien 920 und 940 können aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt sein. In einem Ausführungsbeispiel kann das Wechselmaterial 920 zum Beispiel aus einem Chalcogenid-Material bestehen, und wobei das Wechselmaterial 940 aus einem anderen Chalcogenid-Material bestehen kann.
Die Schwellenspannung einer Auswahlvorrichtung 120 oder 125 kann durch die Dicke oder die Legierungszusammensetzung des Wechselmaterials des ovonischen Schalters bestimmt werden, und die Haltespannung des ovonischen Schalters kann durch die Zusammensetzung der Elektroden bestimmt werden, welche das Wechselmaterial des ovonischen Schalters berühren. In einem Ausführungsbeispiel kann die Rückschnappspannung der Vorrichtung 125 somit reduziert werden, indem die Dicke des Wechselmaterials verringert und eine bestimmte Art von Elektrode eingesetzt wird.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Wechselmaterial 920 dünner sein als die Dicke des Wechselmaterials 940, um Undichtigkeiten bzw. Verluste zu reduzieren. Alternativ kann das Material 920 aus einer Legierung mit geringerem Verlust hergestellt werden, wie etwa aus einer Legierung mit einem größeren Halbleiter-Bandabstand im Bereich von 0,8 eV bis 1,0 eV, wie etwa eine As-, Se-, Ge-Legierung mit 20% bis 40% Ge. Eine geeignete Legierung weist (in Atomprozent) 10% As, 21% Te, 2% S, 15% Ge, 50% Se und 2% Sb auf, mit einem Bandabstand von etwa 0,85 eV. Als ein weiteres Beispiel kann das Schaltelement 920 gemessen in die horizontale Richtung eine kleinere Fläche aufweisen, um Verluste zu reduzieren.
Die Vorrichtung 125 kann unter Verwendung einer anderen Legierung als Wechselmaterial 940 hergestellt werden (z. B. Te 39%, As 37%, Si 17%, Ge 7%), mit 10 bis 20% zugesetztem Silizium in einem Ausführungsbeispiel. Die Legierung für das Material 940 kann eine Legierung mit höherem Verlust darstellen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Schwellenspannung der Auswahlvorrichtung 120 etwa 3 Volt betragen, und die Haltespannung der Auswahlvorrichtung 120 kann etwa ein Volt betragen. Die Schwellenspannung der Auswahlvorrichtung 125 kann etwa 1,1 Volt oder weniger betragen, und die Haltespannung der Auswahlvorrichtung 125 kann etwa ein Volt betragen. Die Schwellenspannung der Vorrichtung 130 kann niedriger sein als die Rückschnappspannung der Reihenkombination der Vorrichtungen 120 und 125, so dass V_TH der Speichervorrichtung 130 nicht überschritten wird, wenn die Auswahlvorrichtung zurückschnappt. Zur weiteren Reduzierung der Rückschnappspannung können mehr als eine Vorrichtung wie die Vorrichtung 125 in Reihe mit der Vorrichtung 120 platziert werden. Als weitere Option kann die Vorrichtung 120 aus einem Material mit einer höheren Aktivierungsenergie hergestellt werden. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung 120 aus einem Chalcogenid mit einer höheren Glasübergangstemperatur gebildet werden.
