專利名稱：存儲(chǔ)器件和半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲(chǔ)器件和半導(dǎo)體器件，更具體而言，涉及這樣的一種存儲(chǔ)器件和半導(dǎo)體器件，它們包括存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元使用存儲(chǔ)元件，用于按照電阻狀態(tài)來存儲(chǔ)和保持信息。
背景技術(shù)：
在諸如計(jì)算機(jī)的信息設(shè)備中，作為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，高速度運(yùn)行且具有高密度的DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)被廣泛地使用。但是，因?yàn)镈RAM是在關(guān)閉電源時(shí)擦除信息的易失性存儲(chǔ)器，因此需要不擦除信息的非易失性存儲(chǔ)器。
作為被認(rèn)為是在未來大有希望的非易失性存儲(chǔ)器，已經(jīng)提出了FeRAM(鐵電存儲(chǔ)器)、MRAM(磁存儲(chǔ)器)、相變存儲(chǔ)器和諸如PMC(可編程金屬化單元)和RRAM(電阻RAM)之類的電阻改變型存儲(chǔ)器。
在這些存儲(chǔ)器的情況下，即使不提供電源，也可以長時(shí)間地保存所寫入的信息。而且，在這些存儲(chǔ)器的情況下，作為被形成為非易失性的結(jié)果，考慮取消刷新操作，并且可以對(duì)應(yīng)地降低功耗。
另外，諸如PMC和RRAM之類的電阻改變型非易失性存儲(chǔ)器被以下述形式相當(dāng)簡(jiǎn)單地配置具有作為被施加電壓和電流的結(jié)果而其電阻值改變的特性的材料被用于用以存儲(chǔ)和保持信息的存儲(chǔ)層，提供兩個(gè)電極并且所述存儲(chǔ)層在其間，以及向這兩個(gè)電極施加電壓和電流。因此，容易實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)元件的精細(xì)布局(fine patterning)。
PMC被構(gòu)造使得將包含預(yù)定的金屬的離子導(dǎo)電體夾在兩個(gè)電極之間，并且利用這樣的特性作為使得在離子導(dǎo)電體中包含的金屬進(jìn)一步被包含在所述兩個(gè)電極之一中的結(jié)果，當(dāng)在兩個(gè)電極之間施加電壓時(shí)，離子導(dǎo)電體的電阻或電容的電特性改變。
更具體而言，所述離子導(dǎo)電體由硫族化物(chalcogenide)和金屬的固溶體(例如非晶體的GeS或非晶體的GeSe)構(gòu)成，并且兩個(gè)電極之一包含Ag、Cu或Zn(例如參見PCT日本翻譯專利公開物第2002-536840號(hào))。
對(duì)于RRAM的構(gòu)成，例如介紹有一種構(gòu)成，其中，多晶PrCaMnO3薄膜被夾在兩個(gè)電極之間，并且在兩個(gè)電極之間施加電壓脈沖或電流脈沖，使得作為記錄膜的PrCaMnO3的電阻值大大地改變(例如參見W.W.Zhuang，“新型大磁阻薄膜非易失性電阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)”，技術(shù)文摘“國際電子器件會(huì)議”，2002年，第193頁(W.W.Zhuang，”Novel ColossalMagnetoresistiVe Thin Film Nonvolatile Resistance Random Access Memory(RRAM)”，Technical Digest“International Electron Devices Meeting”，2002，p.193))。因此，在當(dāng)記錄(寫入)信息時(shí)和當(dāng)擦除信息時(shí)之間極性不同的電壓脈沖被施加。
而且，對(duì)于RRAM的另一種構(gòu)成，例如介紹有一種構(gòu)成，其中，摻雜少量Cr的SrZrO3(單晶或多晶)被夾在兩個(gè)電極之間，并且使得電流從這些電極流動(dòng)，使得記錄膜的電阻改變(例如參見A.Beck，“在用于存儲(chǔ)器應(yīng)用的薄氧化物膜中的可再現(xiàn)的轉(zhuǎn)換效果”，應(yīng)用物理文獻(xiàn)，2000年，第77卷，第139-141頁(A.Beck，“Reproducible switching effect in thin oxide films formemory applications”，Applied Physics Letters，2000，Vol.77，p.139-141))。
在這個(gè)“在用于存儲(chǔ)器應(yīng)用的薄氧化物膜中的可再現(xiàn)的轉(zhuǎn)換效果”中，示出了存儲(chǔ)層的電流I對(duì)電壓V的特性，并且在記錄和擦除期間的門限電壓是±0.5V。而且，在這種結(jié)構(gòu)中，通過電壓脈沖的施加，記錄和擦除信息是可能的，必要的脈沖電壓被設(shè)置在±1.1V，而必要的電壓脈沖寬度被設(shè)置在2ms。另外，高速記錄和擦除是可能的，并且有報(bào)道在100ns的電壓脈沖寬度的操作。在這種情況下，必要的脈沖電壓是±5V。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在當(dāng)前的情況下，對(duì)于FeRAM，其非破壞性讀取困難，并且因?yàn)樾枰獔?zhí)行破壞性的讀取，因此讀取速度慢。而且，因?yàn)橛捎谧x取或記錄而導(dǎo)致的極化反轉(zhuǎn)的次數(shù)受限，因此重寫的次數(shù)可能有限制。
MRAM需要用于記錄的磁場(chǎng)，并且被使得流過布線的電流產(chǎn)生所述磁場(chǎng)。結(jié)果，在記錄期間需要大量的電流。
相變存儲(chǔ)器件是這樣的存儲(chǔ)器，其中，通過施加具有相同極性和不同幅度的電壓脈沖來執(zhí)行記錄。因?yàn)檫@種相變存儲(chǔ)器按照溫度來使得轉(zhuǎn)換產(chǎn)生，因此存在問題這種相變存儲(chǔ)器對(duì)于環(huán)境溫度的改變敏感。
在PCT日本翻譯專利公開物第2002-536840號(hào)中所描述的PMC中，非晶體GeS或非晶體GeSe的結(jié)晶溫度是大約攝氏200度，并且當(dāng)離子導(dǎo)電體結(jié)晶時(shí)，所述特性變差。因此，PMC具有問題不能在當(dāng)實(shí)際地制造存儲(chǔ)元件的步驟——例如在形成CVD絕緣膜、保護(hù)膜等的步驟——中承受高溫。
