專利名稱：非易失性存儲元件及包括其的存儲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及非易失性存儲元件、包括該非易失性存儲元件的存儲裝置及該非易失性存儲元件的形成方法。
背景技術(shù)：
非易失性存儲裝置通常包括磁隨機(jī)存取存儲器(MRAM)、鐵電RAM(FRAM)、相變 RAM(PRAM)、電阻式RAM(RRAM)等。它們之中，RRAM是電阻式存儲裝置并基于材料的電阻變化來存儲數(shù)據(jù)。在RRAM中，當(dāng)施加到電阻變化材料的電壓大于或等于設(shè)定電壓時(shí)，電阻變化材料的電阻從高電阻狀態(tài)變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)(也稱為“ON狀態(tài)”)。當(dāng)施加到電阻變化材料的電壓大于或等于復(fù)位電壓時(shí)，電阻變化材料的電阻切換回高電阻狀態(tài)(也稱為“OFF狀態(tài)”)。一般來說，電阻式存儲裝置包括存儲節(jié)點(diǎn)和開關(guān)器件。存儲節(jié)點(diǎn)具有電阻變化材料層。開關(guān)器件電連接到存儲節(jié)點(diǎn)并控制到存儲節(jié)點(diǎn)的信號的存取。對諸如上述電阻式存儲裝置的各種非易失性存儲裝置的高密度和高性能的需求持續(xù)增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了利用電阻變化的非易失性存儲元件。本發(fā)明的實(shí)施例提供了包括所述非易失性存儲元件的存儲裝置。另外的方面將在下面的描述中部分地被闡述，部分地將從說明書來看是明顯的， 或者可通過提出的實(shí)施例的實(shí)踐而獲知。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種非易失性存儲元件包括第一電極；第二電極；第一緩沖層，設(shè)置在第一電極和第二電極之間；第二緩沖層，設(shè)置在第二電極和第一緩沖層之間； 存儲層，設(shè)置在第一緩沖層和第二緩沖層之間，存儲層具有電阻變化特性。存儲層可包括第一材料層和第二材料層。第一材料層可由第一金屬氧化物形成。 第一金屬氧化物可包括Ta氧化物、Zr氧化物、氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和這些氧化物的組合中的至少一種。例如，第一金屬氧化物可包括TaOx。這里，χ可滿足0 < χ < 2.5的條件或 0. 5彡χ彡2. 0的條件。第二材料層可由第二金屬氧化物形成。第二金屬氧化物可包括Ta氧化物、&氧化物、YSZ、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和這些氧化物的組合中的至少一種。第二材料層的氧濃度可高于第一材料層的氧濃度。第二材料層的氧遷移率可與第一材料層的氧遷移率相等或大于第一材料層的氧遷移率。
存儲層的電阻變化特性可以是由離子物種在第一材料層和第二材料層之間的移動引起的。第一材料層的厚度可以為從大約Inm至大約lOOnm，而第二材料層的厚度可以為從大約Inm至大約50nm。第一材料層的厚度可大于第二材料層的厚度。第一緩沖層和第二緩沖層中的至少一個(gè)可以包括原子間結(jié)合能大于存儲層的原子間結(jié)合能的材料。第一緩沖層可包括增加存儲層和第一電極之間的勢壘的材料，和/或第二緩沖層可包括增加存儲層和第二電極之間的勢壘的材料。第一緩沖層和第二緩沖層中的至少一個(gè)可包括具有高于存儲層的電阻率的電阻率的材料。第一緩沖層可接觸第一材料層，第二緩沖層可接觸第二材料層。第一緩沖層和第二緩沖層中的至少一個(gè)可包括410!￡、510!￡、51隊(duì)、21~0!￡、!1 )!￡和它們的組合中的至少一種。第一緩沖層和第二緩沖層可具有小于大約IOnm的厚度。這里，第一材料層的厚度可以為從大約5nm至大約50nm，第二材料層的厚度可以為從大約5nm至大約20nm，第一材料層的厚度可大于第二材料層的厚度。第一電極和第二電極中的至少一個(gè)可包括Pt、Ir、Pd、Au、Ru、Ti、Ta、TiN、TiW、TaN、 W、Ni、導(dǎo)電氧化物和它們的組合中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種存儲裝置包括如上所述的非易失性存儲元件。所述存儲裝置還可以包括連接到非易失性存儲元件的開關(guān)元件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種存儲裝置包括多條第一導(dǎo)線，彼此平行地布置；多條第二導(dǎo)線，彼此平行地布置并與多條第一導(dǎo)線交叉以形成多個(gè)交叉點(diǎn)；多個(gè)存儲單元，每個(gè)存儲單元布置在所述多個(gè)交叉點(diǎn)中的一個(gè)處，其中，每個(gè)存儲單元包括設(shè)置在第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線之間的第一緩沖層、設(shè)置在第一緩沖層和第二導(dǎo)線之間并具有電阻變化特性的存儲層，及設(shè)置在存儲層和第二導(dǎo)線之間的第二緩沖層。每個(gè)存儲單元還可包括中間電極，接觸第二緩沖層；開關(guān)元件，設(shè)置在中間電極和第二導(dǎo)線之間。存儲層可包括第一材料層和第二材料層。
第一材料層可由第一金屬氧化物形成。第一金屬氧化物可包括Ta氧化物、Zr氧化物、氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和這些氧化物的組合中的至少一種。例如，第一金屬氧化物可包括TaOx。這里，χ可滿足0 < χ < 2.5的條件或 0. 5彡χ彡2. 0的條件。第二材料層可由第二金屬氧化物形成。第二金屬氧化物可包括Ta氧化物、&氧化物、YSZ、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和這些氧化物的組合中的至少一種。存儲層的電阻變化特性可以是由離子物種在第一材料層和第二材料層之間的移動引起的。第一緩沖層和第二緩沖層中的至少一個(gè)可包括410!￡、510!￡、51隊(duì)、21~0!￡、!1 )!￡和它們的組合中的至少一種。所述存儲裝置還可包括多條第三導(dǎo)線，布置在多條第二導(dǎo)線上，以與多條第二導(dǎo)線交叉并形成多個(gè)第二交叉點(diǎn)；多個(gè)第二存儲單元，每個(gè)第二存儲單元布置在多個(gè)第二交叉點(diǎn)中的一個(gè)處。每個(gè)第二存儲單元可包括第三緩沖層，設(shè)置在第二導(dǎo)線和第三導(dǎo)線之間；第二存儲層，設(shè)置在第三緩沖層和第三導(dǎo)線之間，第二存儲層包括第三材料層和第四材料層并具有電阻變化特性；第四緩沖層，設(shè)置在第二存儲層和第三導(dǎo)線之間。每個(gè)第二存儲單元還可包括第二開關(guān)元件，設(shè)置在第二導(dǎo)線和第三緩沖層之間； 第二中間電極，設(shè)置在第二開關(guān)元件和第三緩沖層之間。第二存儲層的電阻變化特性可以是由離子物種在第三材料層和第四材料層之間的移動引起的。