Ferner können der Verlust und der Schwellenstrom der Vorrichtung 120 kleiner sein als der Verlust der Vorrichtung 125 und des Speicherelements 130, so dass bis die Vorrichtung 120 ausgelöst wird (wenn ihre Spannung die Schwellenspannung überschreitet), die Spannung an der Vorrichtung 125 und dem Element 130 auf eine verhältnismäßig insignifikante Spannung minimiert werden kann, und wobei der Verlust in der Reihenkombination minimiert werden kann, wenn die Auswahl aufgehoben wird. In einem Ausführungsbeispiel kann die Spannung an der Vorrichtung 130 niedriger sein als 10% der Spannung an der Vorrichtung 120, bis diese ausgelöst wird. Zum Beispiel kann der Widerstand an der Vorrichtung 125 und an dem Element 130 zehnmal niedriger sein als der Widerstand an der Vorrichtung 120, bis die Vorrichtung 120 durch Überschreiten ihrer Schwellenspannung ausgelöst wird. Die Erhöhung der Schwellenspannung für die kombinierte Serienanordnung der Vorrichtungen ist ein Widerstandsteiler an der Vorrichtung 120. Das heißt, der Anstieg im Verhältnis zu der Gesamtspannung an der ausgewählten Zeile und die Spaltenspannung, die an der Vorrichtung 120 gegeben ist, ist proportional zu dem Spannungsabfall an der Vorrichtung 125 und dem Element 130, wobei eine Reduzierung möglich ist durch Erhöhen des Verlusts und Senken des Widerstands der Vorrichtung 125 im Verhältnis zu der Vorrichtung 120 zu dem Zeitpunkt, wenn die Vorrichtung 120 eingeschaltet wird. Das Halten der in Reihe geschalteten Vorrichtungen 120 und 125 in dem Einschaltzustand von V_H wird gewährleistet, indem der Strom über I_H beider Vorrichtungen gehalten wird, nachdem diese eingeschaltet worden sind, und der Haltestrom und die Schwellenströme (I_TH) der Auswahlvorrichtung 120 oder 125 (I_TH) können so angepasst werden, dass sie niedriger sind als der Strom I_TH des Speicherelements 130.
Wenn die Vorrichtung 120 zum Beispiel bei 3,3 Volt an den Auswahlvorrichtungen 120 und 125 auslöst und in Bezug auf das Speicherelement 130 auf eine Haltespannung von einem Volt, so verbleiben 2,3 Volt an der verbleibenden Vorrichtung 125 und einem Speicherelement 130. Die 2,3 Volt sind angemessen, um die Vorrichtung 125 auszulösen, und die relativen Widerstände der Vorrichtung 125 und 130 können so gegeben sein, dass der Großteil der Spannung an der Vorrichtung 125 gegeben ist, so dass nur diese schaltet, wobei das Speicherelement 130 ungeschaltet auf der angelegten Spannungsbalance verbleibt (oberhalb der Spannung der Vorrichtung 120 + V_H der Vorrichtung 125), so dass die Haltespannung der Vorrichtung 125 zu der Haltespannung der Vorrichtung 120 addiert wird, wobei die Spannungsbalance an dem Speicherelement 130 gegeben ist. Die resultierende Rückschnappspannung der Kombination der Vorrichtungen 120 und 130 entspricht 3,3 Volt minus V_H der Vorrichtung 120 minus V_H der Vorrichtung 125 minus der Spannung an dem Element 130, z. B. 1,3 Volt. Diese Spannung kann weiter reduziert werden durch Erhöhen der Haltespannung einer der Vorrichtungen oder durch Reduzieren der Schwellenspannung einer der Vorrichtungen 120 oder 125 oder durch Hinzufügen von zusätzlichen Vorrichtungen 125 zu der in Reihe geschalteten Kombination.
Nachdem die Vorrichtungen 120 und 125 ausgelöst worden sind liegt die Balance der auf der Bitleitung entwickelten Spannung oberhalb der Zeilenleitung an dem Speicherelement 130 an. Wenn die Spannung zunimmt, wenn die Spaltenleitung durch eine Stromquelle gesteuert wird, kann die Spannung als eine eins gelesen werden, wenn das Element 130 zurückgesetzt wird, da die Spaltenleitungsspannung weiter zunimmt und die Sensor- oder Referenzspannung überschreitet. Wenn nach einem angemessenen Zeitraum die Spaltenleitung die Referenzspannung nicht überschreitet, so wird das Bit gesetzt und zwar in dem Zustand mit niedrigerem Widerstand.