在W.W.Zhuang，“新型大磁阻薄膜非易失性電阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)”，技術(shù)文摘“國際電子器件會(huì)議”，2002年，第193頁和A.Beck，“在用于存儲(chǔ)器應(yīng)用的薄氧化物膜中的可再現(xiàn)的轉(zhuǎn)換效果”，應(yīng)用物理文獻(xiàn)，2000年，第77卷，第139-141頁中所述的RRAM的構(gòu)成中提出的存儲(chǔ)層的材料都是結(jié)晶材料，因此產(chǎn)生這樣的問題需要大約攝氏600度的熱處理，所提出的材料的單晶體的制造非常困難，并且精細(xì)布局變得困難，這是因?yàn)楫?dāng)使用多晶體時(shí)有晶界(grain boundary)的影響。
另外，在上述的RRAM中，已經(jīng)提出了通過施加脈沖電壓而記錄或擦除信息。但是，在所提出的結(jié)構(gòu)中，在記錄后的存儲(chǔ)層的電阻值根據(jù)所施加的脈沖電壓的脈沖寬度而改變。在記錄后的電阻值以這種方式依賴于記錄的脈沖寬度間接地意味著所述電阻值即使在重復(fù)地施加同一脈沖時(shí)也改變。
例如，在上述的“新型大磁阻薄膜非易失性電阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)”中，已經(jīng)有報(bào)告當(dāng)施加相同極性的脈沖時(shí)，根據(jù)其脈沖寬度而極大地改變?cè)谟涗浐蟮碾娮柚怠RAM具有這樣的特征當(dāng)脈沖寬度小于或等于50ns時(shí)，由于記錄而導(dǎo)致的電阻的變化率減小，并且當(dāng)脈沖寬度大于或等于100ns時(shí)，當(dāng)脈沖寬度提高時(shí)，電阻值不是在固定值飽和，而是相反地接近在記錄之前的電阻值。在上述的“新型大磁阻薄膜非易失性電阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)”中，介紹了存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的特性，其中，存儲(chǔ)層和用于控制存取的MOS晶體管彼此串聯(lián)，并且它們以陣列排列。在此，已經(jīng)有報(bào)告當(dāng)在10ns至100ns的范圍內(nèi)改變脈沖寬度時(shí)，在記錄后的存儲(chǔ)層的電阻值按照脈沖寬度而改變。當(dāng)進(jìn)一步增加脈沖寬度時(shí)，預(yù)期所述電阻由于存儲(chǔ)層的特性而再次減小。
具體而言，在RRAM中，因?yàn)樵谟涗浐蟮碾娮柚狄蕾囉诿}沖電壓的幅度及其脈沖寬度，因此如果在脈沖電壓的幅度及其脈沖寬度中有變化，則在記錄后的電阻值變化。
因此，在小于或等于大約100ns的脈沖電壓，由于記錄而導(dǎo)致的電阻改變率小，并且容易受到在記錄后的電阻值中的變化的影響。因此，難于穩(wěn)定地執(zhí)行記錄。
于是，當(dāng)在這樣的短脈沖電壓上執(zhí)行記錄時(shí)，為了可靠地執(zhí)行記錄，需要執(zhí)行在記錄后確認(rèn)(驗(yàn)證)信息的內(nèi)容的步驟。
例如，在記錄之前，執(zhí)行讀取和確認(rèn)已經(jīng)在存儲(chǔ)元件中存儲(chǔ)的信息的內(nèi)容(存儲(chǔ)層的電阻值)的步驟，并且對(duì)應(yīng)于在所確認(rèn)的內(nèi)容(電阻值)和要記錄的內(nèi)容(電阻值)之間的關(guān)系執(zhí)行記錄。或者，在記錄后，執(zhí)行讀取和確認(rèn)在存儲(chǔ)元件中存儲(chǔ)的信息的內(nèi)容的步驟，并且當(dāng)所述電阻值與期望的電阻值不同時(shí)，執(zhí)行重新記錄以糾正至期望的電阻值。
因此，使得記錄所需要的時(shí)間更長，并且例如，使得難于高速執(zhí)行重寫數(shù)據(jù)。
為了解決上述的問題，已經(jīng)提出了一種存儲(chǔ)器件，其中，存儲(chǔ)單元包括存儲(chǔ)元件，所述存儲(chǔ)元件具有下列特性作為向所述存儲(chǔ)元件的兩端之間施加大于或等于門限電壓的電壓的結(jié)果，其電阻值改變；以及電路元件，它與所述存儲(chǔ)元件串聯(lián)，并且作為負(fù)荷。所述存儲(chǔ)器具有這樣的特性當(dāng)在存儲(chǔ)元件和電路元件的兩端之間施加的電壓大于或等于(大于所述門限電壓的)特定電壓時(shí)，在存儲(chǔ)元件從電阻值高的狀態(tài)向電阻值低的狀態(tài)改變后的所述存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)元件和電路元件的組合電阻值變?yōu)閹缀豕潭ǖ闹?，而不論所述電壓的幅度如?參見例如日本專利申請(qǐng)第2004-22121號(hào))。通過這個(gè)存儲(chǔ)器件實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的記錄，并且縮短了記錄信息所需要的時(shí)間。
當(dāng)用于使得存儲(chǔ)元件從電阻值高的狀態(tài)向電阻值低的狀態(tài)改變的操作被定義為寫入時(shí)，當(dāng)用于使得存儲(chǔ)元件從電阻值低的狀態(tài)向電阻值高的狀態(tài)改變的操作被定義為擦除時(shí)，并且當(dāng)用于確定存儲(chǔ)元件的導(dǎo)電狀態(tài)或絕緣狀態(tài)的操作被定義為讀取時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)正常的讀取，必須定義要施加到存儲(chǔ)單元的電壓或流過存儲(chǔ)單元的電流，以便不在讀取期間錯(cuò)誤地進(jìn)行寫入或擦除。
已經(jīng)提出了一種技術(shù)，用于施加電壓使得對(duì)存儲(chǔ)單元不執(zhí)行寫入和擦除，以便在讀取期間不錯(cuò)誤地進(jìn)行寫入或擦除(參見例如日本未審查的專利申請(qǐng)公開物第2004-87069號(hào))。
但是，如在日本未審查的專利申請(qǐng)公開物第2004-87069號(hào)中所述，當(dāng)在讀取期間施加與在寫入和擦除期間被施加到存儲(chǔ)單元的電壓不同的電壓時(shí)，需要用于設(shè)置這樣的電壓的復(fù)雜電路。需要復(fù)雜電路的存儲(chǔ)器件降低了存取速度，并且增加了存儲(chǔ)單元的面積。