從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述，本發(fā)明的這些前述和/或其他方面、目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚并更易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的非易失性存儲元件的剖視圖；圖2A和圖2B是描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的存儲單元中的操作機(jī)理的示意圖；圖3是示出了根據(jù)與本發(fā)明示例性實(shí)施例比較的對比實(shí)施例的具有Pt/TaOx/ Ta205/Pt結(jié)構(gòu)的存儲元件的電壓-電流特性的曲線圖；圖4是示出了根據(jù)與本發(fā)明示例性實(shí)施例比較的另一對比實(shí)施例的具有W/A1203/ Ta0x/Ta205/Ru結(jié)構(gòu)的存儲元件的電壓-電流特性的曲線圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有W/Al203/Ta0x/Tii205/Al203/Ru結(jié)構(gòu)的存儲元件的電壓-電流特性的曲線圖；圖6是示出了 0N/0FF電流根據(jù)圖5的具有W/Al203/ta0x/T￡i205/Al203/Ru結(jié)構(gòu)的存儲元件的開關(guān)操作的次數(shù)的變化的曲線圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包括非易失性存儲元件的存儲裝置的透視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照示出了示例實(shí)施例的附圖來更充分地描述多種示例實(shí)施例。應(yīng)該理解的是，當(dāng)元件被稱作“連接”或“結(jié)合”到另一元件時(shí)，該元件可以直接連接或結(jié)合到該另一元件，或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱作“直接連接”或“直接結(jié)合”到另一元件時(shí)，不存在中間元件。如在這里使用的，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列的項(xiàng)目的任意組合和所有組合。應(yīng)該理解的是，盡管在這里可使用術(shù)語“第一”、“第二”等來描述各個(gè)元件、組件、 區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分并不受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅是用來將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開來。因此，在不脫離示例實(shí)施例的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可被命名為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。
在這里可使用空間相對術(shù)語，如“在...之下”、“在...下方”、“下面的”、“在...上
方”、“上面的”等，用來容易地描述如圖中所示的一個(gè)元件或特征與其他元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，空間相對術(shù)語意在包含除了在附圖中描述的方位之外的裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果在附圖中裝置被翻轉(zhuǎn)，則描述為“在”其他元件或特征“下方” 或“之下”的元件隨后將被定位為“在”其他元件或特征“上方”。因此，示例性術(shù)語“在...下方”可包括“在...上方”和“在...下方”兩種方位。所述裝置可被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或者在其他方位)，并相應(yīng)地解釋這里使用的空間相對描述符。這里使用的術(shù)語僅為了描述特定實(shí)施例的目的，而不意圖限制示例實(shí)施例。如這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，說明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。在此參照作為示例實(shí)施例的理想實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意性圖示的剖視圖來描述示例實(shí)施例。這樣，預(yù)計(jì)會出現(xiàn)例如由制造技術(shù)和/或公差引起的圖示的形狀變化。因此，示例實(shí)施例不應(yīng)該被解釋為局限于在此示出的區(qū)域的具體形狀，而應(yīng)該包括例如由制造導(dǎo)致的形狀上的偏差。例如，示出為矩形的注入?yún)^(qū)域在其邊緣通常具有倒圓的或曲線的特征和/或注入濃度的梯度，而不是從注入?yún)^(qū)域到非注入?yún)^(qū)域的二元變化。同樣地，通過注入形成的掩埋區(qū)域可導(dǎo)致在掩埋區(qū)域和通過其發(fā)生注入的表面之間的區(qū)域中出現(xiàn)一定程度的注入。因此，在圖中示出的區(qū)域?qū)嶋H上是示意性的，它們的形狀并不意圖示出裝置的區(qū)域的實(shí)際形狀，并且不意圖限制示例實(shí)施例的范圍。