半导体装置及其写入方法与流程

文档序号:13744623阅读:来源:国知局
技术特征:

1.一种半导体装置,其特征在于,具备:

至少1个存储单元;以及

写入控制电路,其对向上述至少1个存储单元的写入进行控制,

上述至少1个存储单元包含具有活性层的存储晶体管,上述活性层含有金属氧化物,

上述存储晶体管是能从漏极电流Ids依赖于栅极‐源极间电压Vgs的半导体状态不可逆地变为漏极电流Ids不依赖于栅极‐源极间电压Vgs的电阻体状态的晶体管,

在将上述存储晶体管的阈值电压设为Vth,将上述存储晶体管的漏极‐源极间电压设为Vds时,上述写入控制电路以满足Vgs≥Vds+Vth的方式对施加到上述存储晶体管的漏极电极、源极电极以及栅极电极的电压进行控制,由此进行向上述存储晶体管的写入。

2.根据权利要求1所述的半导体装置,

上述至少1个存储单元是多个存储单元,

上述多个存储单元包含:包含处于半导体状态的存储晶体管S的存储单元;以及包含处于电阻体状态的存储晶体管R的存储单元。

3.根据权利要求2所述的半导体装置,

上述金属氧化物含有第1金属元素,

上述存储晶体管R的上述活性层比上述存储晶体管S的上述活性层含有更多金属状态的上述第1金属元素。

4.根据权利要求3所述的半导体装置,

上述存储晶体管具有:栅极电极;上述活性层;第1绝缘层,其配置在上述栅极电极与上述活性层之间;以及第2绝缘层,其位于与上述第1绝缘层相反的一侧,

上述第2绝缘层与上述活性层的表面接触,

上述金属状态的第1金属元素存在于上述活性层与上述第2绝缘层的界面。

5.根据权利要求3所述的半导体装置,

上述金属状态的第1金属元素存在于上述活性层的内部。

6.根据权利要求3至5中的任一项所述的半导体装置,

上述金属氧化物至少含有In,

上述金属状态的第1金属元素是In。

7.根据权利要求2所述的半导体装置,

上述存储晶体管R的上述活性层比上述存储晶体管S的上述活性层含有更多空位。

8.根据权利要求7所述的半导体装置,

上述存储晶体管R的上述活性层含有存在于上述漏极电极的附近的空位。

9.根据权利要求2所述的半导体装置,

在上述存储晶体管R的上述活性层中的沟道区域与上述存储晶体管S的上述活性层中的沟道区域中,上述金属氧化物的组分不同。

10.根据权利要求9所述的半导体装置,

上述活性层含有第1金属元素和第2金属元素,

第1金属元素具有比第2金属元素高的标准电极电位,

在上述存储晶体管R的上述活性层所包含的离子状态的全部金属元素中的离子状态的上述第2金属元素的含有率大于在上述存储晶体管S的上述活性层所包含的离子状态的全部金属元素中的离子状态的上述第2金属元素的含有率。

11.根据权利要求9所述的半导体装置,

上述活性层含有第1金属元素和第2金属元素,

第1金属元素具有比第2金属元素高的标准电极电位,

在上述存储晶体管R的上述活性层所包含的离子状态的全部金属元素中的离子状态的上述第1金属元素的含有率小于在上述存储晶体管S的上述活性层所包含的离子状态的全部金属元素中的离子状态的上述第1金属元素的含有率。

12.根据权利要求10或11所述的半导体装置,

上述金属氧化物至少含有In和Ga,

上述第1金属元素是In,上述第2金属元素是Ga。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的半导体装置,

上述金属氧化物含有In、Ga以及Zn。

14.根据权利要求13所述的半导体装置,

上述金属氧化物含有结晶质部分。

15.一种电子设备,其特征在于,

具备权利要求1至14中的任一项所述的半导体装置。

16.一种半导体装置的写入方法,是具备存储单元的半导体装置的写入方法,其特征在于,

上述存储单元包含具有活性层的存储晶体管,上述活性层含有金属氧化物,上述存储晶体管是能从漏极电流Ids依赖于栅极‐源极间电压Vgs的半导体状态不可逆地变为漏极电流Ids不依赖于栅极‐源极间电压Vgs的电阻体状态的晶体管,

上述半导体装置的写入方法包含以下工序:在将上述存储晶体管的阈值电压设为Vth,将上述存储晶体管的漏极‐源极间电压设为Vds时,以满足Vgs≥Vds+Vth的方式对上述存储晶体管的漏极电极、源极电极以及栅极电极施加电压,由此进行向上述存储晶体管的写入。

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