考慮到上述問題而做出了本發(fā)明，期望提供不需要復(fù)雜電路的存儲(chǔ)器件和半導(dǎo)體器件。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種存儲(chǔ)器件，包括存儲(chǔ)元件，具有這樣的特性作為被施加大于或等于第一門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從高狀態(tài)向低狀態(tài)改變，并且作為被施加大于或等于第二門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從低狀態(tài)向高狀態(tài)改變，所述第二門限信號(hào)的極性與第一門限信號(hào)的極性不同；以及電路元件，與存儲(chǔ)元件串聯(lián)，并且作為負(fù)荷，所述存儲(chǔ)元件和電路元件形成存儲(chǔ)單元，并且多個(gè)所述存儲(chǔ)單元以矩陣排列，其中，在讀取存儲(chǔ)元件時(shí)的電路元件的電阻值與在寫入或擦除存儲(chǔ)元件時(shí)的電阻值不同。
在此，作為將在讀取存儲(chǔ)元件時(shí)的電路元件的電阻值設(shè)置為與在寫入或擦除存儲(chǔ)元件時(shí)的電阻值不同的預(yù)定電阻值的結(jié)果，可以控制要施加到存儲(chǔ)元件的電信號(hào)，并且可以執(zhí)行正常的讀取，而不在讀取期間錯(cuò)誤地執(zhí)行寫入和擦除。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括存儲(chǔ)元件，具有這樣的特性作為被施加大于或等于第一門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從高狀態(tài)向低狀態(tài)改變，并且作為被施加大于或等于第二門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從低狀態(tài)向高狀態(tài)改變，所述第二門限信號(hào)的極性與第一門限信號(hào)的極性不同；電路元件，與存儲(chǔ)元件串聯(lián)，并且作為負(fù)荷，所述存儲(chǔ)元件和電路元件形成存儲(chǔ)單元，并且多個(gè)所述存儲(chǔ)單元以矩陣排列；以及電路元件控制部件，用于使得在讀取存儲(chǔ)元件時(shí)的電路元件的電阻值與在寫入或擦除存儲(chǔ)元件時(shí)的電阻值不同。
在此，電路元件控制部件可能使得在讀取存儲(chǔ)元件時(shí)的電路元件的電阻值與在寫入或擦除存儲(chǔ)元件時(shí)的電阻值不同，以便控制要施加到存儲(chǔ)元件的電信號(hào)，并且執(zhí)行正常的讀取，而不在讀取期間錯(cuò)誤地執(zhí)行寫入和擦除。
在按照本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器件和半導(dǎo)體器件中，不需要用于讀取的復(fù)雜電路。因此，可以降低功耗，并且可以提高存取速度。


圖1是示出了用于應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的一個(gè)示例中的存儲(chǔ)元件(1)的電流對(duì)電壓(I-V)中的變化的圖；圖2A和2B是說明用于應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的一個(gè)示例中的存儲(chǔ)元件的存儲(chǔ)單元的電路圖；圖3是用于說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的一個(gè)示例的電路圖(1)；圖4是用于說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的一個(gè)示例的電路圖(2)；圖5是用于說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的一個(gè)示例的電路圖(3)；圖6是用于說明應(yīng)用本發(fā)明的存儲(chǔ)器件的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)示例的電路圖(4)；圖7是用于說明特定的擦除規(guī)程和特定的讀取規(guī)程的電路圖；圖8A和8B是在擦除和讀取期間每個(gè)脈沖的時(shí)序圖；圖9是示出了在被施加到存儲(chǔ)元件(1)的電壓和MOS晶體管的柵極電壓之間的關(guān)系的圖；圖10是示出了用于應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的另一個(gè)示例中的存儲(chǔ)元件(2)的電流對(duì)電阻(I-R)中的變化的圖；以及圖11是示出了在流過存儲(chǔ)元件(2)的電流和MOS晶體管的柵極電壓之間的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照附圖來說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在本實(shí)施例中，對(duì)于存儲(chǔ)單元使用電阻改變型存儲(chǔ)元件(以下稱為存儲(chǔ)元件)以構(gòu)成存儲(chǔ)器件。
圖1是示出了用于應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的一個(gè)示例中的存儲(chǔ)元件(1)的電流對(duì)電壓(I-V)中的變化的圖。
具有在圖1中所示的I-V特性的存儲(chǔ)元件(1)的示例包括這樣的一種存儲(chǔ)元件，它被構(gòu)造使得在第一電極和第二電極之間(例如低電極(lowerelectrode)和高電極(upper electrode)之間)夾著存儲(chǔ)層，存儲(chǔ)層由諸如稀土氧化物膜之類的非晶體薄膜構(gòu)成。
這個(gè)存儲(chǔ)元件(1)在初始狀態(tài)下具有大電阻值(例如大于1MΩ)，并且電流難于流動(dòng)。當(dāng)施加圖1所示的大于或等于+1.1X[V](例如+0.5V)的電壓時(shí)，電流迅速地增加，并且電阻值減小(例如幾kΩ)。因此，存儲(chǔ)元件(1)改變以具有歐姆特性，并且電流與電壓成比例地流動(dòng)，即，電阻值顯示出固定值。其后，即使電壓返回0，也繼續(xù)保持所述電阻值(低電阻值)。