除非另有定義，否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與示例實(shí)施例所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的意思相同的意思。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是， 除非這里如此明確定義，否則術(shù)語例如在通用的字典中定義的術(shù)語應(yīng)該被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域的上下文中它們的意思相一致的意思，而不是以理想的或者過于形式化的方式來解釋它們的意思。在附圖中，為了清晰起見，夸大了層和區(qū)域的厚度。在對附圖的整個(gè)描述中，附圖中相同的標(biāo)號表示相同的元件?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述示例性實(shí)施例，附圖中示出了示例性實(shí)施例的示例，其中，相同的標(biāo)號始終表示相同的元件。在這點(diǎn)上，當(dāng)前的實(shí)施例可具有不同的形式，且不應(yīng)解釋為限于這里闡述的描述。因此，下面通過參照附圖僅描述實(shí)施例以解釋本說明書的多個(gè)方面。圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的非易失性存儲元件MEl的剖視圖。參照圖1，根據(jù)示例性實(shí)施例的非易失性存儲元件(在下文中稱作存儲元件，MEl) 可以包括第一電極E1、第二電極E2及具有多層結(jié)構(gòu)并設(shè)置在第一電極El和第二電極E2之間的存儲層Ml。例如，存儲層Ml可以具有包括第一材料層10和第二材料層20的雙層結(jié)構(gòu)。存儲層Ml可以具有因第一材料層10和第二材料層20之間的離子物種(ion species) 的移動而引起的電阻變化特性。隨后將對此進(jìn)行詳細(xì)的描述。可以在存儲層Ml和第一電極El之間(更具體地，在第一材料層10和第一電極El之間)設(shè)置第一緩沖層Bi?？梢栽诖鎯覯l和第二電極E2之間(更具體地，在第二材料層20和第二電極E2之間)設(shè)置第二緩沖層B2。第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2的存在可以改善存儲元件MEl的可靠性、再現(xiàn)性和穩(wěn)定性。在下文中，將更詳細(xì)地描述根據(jù)示例性實(shí)施例的存儲元件ME1。存儲層Ml的第一材料層10可以由第一金屬氧化物形成。例如，第一金屬氧化物可以包括Ta氧化物、Zr氧化物、氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSD、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和這些氧化物的組合中的至少一種。如果第一金屬氧化物包括Ta氧化物，則第一金屬氧化物可以是 ^0Χ(其中，χ可以在0 < χ < 2. 5或0. 5彡χ彡2. 0的范圍內(nèi))。 氧離子和/或氧空位可以存在于第一材料層10中。在這種情況下，第一材料層10可稱為 “儲氧層”。第一材料層10的厚度可以是從大約1納米(nm)至大約lOOnm，或者可以是從大約5nm至大約50nm。第二材料層20可以與第一材料層10交換氧離子和/或氧空位，并且可以誘發(fā)存儲層Ml的電阻變化。關(guān)于這點(diǎn)，第二材料層20可以稱作“氧交換層”。第二材料層20可以由可與第一金屬氧化物同族或不同族的第二金屬氧化物形成。例如，第二金屬氧化物可以包括iTa氧化物、&氧化物、YSZ、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和這些氧化物的組合中的至少一種。第二金屬氧化物可以具有化學(xué)計(jì)量組成或與化學(xué)計(jì)量組成相似的組成。例如，當(dāng)?shù)诙饘傺趸锇═a氧化物時(shí)，所述Ta氧化物可以是Ta2O5層或者可以是具有與Ta2O5相似的組成的層。與第一材料層10相似，第二材料層20也可以包括氧離子和/或氧空位。第二材料層20的氧遷移率(或氧擴(kuò)散率)可以與第一材料層10的氧遷移率(或氧擴(kuò)散率)相等或大于第一材料層10的氧遷移率(或氧擴(kuò)散率)。第二材料層20 的電阻率可以不同于第一材料層10的電阻率。例如，第二材料層20的電阻率可以大于第一材料層10的電阻率。在第二材料層20中形成電流通路時(shí)的ON狀態(tài)下，可以通過第一材料層10的電阻來確定存儲層Ml的電阻。另一方面，在第二材料層20中沒有形成電流通路時(shí)的OFF狀態(tài)下，可以通過第二材料層20的電阻來確定存儲層Ml的電阻。第二材料層20 的氧濃度可以高于第一材料層10的氧濃度。然而，在一些情況下，第二材料層20的氧濃度可以不高于第一材料層10的氧濃度。當(dāng)?shù)诙牧蠈?0和第一材料層10由相同的金屬氧化物形成時(shí)，第二材料層20的氧濃度可以高于第一材料層10的氧濃度。然而，當(dāng)?shù)诙牧蠈?0和第一材料層10由不同的金屬氧化物形成時(shí)，第二材料層20的氧濃度不總是高于第一材料層10的氧濃度。第二材料層20的厚度可以在大約Inm至大約50nm的范圍內(nèi)，例如在大約5nm至大約20nm的范圍內(nèi)。第二材料層20的厚度可以小于第一材料層10的厚度。 存儲元件MEl的電阻變化特性(開關(guān)速度、0N/0FF比等)可以根據(jù)第二材料層20 (即，氧交換層)的材料性質(zhì)而變化。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2可以改善存儲層Ml 的可靠性、再現(xiàn)性和穩(wěn)定性。第一緩沖層B 1和第二緩沖層B2可以包括原子間結(jié)合能可大于存儲層Ml的原子間結(jié)合能的材料。換言之，第一緩沖層Bl的原子間結(jié)合能可以大于第一材料層10中的原子間結(jié)合能(例如，Ta-O結(jié)合能)。以相似的方式，第二緩沖層B2的原子間結(jié)合能可以大于第二材料層20的原子間結(jié)合能。在結(jié)合能方面，形成第一緩沖層Bl 和/或第二緩沖層B2的材料可以比構(gòu)成存儲層Ml的材料更為穩(wěn)定。