Für eine Kombination aus Auswahlvorrichtung und Speicherelement ohne Rückschnappen nimmt die Gesamtspannung an den kombinierten Vorrichtungen 120 und 125 zu, wenn der zunehmende Strom in das Paar gedrängt wird. Wenn die Schwellenspannung der Vorrichtung 120 gleich der Haltespannung der Vorrichtung 120 plus der Haltespannung der Vorrichtung 125 ist, und wenn die Schwellenspannung der Vorrichtung 125 gleich der Haltespannung der Vorrichtung 125 ist, so wird die Rückschnappspannung der Vorrichtung 120 in dem Spannungsanstieg an der Vorrichtung 125 absorbiert, ohne dass die Vorrichtung 130 den Schwellenwert erreicht, wobei es danach so erscheint, dass die Auswahlvorrichtungen in der Reihe keine Rückschnappspannung in der Kombination aufweisen. Zum Absorbieren der Rückschnappspannung der ersten Vorrichtung muss die Schwellenspannung der Vorrichtung 120 abzüglich der Haltespannung der Vorrichtung 120 kleiner sein als die Schwellenspannung von 125, welche vorzugsweise kleiner ist als die Haltespannung der Vorrichtung 125.
Wenn zum Beispiel die Schwellenspannung der Vorrichtung 125 gleich der Haltespannung der Vorrichtung 125 ist, die in dem vorliegenden Beispiel gleich 1,5 Volt ist, und wenn die Schwellenspannung der Vorrichtung 120 gleich 2,6 Volt ist, mit einer Haltespannung von 1,5 Volt, so ist die Spannung an der Vorrichtung 125 auf dem Schwellenwert der Vorrichtung 120 gleich 0,4. Der Widerstand der Vorrichtung 125 auf einem Schwellenstrom der Vorrichtung 120, der durch die Vorrichtung fließt, kann etwa 10% des Widerstands der Vorrichtung 120 auf dessen Schwellenspannung entsprechen. Unmittelbar vor der Schwellenwerterreichung der Vorrichtung 120 beträgt die Spannung an der Vorrichtung 120 somit 2,6 Volt, wobei die Spannung an der Vorrichtung 125 gleich 0,3 Volt ist, und wobei die Spannung insgesamt gleich 2,9 Volt ist.
Nachdem die Vorrichtung 120 den Schwellenwert erreicht hat, entspricht die Spannung an der Vorrichtung 120 der Haltespannung de Vorrichtung 120 bzw. 1,5 Volt, während die Spannung an der Vorrichtung 125 gleich 1,4 Volt ist, wobei dieser Wert weiterhin unter der Schwellenspannung und der Haltespannung des Speicherelements liegt. Die Spannung insgesamt beträgt danach 2,9 Volt ohne Rückschnappen, da zusätzliche 0,1 Volt an der Vorrichtung 125 angelegt werden müssen, damit diese zurückschnappt.
Als ein weiteres Beispiel kann die Vorrichtung 125 eine Schwellenspannung aufweisen, die gleich ihrer Haltespannung von 1,5 Volt ist, und die Schwellenspannung der Vorrichtung 120 kann gleich 2,6 Volt sein, wobei die Haltespannung 1,5 Volt beträgt. Unmittelbar vor dem Erreichen des Schwellenwerts durch die Vorrichtung 120 weist die Vorrichtung 120 dabei eine Spannung von 2,6 Volt auf, wobei die Vorrichtung 125 0,7 Volt aufweist, was insgesamt 3,3 Volt ergibt, und das Speicherelement 130 weist eine Spannung von 0,2 Volt auf, was insgesamt 3,5 Volt zwischen den Zeilen- und Spaltenleitungen ergibt. Nachdem die Vorrichtung 120 den Schwellenwert erreicht hat, weist die Vorrichtung 120 eine V_H von 1,5 Volt auf, wobei die Vorrichtung 125 eine V_H von 1,5 V aufweist, und wobei das Speicherelement 130 auf 0,5 Volt erhöht worden ist, so dass eine Rückschnappspannung von 0,2 Volt gegeben ist, so dass das Speicherelement 130 diesen Spannungsanstieg danach aufweist, ohne einen Anstieg von der Zeilen- zur Spaltenspannung.