以下，這個(gè)操作被稱為“寫入”，并且這個(gè)狀態(tài)被稱為“導(dǎo)電”。此時(shí)施加的電壓被稱為“寫入電壓門限值”。
接著，向存儲(chǔ)元件(1)施加與寫入具有相反極性的電壓。當(dāng)所施加的電壓增加時(shí)，流過存儲(chǔ)元件(1)的電流在圖1中的-1.1X[V]處(例如-0.5V)迅速減小，即，電阻值迅速增加并且改變到所述相同的高電阻值(例如大于1MΩ)。其后，即使所述電壓返回0V，也繼續(xù)保持所述電阻值(高電阻值)。
以下，這個(gè)操作被稱為“擦除”，且這個(gè)狀態(tài)被稱為“絕緣”。而且，此時(shí)所施加的電壓被稱為“擦除電壓門限值”。
以這種方式，通過向存儲(chǔ)元件(1)施加正/負(fù)電壓，存儲(chǔ)元件(1)的電阻值可以從幾kΩ向大約1MΩ相反地變化。當(dāng)不向存儲(chǔ)元件(1)施加電壓時(shí)，即當(dāng)電壓是0V時(shí)，可以獲得兩個(gè)狀態(tài)，即導(dǎo)電和絕緣，通過使得這些狀態(tài)對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)1和0，能夠存儲(chǔ)1比特?cái)?shù)據(jù)。
在圖1中，所施加的電壓的范圍被設(shè)置在-2X到+2X。但是，即使使得所施加的電壓超過這個(gè)范圍，在用于應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的一個(gè)示例中的存儲(chǔ)元件(1)中，電阻值難于改變。
圖2A和2B是說明用于應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的一個(gè)示例中的存儲(chǔ)單元的電路圖。通過將一個(gè)MOS晶體管T與存儲(chǔ)元件(1)A串聯(lián)的方式而構(gòu)造在此示出的存儲(chǔ)單元C。結(jié)果，在寫入期間，MOS晶體管作為用于選擇要存取的存儲(chǔ)元件的轉(zhuǎn)換元件，并且也作為存儲(chǔ)元件的負(fù)荷，如下所述。
以下述形式來形成所述構(gòu)造端電壓V1被施加到與所述存儲(chǔ)元件(1)的MOS晶體管連接的端子的相反側(cè)上的端子，端電壓V2被施加到與所述MOS晶體管的存儲(chǔ)元件(1)連接的端子的相反側(cè)上的端子之一(例如在源極側(cè)的端子)，并且柵極電壓Vgs被施加到MOS晶體管的柵極。
然后，作為分別向存儲(chǔ)元件(1)和構(gòu)成存儲(chǔ)元件的MOS晶體管的兩端之間施加端電壓V1和V2的結(jié)果，在所述兩個(gè)端子之間產(chǎn)生電壓差V(＝|V2-V1|)。
最好，在存儲(chǔ)器件中寫入期間的電阻值與MOS晶體管的導(dǎo)通電阻幾乎相同或比其高。其原因是，如果在開始擦除時(shí)的存儲(chǔ)元件的電阻值低，則因?yàn)楸皇┘拥剿龆俗拥碾妷翰畹拇蟛糠直皇┘拥組OS晶體管，并且有功耗。因此，難于有效地將所施加的電壓用于在存儲(chǔ)元件的電阻值中的改變。因?yàn)樵陂_始寫入時(shí)的存儲(chǔ)元件的電阻值足夠高，因此，電壓的大部分被施加到所述存儲(chǔ)元件，并且這樣的問題不出現(xiàn)。
在此，基于存儲(chǔ)元件(1)和MOS晶體管的極性，設(shè)想了如圖2A和圖2B中所示的兩種存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)。
在圖2A和2B中的存儲(chǔ)單元(1)的箭頭指示其極性，并且示出了當(dāng)在箭頭方向上施加電壓時(shí)，狀態(tài)從絕緣狀態(tài)向?qū)щ姞顟B(tài)改變，即執(zhí)行寫入操作。
圖3至6是用于說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的示例的電路圖。在此示出的存儲(chǔ)陣列是在圖2A和2B中所示的存儲(chǔ)單元以矩陣排列的結(jié)果。根據(jù)存儲(chǔ)元件(1)和MOS晶體管的極性，并且根據(jù)在存儲(chǔ)元件(1)和MOS晶體管之間的排列關(guān)系，可以設(shè)想如在圖3、4、5和6中所示的四種類型的存儲(chǔ)陣列的結(jié)構(gòu)。
在此，因?yàn)椴僮鞔鎯?chǔ)陣列的方法在圖3至6的存儲(chǔ)陣列中是相同的，因此通過以圖3的電路為例來說明。
圖3中所示的存儲(chǔ)器件以這樣的方式構(gòu)造即以矩陣來排列(m+1)行和(n+1)列的存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)單元以這樣的方式構(gòu)造即通過如圖2A和2B所示的那樣，將存儲(chǔ)元件(1)的一端連接到MOS晶體管的一端(在此是源極)。
MOS晶體管T(T00到Tmn)的柵極連接到字線W(W0到Wm)，MOS晶體管的另一端(漏極)連接到位線B(B0到Bn)，并且存儲(chǔ)元件(1)的另一端連接到源線S(S0到Sm)。
在如上所述的存儲(chǔ)器件中，可以例如以下列方式來執(zhí)行(1)寫入、(2)擦除和(3)讀取。
(1)寫入通過向與其中應(yīng)當(dāng)記錄信息的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的字線施加電源電壓Vdd(2.5V)，通過向與其中應(yīng)當(dāng)記錄信息的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的位線施加電源電壓Vdd(2.5V)，以及通過向源線施加地電勢(shì)(0V)，來執(zhí)行向存儲(chǔ)單元的寫入。當(dāng)以這種方式來施加電壓時(shí)，因?yàn)榇鎯?chǔ)元件(1)處于絕緣狀態(tài)中，因此在位線和源線之間的所施加電壓的大部分被施加到存儲(chǔ)元件(1)，電壓Vdd(2.5V)被施加到存儲(chǔ)元件(1)，并且這個(gè)電壓超過寫入電壓門限值(0.5V)。因此，存儲(chǔ)元件(1)從高電阻值(大于1MΩ)的絕緣狀態(tài)向低電阻值(幾kΩ)的導(dǎo)電狀態(tài)改變。
