一种适用于交叉阵列的自选择阻变存储器及其读取方法与流程

文档序号:11810279阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种自选择阻变存储器,具有挥发性低阻态,包括底电极、顶电极和位于底电极与顶电极之间的阻变介质层,其特征在于,所述阻变介质层的材料为过渡金属氧化物;顶电极和底电极中一个为活性电极,另一个为惰性电极;在活性电极一侧具有电极引出层;所述活性电极的厚度在5~50nm,其材料能够吸收阻变介质层中的氧元素,使阻变介质层中形成氧空位;所述惰性电极采用惰性材料,不会吸收阻变介质层中的氧元素。

2.如权利要求1所述的自选择阻变存储器,其特征在于,所述活性电极的材料选自下列物质中的一种或多种:Ti、TiN、Hf、Ta和Al。

3.如权利要求1所述的自选择阻变存储器,其特征在于,所述电极引出层和惰性电极的材料选自下列物质中的一种或多种:Pt、Ni、Ir和W。

4.如权利要求1所述的自选择阻变存储器,其特征在于,所述阻变介质层的厚度为20~50nm,其材料可选自下列过渡金属氧化物中的一种或多种:Ta2O5、HfO2、Al2O3和NiO。

5.如权利要求1所述的自选择阻变存储器,其特征在于,所述顶电极和底电极形成十字交叉。

6.权利要求1~5任意一项所述自选择阻变存储器的读写方法,包括:

1)在器件的set/forming过程中,设置限流值≤500μA,从0开始扫描电压,直到电压值足够使得器件发生set转换,器件的阻值从高阻态变为低阻态;撤去电压后,由于器件的低阻态具有挥发性,器件的阻值从低阻态转变到一个接近高阻态的阻值;

2)在器件的reset过程中,从0开始反向扫描电压,在此过程中器件先发生反向set过程,其阻值重新回到低阻态,之后随着电压值的进一步增大,又发生reset过程,阻值恢复到高阻态;

3)将挥发性低阻态形成的高阻态记为状态1,将器件本身的高阻态记为状态0,这两个状态用于存储,则写入1的操作与上述的set/forming过程相同,写入0的操作与上述的reset过程相同;

4)在读操作中,设置读取电压Vread的大小在器件发生反向set和reset过程的电压之间,如果器件处于状态1,那么其会发生反向set;如果器件处于状态0,那么其仍会保持在该状态。

7.如权利要求6所述的读写方法,其特征在于,所述自选择阻变存储器应用于十字交叉阵列中,使1/2Vread的值小于发生反向set电压的值。

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