Somit bestimmt die Schaltspannung an dem Speicherelement 130 auch die Höhe des Zurückschnappens, und wobei dies durch die relativen Widerstände bestimmt wird, wenn die Vorrichtung 120 schaltet. Obgleich die dickere Vorrichtung 120 als mit einem höheren Widerstand betrachtet werden kann und somit den größten Spannungsabfall aufweist zu dem Zeitpunkt unmittelbar vor dem Erreichen des Schwellenwerts (Thresholding), weist sie eine vollständige Schwellenspannung auf, während die Vorrichtung 125 nur einen Bruchteil ihrer Schwellenspannung aufweist. Die Höhe der Rückschnappspannung für die kombinierten Vorrichtungen 120 und 125 wird danach an dem Element 130 entwickelt und führt zu einem Stromfluss, der den Haltestrom der Vorrichtungen 120 und 125 überschreiten kann, so dass stabile Spannungen erzeugt und beibehalten werden, während der Strom in dem Element 130 zunimmt.
In bestimmten Ausführungsbeispielen wird somit ein niedrigerer Verlust in der Vorrichtung 120 bevorzugt. Dem erhöhten Zurückschnappen, das durch die Vorrichtung 120 geleistet wird, wird durch die Vorrichtung 125 entgegengewirkt. In bestimmten Ausführungsbeispielen führt die Kombination der Vorrichtungen 120 und 125 zu einem geringeren Verlust und weniger Zurückschnappen (Snapback), wenn die Reihenkombination als Auswahlvorrichtung für das Speicherelement 130 verwendet wird.
In folgendem Bezug auf die Abbildung aus 5 wird ein Abschnitt eines Systems 860 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das System 860 kann in kabellosen Vorrichtungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel in einem Personal Digital Assistant (PDA), einem Laptop oder tragbarem Computer mit Funkfunktionalität, einem Web Tablet, einem schnurlosen Telefon, einem Pager, einer Instant Messaging Vorrichtung, einem MP3 Player, einer Digitalkamera oder anderen Vorrichtungen, die Daten bzw. Informationen kabellos senden und/oder empfangen können. Das System 860 kann in jedem der folgenden Systeme eingesetzt werden: einem drahtlosen kabellosen Netzwerksystem (WLAN als englische Abkürzung von Wireless Local Area Network), einem kabellosen persönlichen Netzwerksystem (WPAN) oder einem Mobilfunknetz, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich jedoch nicht beschränkt ist.
Das System 860 kann einen Controller bzw. eine Steuereinheit 865, ein Ein-Ausgabevorrichtung (E/A-Vorrichtung) 870 (z. B. eine Tastatur, einen Monitor), einen Speicher 875 und eine kabellose Schnittstelle 880 aufweisen, die über einen Bus 885 miteinander gekoppelt sind. Hiermit wird festgestellt, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf Ausführungsbeispiele beschränkt ist, die etwaige oder alle dieser Komponenten aufweisen.
Die Steuereinheit 865 kann zum Beispiel einen oder mehrere Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, Mikrocontroller oder dergleichen umfassen. Der Speicher 875 kann eingesetzt werden, m Nachrichten zu speichern, die zu oder von dem System 860 übermittelt worden sind. Der Speicher 875 kann optional auch dazu verwendet werden, Anweisungen zu speichern, die von der Steuereinheit 865 während dem Betrieb des Systems 860 ausgeführt werden, und der Speicher kann ferner zum Speichern von Benutzerdaten eingesetzt werden. Der Speicher 875 kann durch eine oder mehrere Arten von Speicher bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann der Speicher 875 jede Art von Direktzugriffsspeicher aufweisen, einen flüchtigen Speicher, einen nicht flüchtigen Speicher wie etwa einen Flash-Speicher und/oder einen Speicher, wie etwa den hierin beschriebenen Speicher 100.