為了在其中不記錄信息的存儲(chǔ)單元中不執(zhí)行寫入，將0V施加到除了對(duì)應(yīng)于其中應(yīng)當(dāng)記錄信息的存儲(chǔ)單元的字線之外的字線以及除了對(duì)應(yīng)于其中應(yīng)當(dāng)記錄信息的存儲(chǔ)單元的位線之外的位線。
(2)擦除通過向與其中應(yīng)當(dāng)擦除信息的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的字線施加Vdd(2.5V)，通過向與其中應(yīng)當(dāng)擦除信息的存儲(chǔ)單元的對(duì)應(yīng)的位線施加地電勢(shì)(0V)，以及通過向源線施加Vdd(2.5V)來執(zhí)行存儲(chǔ)單元的擦除。當(dāng)以這種方式來施加電壓時(shí)，在與寫入相反的方向上向存儲(chǔ)元件(1)施加一個(gè)電壓，所述電壓由在擦除存儲(chǔ)元件(1)之前的電阻值的分壓和MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值來確定。即，當(dāng)在位線和源線之間的電壓被表示為Vbs時(shí)，在擦除存儲(chǔ)元件(1)之前的電阻值被表示為Rm，并且MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值被表示為Rmos，通過下列公式來表示被施加到存儲(chǔ)元件(1)的電壓VmVm＝Vbs×Rm/(Rm+Rmos)作為超過擦除電壓門限值(-0.5V)的這個(gè)Vm的結(jié)果，存儲(chǔ)元件(1)從低電阻值(幾kΩ)的導(dǎo)電狀態(tài)向高電阻值(大于1MΩ)的絕緣狀態(tài)改變。
當(dāng)在擦除存儲(chǔ)元件(1)之前的電阻值太低時(shí)，存在這樣的情況未向存儲(chǔ)元件(1)施加足夠的電壓，不能擦除存儲(chǔ)元件(1)。
在特定的擦除規(guī)程中，如圖7所示，被提供到MOS晶體管T’的柵極的預(yù)充電信號(hào)S被接通以向經(jīng)由MOS晶體管連接到電源電壓的位線施加電源電壓Vdd(2.5V)。接著，接通字線以向字線施加電源電壓Vdd(2.5V)。結(jié)果，當(dāng)存儲(chǔ)元件(1)處于導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)，向存儲(chǔ)元件(1)施加0.5V或更高的電壓，并且存儲(chǔ)元件(1)改變到絕緣狀態(tài)。當(dāng)存儲(chǔ)元件(1)處于絕緣狀態(tài)中時(shí)，因?yàn)樵诓脸姆较蛏鲜┘与妷?，因此保持絕緣狀態(tài)。其后，所述預(yù)充電信號(hào)被關(guān)斷，并且字線被關(guān)斷，由此完成擦除。圖8A示出了在擦除期間的字線、預(yù)充電信號(hào)和位線的時(shí)序圖。
(3)讀取下面，說明從存儲(chǔ)單元的讀取在(A)當(dāng)在寫入方向上施加電壓時(shí)和(B)當(dāng)在擦除方向上施加電壓時(shí)之間是不同的。
(A)當(dāng)在寫入方向上施加電壓時(shí)在當(dāng)從存儲(chǔ)單元讀取時(shí)在寫入方向上施加電壓的方法中，即在其中向?qū)?yīng)于從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元的位線施加Vdd(2.5V)、并且向源線施加地電勢(shì)(0V)的方法中，當(dāng)存儲(chǔ)元件(1)處于絕緣狀態(tài)中時(shí)，即，當(dāng)電阻值很高時(shí)，在位線和源線之間的電勢(shì)(2.5V)被直接地施加到存儲(chǔ)元件(1)，而不論對(duì)應(yīng)于從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元的字線的電位如何，并且執(zhí)行寫入。
因此，不可能通過在寫入方向上施加電壓來執(zhí)行讀取。
(B)當(dāng)在擦除方向上施加電壓時(shí)在當(dāng)從存儲(chǔ)單元讀取時(shí)在擦除方向上施加電壓的方法中，即在其中向?qū)?yīng)于從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元的位線施加地電勢(shì)(0V)、并且向源線施加Vdd(2.5V)的方法中，當(dāng)存儲(chǔ)元件(1)處于導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)，由在擦除存儲(chǔ)元件(1)之前的電阻值的分壓和MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值確定的電壓被施加到存儲(chǔ)元件(1)。
即，通過減小被施加到對(duì)應(yīng)于從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元的字線的電壓以使得小于在寫入期間施加的電壓，并且通過增加MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值，被施加到存儲(chǔ)元件(1)的電壓可以被減小到大于擦除電壓門限值。因此，不錯(cuò)誤地執(zhí)行擦除，并且能進(jìn)行正常的讀取。
當(dāng)存儲(chǔ)元件(1)處于絕緣狀態(tài)中時(shí)，因?yàn)樵诓脸较蛏鲜┘与妷?，因此存?chǔ)元件(1)的狀態(tài)不改變。
圖9示出了當(dāng)向位線施加地電勢(shì)(0V)并且向源線施加Vdd(2.5V)時(shí)在被施加到存儲(chǔ)元件(1)的電壓和MOS晶體管的柵極電壓之間的關(guān)系。
可以從圖9看出，如果MOS晶體管的柵極電壓被設(shè)置在1.25V或更低，則被施加到存儲(chǔ)元件(1)的電壓變?yōu)?.5V或更低，不錯(cuò)誤地執(zhí)行擦除，并且能進(jìn)行正常的讀取。
因此，通過向與從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的位線施加地電勢(shì)(0V)，通過向源線施加Vdd(2.5V)，以及通過向與從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的字線施加1.25V或更低的電壓，可以執(zhí)行正常的讀取。