第一緩沖層Bl還可以包括可增加第一電極El和存儲層Ml之間的勢壘的材料，第二緩沖層B2還可以包括可增加第二電極E2和存儲層Ml之間的勢壘的材料。換言之，第一緩沖層Bl和第一電極El之間的導(dǎo)帶偏移(offset)可以大于第一材料層10和第一電極El之間的導(dǎo)帶偏移。同樣，第二緩沖層B2和第二電極E2之間的導(dǎo)帶偏移可以大于第二材料層20和第二電極E2之間的導(dǎo)帶偏移。因此，第一緩沖層Bl可以由允許第一緩沖層Bl抑制過多的電流在第一電極El 和第一材料層10之間流動的材料形成，第二緩沖層B2可以由允許第二緩沖層B2抑制過多的電流在第二電極E2和第二材料層20之間流動的材料形成。為了得到類似的效果，第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2可以包括電阻率高于構(gòu)成存儲層Ml的材料的電阻率的材料。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2可以包括A10x、Si0x、 SiNx, ZrOx,HfOx和它們組合中的至少一種。第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2可以具有化學(xué)計(jì)量組成，但也可以不具有化學(xué)計(jì)量組成。第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2中的每個(gè)可以具有合適的組成和厚度，以在用作緩沖件的同時(shí)允許電流流動。例如，第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2中的每個(gè)的厚度可以小于大約lOnm。當(dāng)?shù)谝痪彌_層Bl和第二緩沖層B2具有化學(xué)計(jì)量組成時(shí)，第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2中的每個(gè)的厚度可以小于大約5nm。如果第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2中的每個(gè)的厚度過厚，則緩沖層的絕緣特性可能過高。因此，第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2中的每個(gè)的適合厚度可以小于lOnm。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一電極El和第二電極E2可以由非貴金屬(例如， Ti、Ta、TiN、TiW、TaN、W、Ni等)、相對低價(jià)的貴金屬(例如，Ru)或它們的合金形成。此外， 第一電極El和第二電極E2還可由導(dǎo)電氧化物形成。所述導(dǎo)電氧化物可以是ZnO基氧化物 (例如，氧化銦鋅(IZO))或SnO基氧化物(例如，氧化銦錫(ITO))等。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在非易失性存儲元件MEl中，通過采用第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2，無需由高價(jià)貴金屬形成的第一電極El和第二電極E2就可以確保穩(wěn)定的存儲特性。如果第一電極 El和第二電極E2由具有相對低反應(yīng)性的高價(jià)貴金屬形成，則形成第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2可以不是必需的。然而，將增加存儲元件的制造成本。此外，使用由高價(jià)貴金屬形成的第一電極El和第二電極E2而不采用第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2，會不能確保存儲元件中的電阻變化特性的再現(xiàn)性和穩(wěn)定性。如在示例性實(shí)施例中所示，一起使用第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2可以確保存儲特性的再現(xiàn)性和穩(wěn)定性。因此，可以用低價(jià)的材料形成第一電極El和第二電極E2而不犧牲存儲特性的再現(xiàn)性和穩(wěn)定性。雖然不是必需的，但不排除第一電極El和第二電極E2使用貴金屬。當(dāng)期望或需要時(shí)，第一電極El和第二電極 E2可以由貴金屬(例如，Pt、Ir、Pd、Au等)形成。因此，第一電極El和第二電極E2可以包括Pt、Ir、Pd、Au、Ru、Ti、Ta、TiN, Tiff, TaN、W、Ni、導(dǎo)電氧化物和它們的組合中的至少一種。此外，第一電極El和第二電極E2可以由通常在半導(dǎo)體裝置相關(guān)的領(lǐng)域中使用的各種電極材料形成。在下文中，將在參照圖2A和圖2B的同時(shí)來詳細(xì)地描述圖1的存儲元件MEl的電阻變化機(jī)理。根據(jù)圖2A中示出的本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在設(shè)定操作期間，可以向第一電極El 施加正(+)電壓并且可以向第二電極E2施加負(fù)(-)電壓。氧空位可以從第一材料層10移動到第二材料層20，并可以在第二材料層20中形成電流通路(未示出)。因此，存儲層Ml 的電阻可以減小，因而存儲層Ml從OFF狀態(tài)切換為ON狀態(tài)。在此設(shè)定操作中，氧離子可以沿與氧空位的移動方向相反的方向移動。換句話說，氧離子可以從第二材料層20移動到第一材料層10。如圖2B所示，在復(fù)位操作期間，向第一電極El施加負(fù)㈠電壓并且向第二電極E2 施加正(+)電壓。氧空位可從第二材料層20移動到第一材料層10，而氧離子可從第一材料層10移動到第二材料層20。因此，在第二材料層20中形成的電流通路(未示出)會斷開。存儲層Ml的電阻可以增大，因而存儲層Ml從ON狀態(tài)切換為OFF狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2可以改善在設(shè)定/ 復(fù)位操作過程中電阻變化特性的穩(wěn)定性、可靠性和再現(xiàn)性。在沒有第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2的情況下，在設(shè)定/復(fù)位操作過程中，影響電阻變化的氧離子和/或氧空位會朝著第一電極El和第二電極E2移動。