Die E/A-Vorrichtung 870 kann von einem Benutzer eingesetzt werden, um eine Nachricht zu erzeugen. Das System 860 kann eine kabellose Schnittstelle 880 verwenden, um Nachrichten zu und von einem kabellosen Kommunikationsnetz mit einem Hochfrequenzsignal (HF-Signal) zu senden und zu empfangen. Zu den Beispielen für die kabellose Schnittstelle 880 können eine Antenne und ein kabelloser Transceiver zählen, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich jedoch nicht beschränkt ist.
Bestimmte Merkmale der vorliegenden Erfindung wurden hierin veranschaulicht und beschrieben, wobei in Anbetracht dessen für den Fachmann auf dem Gebiet zahlreiche Modifikationen, Ersetzungen, Änderungen und Äquivalente ersichtlich werden.

Claims

Vorrichtung, die folgendes umfasst: ein Phasenwechsel-Speicherelement (130), eine in Reihe geschaltete erste Auswahlvorrichtung (125) und eine in Reihe geschaltete zweite Auswahlvorrichtung (120), dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Auswahlvorrichtung (120) einen höheren Widerstand und eine höhere Schwellenspannung als die genannte erste Auswahlvorrichtung (125) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Haltespannung und die Schwellenspannung der genannten ersten Auswahlvorrichtung (125) im Wesentlichen identisch sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rückschnappspannung der ersten Auswahlvorrichtung niedriger ist als 0,25 Volt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Auswahlvorrichtung eine höhere Aktivierungsenergie als die genannte erste Auswahlvorrichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das genannte Element und die genannten Vorrichtungen in einem vertikalen Stapel angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die genannten Vorrichtungen und das genannte Element ein Chalcogenid aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die genannte zweite Auswahlvorrichtung eine höhere Rückschnappspannung als die genannte erste Auswahlvorrichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Chalcogenid in den genannten ersten und zweiten Auswahlvorrichtungen ein nicht programmierbares Material darstellt.
System, das einen Prozessor, eine mit dem Prozessor gekoppelte kabellose Schnittstelle und einen Speicher umfasst, der mit dem Prozessor gekoppelt ist, wobei die Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche in dem genannten Speicher ausgeführt ist.
Verfahren, das folgendes umfasst: das Koppeln einer ersten Auswahlvorrichtung (125) und einer zweiten Auswahlvorrichtung (120) in Reihe mit einem Phasenwechsel-Speicherelement (130), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Auswahlvorrichtung (125) einen höheren Widerstand und eine höhere Schwellenspannung aufweist als die genannte zweite Auswahlvorrichtung (120).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren das Koppeln einer zweiten Auswahlvorrichtung mit einer Haltespannung und einer Schwellenspannung aufweist, die im Wesentlichen identisch sind.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren das Koppeln einer ersten Auswahlvorrichtung mit einer Rückschnappspannung von unter 0,25 Volt aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren den Einsatz einer ersten Auswahlvorrichtung mit einer höheren Aktivierungsenergie als der der zweiten Auswahlvorrichtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren das Stapeln des genannten Speicherelements, der genannten ersten Auswahlvorrichtung und der genannten zweiten Auswahlvorrichtung in einem vertikalen Stapel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die genannten Vorrichtungen aus Chalcogenid gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Verfahren das Bereitstellen der ersten Auswahlvorrichtung mit einem höheren Rückschnappen als bei der genannten zweiten Auswahlvorrichtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Verfahren den Einsatz eines nicht programmierbaren Chalcogenids in den genannten ersten und zweiten Auswahlvorrichtungen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren den Einsatz der genannten zweiten Auswahlvorrichtung zum Reduzieren des durch die erste Auswahlvorrichtung beigetragenen Rückschnappens aufweist.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Verfahren den Einsatz der ersten Auswahlvorrichtung zum Reduzieren des Verlusts der genannten in Reihe geschalteten Auswahlvorrichtungen und des Speicherelements aufweist.