MOS晶體管的柵極電壓越高，則可以獲得越大的作為在讀取期間的信號(hào)的讀取電流。因此，優(yōu)選的是，向與從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的字線施加在其中不錯(cuò)誤地執(zhí)行擦除的范圍中盡可能高的電壓(1.25V)。
在特定的讀取規(guī)程中，如圖7所示，被提供到MOS晶體管T’的柵極的預(yù)充電信號(hào)S被接通，并且向經(jīng)由MOS晶體管連接到電源電壓的位線施加電源電壓Vdd(2.5V)。接著，接通字線，并且向字線施加1.0V。結(jié)果，當(dāng)存儲(chǔ)元件(1)處于導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，因?yàn)楸皇┘拥酱鎯?chǔ)元件(1)的電壓是0.5V或更低，因此不執(zhí)行擦除。并且保持導(dǎo)電狀態(tài)。當(dāng)存儲(chǔ)元件(1)處于絕緣狀態(tài)中時(shí)，因?yàn)樵诓脸姆较蛏鲜┘与妷海虼吮３纸^緣狀態(tài)。其后，所述預(yù)充電信號(hào)被關(guān)斷，并且位線被置于絕緣狀態(tài)中。因此，當(dāng)存儲(chǔ)元件(1)處于導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)，如在圖8B中的附圖標(biāo)記a所示，位線的電壓減小，并且當(dāng)存儲(chǔ)元件(1)在由在圖8B中的附圖標(biāo)記b所示的絕緣狀態(tài)中時(shí)，保持位線的電壓。因此，使用感測(cè)放大器D來檢測(cè)這個(gè)電壓，以便確定導(dǎo)電狀態(tài)或絕緣狀態(tài)。圖8B示出了在讀取期間的字線、預(yù)充電信號(hào)和位線的時(shí)序圖。
在應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的一個(gè)示例中，作為將柵極電壓設(shè)置為低于在寫入期間的柵極電壓的結(jié)果，可以通過將在讀取期間的位線和源線的電壓設(shè)置為與在寫入期間相同來執(zhí)行讀取，并且可以簡(jiǎn)化用于讀取的位線的電路。因此，可以減小單元面積，可以降低功耗，并且可以提高存取速度。
圖10是示出了在被應(yīng)用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的另一個(gè)示例中使用的存儲(chǔ)元件(2)的電流對(duì)電阻(I-R)中的變化的圖。
具有圖10所示的I-R特性的存儲(chǔ)元件(2)的示例包括這樣的存儲(chǔ)元件，它以這樣的方式來配置即存儲(chǔ)層被夾在第一電極和第二電極之間(例如在低電極和高電極之間)，其中，所述存儲(chǔ)層由至少兩個(gè)磁膜構(gòu)成，所述磁膜由絕緣體或?qū)w來隔開。
存儲(chǔ)元件(2)在初始狀態(tài)中具有低電阻值(例如5kΩ)。但是，當(dāng)圖10的大于或等于+1.5X[A](例如100μA)的電流流過時(shí)，電阻值增加(例如6kΩ)。因此，所述電阻值顯示出固定值，其后，即使電流返回0A，仍繼續(xù)保持所述電阻值(高電阻值)。
以下，這個(gè)操作被稱為“寫入0”，并且這個(gè)狀態(tài)被稱為“高電阻狀態(tài)”。此時(shí)流動(dòng)的電流被稱為“寫入0電流門限值”。
接著，當(dāng)使得電流在與寫入0相反的方向上流向存儲(chǔ)元件(2)、并且被使得流動(dòng)的電流的值增加時(shí)，所述電阻值在圖10的-1.5X[A](例如-100μA)處減小，并且改變?yōu)榕c在初始狀態(tài)中的電阻值相同的低電阻值(例如5kΩ)。其后，即使電流返回0A，也繼續(xù)保持所述電阻值(低電阻值)。
以下，這個(gè)操作被稱為“寫入1”，并且這個(gè)狀態(tài)被稱為“低電阻狀態(tài)”。此時(shí)流動(dòng)的電流被稱為“寫入1電流門限值”。
以這種方式，通過使得正和負(fù)電流流過存儲(chǔ)元件(2)，有可能相反地將存儲(chǔ)元件(2)的電阻值從5kΩ向6kΩ改變。當(dāng)電流不流過存儲(chǔ)元件(2)時(shí)，即當(dāng)電流是0A時(shí)，可以獲得兩個(gè)狀態(tài)、即低電阻狀態(tài)和高電阻狀態(tài)。通過使得這些狀態(tài)對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)1和0，有可能存儲(chǔ)1比特的數(shù)據(jù)。
在圖10中，使流動(dòng)的電流的范圍被設(shè)置在-2X到2X。但是，即使使得電流比其大，在應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的另一個(gè)示例中使用的存儲(chǔ)元件(2)中，也難于改變電阻值。
而且，在應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的所述另一個(gè)示例中使用的存儲(chǔ)單元中，與應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的一個(gè)示例中使用的存儲(chǔ)單元類似，MOS晶體管與存儲(chǔ)元件(2)串聯(lián)，并且MOS晶體管作為存儲(chǔ)元件(2)的負(fù)荷。
下面各點(diǎn)與在應(yīng)用本發(fā)明的上述實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的一個(gè)示例中使用的存儲(chǔ)單元的相同。端電壓V1被施加到在與存儲(chǔ)元件(2)的MOS晶體管連接的端子的相反側(cè)上的端子，端電壓V2被施加到在與MOS晶體管的存儲(chǔ)元件(2)連接的端子的相反側(cè)上的端子之一(例如在源極側(cè)上的端子)，向MOS晶體管的柵極施加?xùn)艠O電壓Vgs，并且作為分別施加端電壓V1和V2到構(gòu)成存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)元件(2)和MOS晶體管的兩端之間的結(jié)果，在兩端之間產(chǎn)生電壓差V(＝|V2-V1|)。
可以按照存儲(chǔ)元件(2)和MOS晶體管的極性來構(gòu)思圖2A和2B所示的兩種存儲(chǔ)單元的事實(shí)、以及可以按照存儲(chǔ)元件(2)和MOS晶體管的極性和按照存儲(chǔ)元件(2)和MOS晶體管的排列關(guān)系來構(gòu)思圖3、4、5和6中所示的四種存儲(chǔ)陣列的事實(shí)同樣適用于應(yīng)用本發(fā)明的上述實(shí)施例的存儲(chǔ)器件的示例。