氧離子和氧空位可以與第一電極El和第二電極E2發(fā)生物理/化學(xué)反應(yīng)，或者存儲層Ml可因氧離子/空位的移動而與第一電極El和第二電極E2 發(fā)生物理/化學(xué)反應(yīng)。因此，電阻變化特性的可靠性、再現(xiàn)性和穩(wěn)定性可能劣化。例如，可能發(fā)生擊穿現(xiàn)象，擊穿現(xiàn)象是指在第一電極El和第二電極E2之間的電流迅速增大。此外， 可能在存儲層Ml和第一電極El之間的界面及存儲層Ml和第二電極E2之間的界面形成不期望的材料層。因此，可能劣化電阻變化特性。當(dāng)?shù)谝浑姌OEl和第二電極E2由低價(jià)非貴金屬形成時(shí)，上述問題可能變得更為嚴(yán)重。此外，ON狀態(tài)和OFF狀態(tài)之間的重復(fù)的開關(guān)操作可能增加存在前述那些問題的可能性。當(dāng)TaOx層用作電阻變化材料時(shí)，電阻變化特性可根據(jù)TaOx層的形成方法、沉積條件和氧含量而明顯改變，因此非常難以確保電阻變化特性的再現(xiàn)性和穩(wěn)定性。然而，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，通過在第一電極El和存儲層Ml之間形成第一緩沖層Bl及在第二電極E2和存儲層Ml之間形成第二緩沖層B2，可抑制/防止前述問題，同時(shí)改善/確保電阻變化特性的可靠性、再現(xiàn)性和穩(wěn)定性。此外，第一緩沖層 Bl可抑制/防止在初始設(shè)定操作(即，形成工藝)過程中可能在第一電極El與第一材料層10之間或者在第一電極El與第一材料層10的離子物種之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。第一緩沖層Bl還可以有助于防止在第一材料層10的形成工藝期間第一材料層10和第一電極El 之間的反應(yīng)。以類似的方式，第二緩沖層B2可抑制/防止可能在第二電極E2與第二材料層20之間或者在第二電極E2與第二材料層20的離子物種之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。例如，第二緩沖層B2可以防止/抑制在設(shè)定操作期間過量的氧空位朝向第二電極E2移動。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，當(dāng)采用了第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2時(shí)，第一電極El和第二電極E2可以由貴金屬、低價(jià)非貴金屬或?qū)щ娧趸镄纬?。在不引入緩沖層Bl 和B2的情況下，可能難以用具有高反應(yīng)性的非貴金屬或者導(dǎo)電氧化物形成第一電極El和第二電極E2。第一電極El和第二電極E2使用貴金屬會增加制造成本并對存儲元件的制造工藝設(shè)置一些限制。當(dāng)?shù)谝浑姌OEl和第二電極E2由非貴金屬或?qū)щ娧趸镄纬啥皇怯少F金屬形成時(shí)，可以降低制造成本，并且還可在制造工藝方面有益。圖3是示出了根據(jù)具有Pt/Ta0x/Ta205/Pt結(jié)構(gòu)的對比實(shí)施例的存儲元件的電壓-電流特性的曲線圖。根據(jù)對比實(shí)施例的存儲元件的特性可以與本發(fā)明的示例性實(shí)施例的存儲元件的特性進(jìn)行比較。根據(jù)對比實(shí)施例的存儲元件采用由貴金屬(Pt)形成的電極且不包括緩沖層。在該對比實(shí)施例的存儲元件中，TaOj^P Ta2O5分別對應(yīng)于示例性實(shí)施例 (在圖1中示出)的第一材料層10和第二材料層20，下Pt層和上Pt層是電極且分別對應(yīng)于第一電極El和第二電極E2。參照圖3，單元之間的電阻變化特性的不均勻性非常明顯。在同一單元內(nèi)，根據(jù)測量次數(shù)，ON電流和OFF電流的分布明顯改變。此外，當(dāng)不利用合適水平的順從電流 (compliance current)來調(diào)節(jié)流到存儲元件中的電流的量時(shí)，在設(shè)定操作中，流到存儲元件中的電流的量會迅速增多，并導(dǎo)致絕緣擊穿。因此，根據(jù)對比實(shí)施例的存儲元件存在著存儲特性的可靠性、再現(xiàn)性和穩(wěn)定性方面的問題，因此利用正常驅(qū)動脈沖來長時(shí)間地重復(fù)ON/ OFF驅(qū)動操作會是不可能的。圖4是示出了根據(jù)具有W/Al203/Ta0x/Tii205/Ru結(jié)構(gòu)的另一對比實(shí)施例的存儲元件的電壓-電流特性的曲線圖。根據(jù)該另一對比實(shí)施例的存儲元件的特性可以與本發(fā)明的示例性實(shí)施例的存儲元件的特性進(jìn)行比較。根據(jù)該另一對比實(shí)施例的存儲元件包括僅設(shè)置在下側(cè)的緩沖層，Ru電極形成在上側(cè)而不包括緩沖層。該對比實(shí)施例的TaOx和Ta2O5分別對應(yīng)于圖1示出的示例性實(shí)施例的第一材料層10和第二材料層20。參照圖4，單元之間的電阻變化特性的不均勻性非常明顯，這與圖3的對比實(shí)施例的特性相似。相對于測量次數(shù)，ON電流和OFF電流的分布也明顯改變。因此，僅在一側(cè)包括緩沖層的存儲元件也存在存儲特性的可靠性、再現(xiàn)性和穩(wěn)定性方面的問題。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的存儲元件的電壓-電流特性的曲線圖。 根據(jù)本示例性實(shí)施例的存儲元件可具有W/Al203/Ta0x/Ta205/Al203/RU結(jié)構(gòu)(具有圖1中示出的構(gòu)造)。換句話說，存儲元件的第一電極El和第二電極E2可分別由W和Ru形成。存儲元件可包括由Al2O3形成的第一緩沖層Bl和第二緩沖層B2。第一材料層10和第二材料層20可以分別由TaOx和Ta2O5形成。參照圖5，清楚的是，與圖3和圖4中示出了其特性的對比實(shí)施例相比，在根據(jù)該示例性實(shí)施例的存儲元件中，單元之間的電阻變化特性的均勻性得到改善。在圖5中，可以獲得穩(wěn)定的電阻變化特性(即，雙極存儲器開關(guān)特性)也是明顯的，并且在設(shè)定操作期間不使用順從電流的情況下，可以抑制/防止導(dǎo)致?lián)舸┈F(xiàn)象的電流量的迅速增大。