在使用存儲(chǔ)元件(2)而如圖3所示配置的存儲(chǔ)器件中，例如可以以下列方式來執(zhí)行(1)寫入1、(2)寫入0和(3)讀取。
(1)寫入1通過向與其中應(yīng)當(dāng)記錄信息的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的字線施加電源電壓Vdd(2.5V)，通過向與其中應(yīng)當(dāng)記錄信息的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的位線施加電源電壓Vdd(2.5V)，以及通過向源線施加地電勢(shì)(0V)，來執(zhí)行存儲(chǔ)單元的寫入1。
如上所述，當(dāng)施加電壓時(shí)，電流流過存儲(chǔ)元件(2)。通過MOS晶體管和存儲(chǔ)元件(2)的組合的電阻、即MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值來確定流動(dòng)的電流的值。即，如果在位線和源線之間的電壓被表示為Vbs，在執(zhí)行存儲(chǔ)元件(2)的寫入1之前的電阻值被表示為Rm，并且MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值被表示為Rmos，則通過下列公式來表示流過存儲(chǔ)元件(2)的電流ImIm＝Vbs/(Rm+Rmos)因?yàn)镮m超過了寫入1電流門限值(-100μA)，因此存儲(chǔ)元件(2)從高電阻值(6kΩ)的高電阻狀態(tài)向低電阻值(5kΩ)的低電阻狀態(tài)改變。
為了在其中不應(yīng)當(dāng)記錄信息的存儲(chǔ)單元中不執(zhí)行寫入1，向除了對(duì)應(yīng)于其中應(yīng)當(dāng)記錄信息的存儲(chǔ)單元的字線之外的字線和向除了對(duì)應(yīng)于其中應(yīng)當(dāng)記錄信息的存儲(chǔ)單元的位線之外的位線施加0V。
(2)寫入0通過向與其中應(yīng)當(dāng)記錄信息的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的字線施加電源電壓Vdd(2.5V)，通過向與其中應(yīng)當(dāng)記錄信息的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的位線施加地電勢(shì)(0V)，以及通過向源線施加Vdd(2.5V)來執(zhí)行存儲(chǔ)單元的寫入0。
當(dāng)以這種方式施加電壓時(shí)，電流在與寫入1相反的方向上流過存儲(chǔ)元件(2)。通過下列公式來表示流過存儲(chǔ)元件(2)的電流ImIm＝Vbs/(Rm+Rmos)因?yàn)镮m超過了寫入0電流門限值(100μA)，因此存儲(chǔ)元件(2)從低電阻值(5kΩ)的低電阻狀態(tài)向高電阻值(6kΩ)的高電阻狀態(tài)改變。
(3)讀取下面，說明從存儲(chǔ)單元的讀取其在(A)當(dāng)在寫入0方向上使得電流流動(dòng)時(shí)和(B)當(dāng)在寫入1方向上使得電流流動(dòng)時(shí)之間是不同的。
(A)當(dāng)在寫入0方向上使得電流流動(dòng)時(shí)在從存儲(chǔ)單元讀取期間在寫入0的方向上使得電流流動(dòng)的方法的情況下，即在其中向?qū)?yīng)于從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元的位線施加地電勢(shì)(0V)、并且向源線施加Vdd(2.5V)的方法中，可以簡(jiǎn)單地僅僅通過MOS晶體管的電流驅(qū)動(dòng)性能來確定流動(dòng)的電流。
在這種情況下，在低電阻狀態(tài)和高電阻狀態(tài)的任何一種情況下，MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值和存儲(chǔ)元件(2)的組合電阻、即由MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值確定的電流流過存儲(chǔ)元件(2)。
即，通過將被施加到對(duì)應(yīng)于從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元的字線的電壓減小到大于在寫入0期間施加的電壓，并且通過增加MOS晶體管的導(dǎo)通電阻值，有可能將流過存儲(chǔ)元件(2)的電流減小到大于寫入0電流門限值。因此，不錯(cuò)誤地執(zhí)行寫入0，并且能進(jìn)行正常的讀取。
圖11示出了當(dāng)向位線施加地電勢(shì)(0V)并且向源線施加Vdd(2.5V)時(shí)在流過存儲(chǔ)元件(2)的電流和MOS晶體管的柵極電壓之間的關(guān)系。
可以從圖11看出，如果MOS晶體管的柵極電壓被設(shè)置在1.3V或更低，則流過存儲(chǔ)元件(2)的電流變?yōu)?00μA或更小。因此，不錯(cuò)誤地執(zhí)行寫入0，并且能進(jìn)行正常的讀取。
因此，可以通過向?qū)?yīng)于從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元的位線施加地電勢(shì)(0V)、通過向源線施加Vdd(2.5V)、以及通過向?qū)?yīng)于從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元的字線施加1.3V或更小的電壓來執(zhí)行正常的讀取。
MOS晶體管的柵極電壓越高，則可以獲得的讀取電流越大。因此，優(yōu)選的是，向與從其應(yīng)當(dāng)讀取信息的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的字線施加在其中不錯(cuò)誤地執(zhí)行寫入0的范圍中的盡可能高的電壓(1.3V)。
(B)當(dāng)使得電流在寫入1的方向上流動(dòng)時(shí)即使使得電流在從存儲(chǔ)單元的讀取期間在寫入1的方向上流動(dòng)，也可以與情況(A)(其中在寫入0方向上使得電流流動(dòng))類似地執(zhí)行讀取。但是，當(dāng)使得電流在寫入1的方向上流動(dòng)時(shí)，需要考慮在MOS晶體管的柵極和源極之間的電壓差。
在應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器件中，通過將柵極電壓設(shè)置為低于在寫入0期間和在寫入1期間的電壓，可以通過將在讀取期間的位線和源線的電壓設(shè)置為與在寫入0和寫入1期間的電壓相同而執(zhí)行讀取。因此，可以簡(jiǎn)化用于讀取的位線電路，可以減小單元面積，可以降低功耗，并且可以提高存取速度。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素來進(jìn)行各種修改、組合、子組合和改變，只要它們?cè)谒綑?quán)利要求或其等同內(nèi)容的范圍內(nèi)。
本發(fā)明包含與2004年10月13日在日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)第'2004-298289號(hào)相關(guān)的主題，其整體內(nèi)容通過引用被并入在此。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)器件，包括存儲(chǔ)元件，具有這樣的特性作為被施加大于或等于第一門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從高狀態(tài)向低狀態(tài)改變，并且作為被施加大于或等于第二門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從低狀態(tài)向高狀態(tài)改變，其中所述第二門限信號(hào)的極性與第一門限信號(hào)的極性不同；以及電路元件，與所述存儲(chǔ)元件串聯(lián)，并且作為負(fù)荷，所述存儲(chǔ)元件和電路元件形成存儲(chǔ)單元，并且多個(gè)所述存儲(chǔ)單元以矩陣排列，其中，在讀取存儲(chǔ)元件時(shí)的電路元件的電阻值與在寫入或擦除存儲(chǔ)元件時(shí)的電阻值不同。
2.按照權(quán)利要求1的存儲(chǔ)器件，其中，在讀取存儲(chǔ)元件時(shí)施加到存儲(chǔ)單元的電壓等于在寫入或擦除存儲(chǔ)元件時(shí)施加到存儲(chǔ)單元的電壓。
3.按照權(quán)利要求1的存儲(chǔ)器件，其中，在讀取存儲(chǔ)元件時(shí)的電路元件的電阻值是在其中存儲(chǔ)元件的電阻值不改變的范圍內(nèi)可以向存儲(chǔ)元件施加最大電壓處的電阻值。
4.按照權(quán)利要求1的存儲(chǔ)器件，其中，以這樣的方式來形成存儲(chǔ)元件將存儲(chǔ)層夾在第一電極和第二電極之間，作為在第一電極和第二電極之間施加大于或等于第一門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，存儲(chǔ)元件的電阻值從高狀態(tài)向低狀態(tài)改變，并且作為在第一電極和第二電極之間施加大于或等于第二門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，存儲(chǔ)元件的電阻值從低狀態(tài)向高狀態(tài)改變。
5.按照權(quán)利要求1的存儲(chǔ)器件，其中，所述電信號(hào)是電壓或電流。
6.一種半導(dǎo)體器件，包括存儲(chǔ)元件，具有這樣的特性作為被施加大于或等于第一門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從高狀態(tài)向低狀態(tài)改變，并且作為被施加大于或等于第二門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從低狀態(tài)向高狀態(tài)改變，其中所述第二門限信號(hào)的極性與第一門限信號(hào)的極性不同；電路元件，與存儲(chǔ)元件串聯(lián)，并且作為負(fù)荷，所述存儲(chǔ)元件和電路元件形成存儲(chǔ)單元，并且多個(gè)所述存儲(chǔ)單元以矩陣排列；以及電路元件控制部件，用于使得在讀取存儲(chǔ)元件時(shí)的電路元件的電阻值與在寫入或擦除存儲(chǔ)元件時(shí)的電阻值不同。
7.一種半導(dǎo)體器件，包括存儲(chǔ)元件，具有這樣的特性作為被施加大于或等于第一門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從高狀態(tài)向低狀態(tài)改變，并且作為被施加大于或等于第二門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從低狀態(tài)向高狀態(tài)改變，其中所述第二門限信號(hào)的極性與第一門限信號(hào)的極性不同；電路元件，與存儲(chǔ)元件串聯(lián)，并且作為負(fù)荷，所述存儲(chǔ)元件和電路元件形成存儲(chǔ)單元，并且多個(gè)所述存儲(chǔ)單元以矩陣排列；以及電路元件控制部件，用于使得在讀取存儲(chǔ)元件時(shí)的電路元件的電阻值與在寫入或擦除存儲(chǔ)元件時(shí)的電阻值不同。
全文摘要
一種存儲(chǔ)器件，包括存儲(chǔ)元件，具有這樣的特性作為被施加大于或等于第一門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從高狀態(tài)向低狀態(tài)改變，并且作為被施加大于或等于第二門限信號(hào)的電信號(hào)的結(jié)果，其電阻值從低狀態(tài)向高狀態(tài)改變，其中所述第二門限信號(hào)的極性與第一門限信號(hào)的極性不同；以及電路元件，與存儲(chǔ)元件串聯(lián)，并且作為負(fù)荷，所述存儲(chǔ)元件和電路元件形成存儲(chǔ)單元，并且多個(gè)所述存儲(chǔ)單元以矩陣排列，其中，在讀取存儲(chǔ)元件時(shí)的電路元件的電阻值與在寫入或擦除存儲(chǔ)元件時(shí)的電阻值不同。
文檔編號(hào)H01L43/08GK1779851SQ20051011400
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者長尾一, 八野英生, 相良敦, 森寬伸, 岡崎信道, 大塚涉, 對(duì)馬朋人, 中島智惠子 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社