因此，即使電極由相對低價(jià)的材料(即W和Ru)形成，在根據(jù)示例性實(shí)施例的存儲元件中也清楚地表現(xiàn)出穩(wěn)定的特性。圖6是示出了 ON和OFF電流相對于根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有W/A1203/ Ta0x/Ta205/Al203/RU結(jié)構(gòu)的存儲元件的開關(guān)操作的次數(shù)的變化的曲線圖，所述存儲元件的電阻變化特性示出在圖5中。在圖6中，第一曲線Gl表示相對于開關(guān)操作次數(shù)ON電流的變化，而第二曲線G2表示相對于開關(guān)操作次數(shù)OFF電流的變化。參照圖6，在重復(fù)0N/0FF開關(guān)操作超過106次后，存儲元件的電阻變化特性相對穩(wěn)定。根據(jù)前面描述的本發(fā)明示例性實(shí)施例的存儲元件可應(yīng)用于具有各種結(jié)構(gòu)的存儲裝置。所述存儲裝置還可包括連接到所述存儲元件的開關(guān)元件。圖7是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包括存儲元件的存儲裝置的透視圖。圖7中示出的存儲裝置是交叉點(diǎn)電阻式存儲裝置。參照圖7，多條第一導(dǎo)線Wl可以沿第一方向(例如，X軸方向)形成并彼此平行地布置。多條第二導(dǎo)線W2可以沿與第一方向交叉的方向(例如，Y軸方向)設(shè)置。第一堆疊結(jié)構(gòu)(第一存儲單元)SSl中的每個(gè)可設(shè)置在第一導(dǎo)線Wl和第二導(dǎo)線W2交叉的每個(gè)點(diǎn)處。 第一堆疊結(jié)構(gòu)SSl可以包括順序堆疊在第一導(dǎo)線Wl上的第一緩沖層Bi、第一存儲層Ml、第二緩沖層B2、第一中間電極附和第一開關(guān)元件Si。在第一堆疊結(jié)構(gòu)SSl中，包括B1+M1+B2 的下結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一中間電極m下方，包括SI的上結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一中間電極m上方。上結(jié)構(gòu)和下結(jié)構(gòu)的位置可以圍繞第一中間電極m進(jìn)行交換。第一堆疊結(jié)構(gòu)SSl的第一緩沖層Bi、第一存儲層Ml和第二緩沖層B2可以分別對應(yīng)于圖1中示出的存儲元件的第一緩沖層Bi、存儲層Ml和第二緩沖層B2。第一開關(guān)元件Sl可以由雙路/雙向二極管、閾值開關(guān)器件、變阻器等形成。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件Sl由雙路二極管形成時(shí)，該雙路二極管可以是氧化物二極管。如果開關(guān)元件采用硅二極管，則需要高溫工藝(例如，在大約SO(TC)來形成硅二極管。該高溫的要求可能在選擇基底方面設(shè)置一些限制，也導(dǎo)致各種其他的問題。因此， 由于氧化物層可在室溫下容易地形成，所以第一開關(guān)元件Sl使用氧化物層具有一些優(yōu)點(diǎn)。 如上所述，硅的使用可能導(dǎo)致工藝方面的一些困難，但是不完全排除將硅材料作為用來形成第一開關(guān)元件Sl的可能的材料。當(dāng)需要時(shí)，第一開關(guān)元件Sl可以由硅或者其他合格的材料來形成。第一導(dǎo)線Wi和第一中間電極m可以分別對應(yīng)于圖ι中的第一電極EI和第二電極E2。因此，第一導(dǎo)線Wl和第一中間電極m中的至少一個(gè)可以包括Pt、Ir、Pd、Au、 Ru、Ti、Ta、TiN, Tiff, TaN, W、Ni、導(dǎo)電氧化物及它們的組合中的至少一種。第二導(dǎo)線W2可以由用于第一導(dǎo)線Wl的材料形成，或者可以不由用于第一導(dǎo)線Wl的材料形成。第三導(dǎo)線W3可以設(shè)置為以預(yù)定空間與第二導(dǎo)線W2的頂表面分隔開。第三導(dǎo)線W3 彼此平行地設(shè)置并分隔開預(yù)定的間隔。第三導(dǎo)線W3可以與第二導(dǎo)線W2交叉，并且可以以相同的間隔分開布置。第二堆疊結(jié)構(gòu)(第二存儲單元)SS2中的每個(gè)可設(shè)置在第二導(dǎo)線W2 中的一個(gè)和第三導(dǎo)線W3中的一個(gè)交叉的點(diǎn)處。每個(gè)第二堆疊結(jié)構(gòu)SS2可以包括順序堆疊在第二導(dǎo)線W2上的第二開關(guān)元件S2、第二中間電極N2、第三緩沖層B3、第二存儲層M2和第四緩沖層B4。在第二堆疊結(jié)構(gòu)SS2中，包括S2的下結(jié)構(gòu)設(shè)置在第二中間電極N2下方，包括 B3+M2+B4的上結(jié)構(gòu)設(shè)置在第二中間電極N2上方。上結(jié)構(gòu)和下結(jié)構(gòu)的位置可以圍繞第二中間電極N2進(jìn)行交換。第三緩沖層B3和第四緩沖層B4可以由與用于第一緩沖層B 1和第二緩沖層B2的材料相同的材料形成。第二存儲層M2可以以相同的順序或以相反/鏡像順序具有存儲層Ml (示出在圖1中)的結(jié)構(gòu)。第二開關(guān)元件S2可以具有第一開關(guān)元件Sl的相反結(jié)構(gòu)或與第一開關(guān)元件Sl的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。換句話說，第二開關(guān)元件S2的開關(guān)方向可以與第一開關(guān)元件Sl的開關(guān)方向相反或相同。第三導(dǎo)線W3和第二中間電極N2可以分別對應(yīng)于圖1中的第一電極El和第二電極E2，或者可以分別對應(yīng)于圖1中的第二電極 E2和第一電極E1。因此，第三導(dǎo)線W3和第二中間電極N2中的至少一個(gè)可以包括Pt、Ir、 Pd、Au、Ru、Ti、Ta、TiN, Tiff, TaN、W、Ni、導(dǎo)電氧化物及它們的組合中的至少一種。雖然第一堆疊結(jié)構(gòu)SSl和第二堆疊結(jié)構(gòu)SS2示出為圖7中的圓柱形形狀，但是第一堆疊結(jié)構(gòu)SSl和第二堆疊結(jié)構(gòu)SS2可以具有其他各種形狀。例如，第一堆疊結(jié)構(gòu)SSl和第二堆疊結(jié)構(gòu)SS2可以具有方柱形形狀或?qū)挾认蛳略黾拥闹鶢?。第一堆疊結(jié)構(gòu)SSl和第二堆疊結(jié)構(gòu)SS2可以具有不對稱形狀，作為示例，第一和/或第二堆疊結(jié)構(gòu)可具有橫截面面積大于由相鄰導(dǎo)線(例如，Wl和W2或者W2和W3)形成的交叉點(diǎn)的面積的截面。第一和/或第二堆疊結(jié)構(gòu)可具有中心離開由相鄰導(dǎo)線形成的交叉點(diǎn)的中心的部分也是可以的。在圖7 中示出的存儲裝置的形狀可在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)進(jìn)一步修改。雖然未示出，但是在圖7中示出的電阻式存儲裝置還可以在第三導(dǎo)線W3上包括與包括第一堆疊結(jié)構(gòu)SSl和第二導(dǎo)線W2的堆疊結(jié)構(gòu)相同的堆疊結(jié)構(gòu)?？蛇x擇地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電阻式存儲裝置可以在第三導(dǎo)線W3上包括至少一組堆疊結(jié)構(gòu)，所述至少一組堆疊結(jié)構(gòu)與包括第一堆疊結(jié)構(gòu)SS1、第二導(dǎo)線W2、第二堆疊結(jié)構(gòu)SS2和第三導(dǎo)線W3的堆疊結(jié)構(gòu)相同?？蛇x擇地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電阻式存儲裝置可以在第三導(dǎo)線W3上包括至少一組堆疊結(jié)構(gòu)，所述至少一組堆疊結(jié)構(gòu)與包括順序堆疊的第一堆疊結(jié)構(gòu)SS1、第二導(dǎo)線W2、 第二堆疊結(jié)構(gòu)SS2、第三導(dǎo)線W3、第一堆疊結(jié)構(gòu)SSl和第二導(dǎo)線W2的堆疊結(jié)構(gòu)相同。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例具體示出并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在此作出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。例如，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將顯而易見的是，可以對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲裝置的結(jié)構(gòu)作出各種修改。例如，存儲元件還可包括至少一個(gè)另外的材料層，且圖1的存儲元件不僅可應(yīng)用于如圖7中所示的交叉點(diǎn)存儲裝置，而且可應(yīng)用于各種存儲裝置中的任一種。實(shí)施例應(yīng)僅以描述性的含義來看待，而不是出于限制的目的。因此，本發(fā)明的范圍不由本發(fā)明的具體實(shí)施方式
限定，而是由權(quán)利要求限定，在所述范圍內(nèi)的所有變化將被解釋為包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種非易失性存儲元件，所述非易失性存儲元件包括第一電極；第二電極；第一緩沖層，設(shè)置在第一電極和第二電極之間；第二緩沖層，設(shè)置在第二電極和第一緩沖層之間；存儲層，設(shè)置在第一緩沖層和第二緩沖層之間，存儲層具有電阻變化特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，存儲層包括第一材料層和第二材料層，其中，第一材料層包括第一金屬氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非易失性存儲元件，其中，第一金屬氧化物包括Ta氧化物、Zr 氧化物、氧化釔穩(wěn)定氧化鋯、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和這些氧化物的組合中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非易失性存儲元件，其中，第一金屬氧化物包括TaOx,這里，χ 滿足 0 < χ < 2. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非易失性存儲元件，其中，第二材料層包括第二金屬氧化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非易失性存儲元件，其中，第二金屬氧化物包括Ta氧化物、Zr 氧化物、氧化釔穩(wěn)定氧化鋯、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和這些氧化物的組合中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，存儲層包括第一材料層和第二材料層，其中，第二材料層的氧濃度高于第一材料層的氧濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，存儲層包括第一材料層和第二材料層，其中，第二材料層的氧遷移率與第一材料層的氧遷移率相等或大于第一材料層的氧遷移率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，存儲層包括第一材料層和第二材料層，其中，存儲層的電阻變化特性是由離子物種在第一材料層和第二材料層之間的移動引起的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，存儲層包括第一材料層和第二材料層，其中，第一材料層的厚度為從Inm至lOOnm，其中，第二材料層的厚度為從Inm至50nm，其中，第一材料層的厚度大于第二材料層的厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，第一緩沖層和第二緩沖層中的至少一個(gè)包括原子間結(jié)合能大于存儲層的原子間結(jié)合能的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，第一緩沖層包括增加存儲層和第一電極之間的勢壘的材料，和/或第二緩沖層包括增加存儲層和第二電極之間的勢壘的材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，第一緩沖層和第二緩沖層中的至少一個(gè)包括具有高于存儲層的電阻率的電阻率的材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，存儲層包括第一材料層和第二材料層，其中，第一緩沖層接觸第一材料層，第二緩沖層接觸第二材料層。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，第一緩沖層和第二緩沖層中的至少一個(gè)包括Al氧化物、Si氧化物、Si氮化物、&氧化物、Hf氧化物和它們的組合中的至少一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，第一緩沖層和第二緩沖層具有小于IOnm的厚度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的非易失性存儲元件，其中，存儲層包括第一材料層和第二材料層，其中，第一材料層的厚度為從5nm至50nm， 其中，第二材料層的厚度為從5nm至20nm，其中，第一材料層的厚度大于第二材料層的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件，其中，第一電極和第二電極中的至少一個(gè)包括Pt、Ir、Pd、Au、Ru、Ti、Ta、TiN, Tiff, TaN、W、Ni、導(dǎo)電氧化物和它們的組合中的至少一種。
19.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲元件的存儲裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的存儲裝置，所述存儲裝置還包括連接到所述非易失性存儲元件的開關(guān)元件。
21.一種存儲裝置，所述存儲裝置包括 多條第一導(dǎo)線，彼此平行地布置；多條第二導(dǎo)線，彼此平行地布置并與多條第一導(dǎo)線交叉以形成多個(gè)第一交叉點(diǎn)；多個(gè)第一存儲單元，每個(gè)第一存儲單元布置在所述多個(gè)第一交叉點(diǎn)中的一個(gè)處，其中，每個(gè)第一存儲單元包括第一緩沖層，設(shè)置在第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線之間；存儲層，設(shè)置在第一緩沖層和第二導(dǎo)線之間并具有電阻變化特性；第二緩沖層，設(shè)置在存儲層和第二導(dǎo)線之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的存儲裝置，其中，每個(gè)第一存儲單元還包括 第一中間電極，接觸第二緩沖層；第一開關(guān)元件，設(shè)置在第一中間電極和第二導(dǎo)線之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的存儲裝置，其中，第一存儲層包括第一材料層和第二材料層，其中，第一材料層包括第一金屬氧化物，第二材料層包括第二金屬氧化物。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的存儲裝置，其中，第一金屬氧化物包括Ta氧化物、Zr氧化物、氧化釔穩(wěn)定氧化鋯、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和這些氧化物的組合中的至少一種。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的存儲裝置，其中，第一金屬氧化物包括TaOx,這里，χ滿足0< χ < 2. 5。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的存儲裝置，其中，第二金屬氧化物包括Ta氧化物、^ 氧化物、氧化釔穩(wěn)定氧化鋯、Ti氧化物、Hf氧化物、Mn氧化物、Mg氧化物和這些氧化物的組合中的至少一種。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的存儲裝置，其中，第一緩沖層和第二緩沖層中的至少一個(gè)包括Al氧化物、Si氧化物、Si氮化物、Zr氧化物、Hf氧化物和它們的組合中的至少一種。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的存儲裝置，所述存儲裝置還包括多條第三導(dǎo)線，布置在多條第二導(dǎo)線上，以與多條第二導(dǎo)線交叉并形成多個(gè)第二交叉 多個(gè)第二存儲單元，每個(gè)第二存儲單元布置在所述多個(gè)第二交叉點(diǎn)中的一個(gè)處。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的存儲裝置，其中，每個(gè)第二存儲單元包括 第三緩沖層，設(shè)置在第二導(dǎo)線和第三導(dǎo)線之間；第二存儲層，設(shè)置在第三緩沖層和第三導(dǎo)線之間，第二存儲層包括第三材料層和第四材料層并具有電阻變化特性；第四緩沖層，設(shè)置在第二存儲層和第三導(dǎo)線之間。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的存儲裝置，其中，每個(gè)第二存儲單元還包括 第二開關(guān)元件，設(shè)置在第二導(dǎo)線和第三緩沖層之間；第二中間電極，設(shè)置在第二開關(guān)元件和第三緩沖層之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了非易失性存儲元件及包括其的存儲裝置。所述非易失性存儲元件可包括第一電極、第二電極、第一緩沖層、第二緩沖層和存儲層。存儲層設(shè)置在第一電極和第二電極之間。第一緩沖層設(shè)置在存儲層和第一電極之間。第二緩沖層設(shè)置在存儲層和第二電極之間。存儲層可具有可包括第一材料層和第二材料層的多層結(jié)構(gòu)。第二材料層可由第二金屬氧化物形成，第二金屬氧化物與形成第一材料層的第一金屬氧化物同族或不同族。
文檔編號H01L45/00GK102376886SQ20111015347
公開日2012年3月14日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者張晚, 李東洙, 李承烈, 李昌范, 李明宰, 許智賢, 金昌楨, 金英培 申請人:三星電子株式會社