專利名稱：集成電路裝置及操作該集成電路裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種二極管存儲器裝置，尤其是關(guān)于一種集成電路裝置及操作該集成電路裝置的方法。
背景技術(shù)：
二氧化硅抗熔絲存儲器常常被設(shè)計為一次編程(one-time program, OTP)。在一存儲器陣列中，需要一外加的二極管或選取晶體管以存取一特定的存儲單元。相似地，在存儲器陣列中，電阻式隨機存取存儲器(resistive random-access memory)通常需要一外加的二極管或選取晶體管以存取一特定的存儲單元，以及擋下對未選取存儲單元的存取。雖然此類的外加存取裝置依然是必需的，以從一存儲單元陣列中選取一特定存儲單元，然而此類的外加存取裝置限制了存儲器裝置的可微縮性，并且增加了制造上的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種集成電路裝置及操作該集成電路裝置的方法。本發(fā)明的一實施例是一二極管存儲器裝置，有一中間物結(jié)構(gòu)位于ρ端點和η端點之間。此中間物結(jié)構(gòu)為存取節(jié)點，并且，此同步(in-situ)形成的二極管為絕緣裝置。此絕緣裝置阻擋對未被選取的二極管存儲器裝置的存取。此中間物結(jié)構(gòu)的一個例子是二氧化硅 (SiO2),通過擊穿(punchthrough)柵極氧化層(例如一金屬氧化物半導(dǎo)體電容)，SiO2顯示出卓越的存儲器切換特性。不同于晶體管，此裝置在襯底中為單極性。其它的中間物結(jié)構(gòu)包括金屬氧化材料、高介電常數(shù)(high-k)材料、氮化硅、以及氮氧化硅，所有改變化學(xué)計量以及電阻型的材料，皆可用以形成電阻型裝置。不同于抗熔絲存儲器，二極管存儲器裝置不需要外加絕緣物以及存取裝置，例如一外加二極管或外加晶體管。因此，此二極管為一 0T-1R裝置(無晶體管，單一電阻)。本發(fā)明另一實施例為二極管存儲器裝置的陣列，例如是在一集成電路上。本發(fā)明另一實施例為操作此二極管存儲器裝置的方法，例如是讀取、設(shè)置(set)、 或復(fù)位(reset)操作。本發(fā)明另一實施例為操作二極管存儲器裝置的陣列的方法，例如對一被選取的二極管存儲器裝置或多個被選取的二極管存儲器裝置寫入地址，接著執(zhí)行讀取、設(shè)置、或復(fù)位操作。本發(fā)明另一實施例是制造一二極管存儲器裝置或二極管存儲器裝置的陣列，例如是在正常的存儲器操作(像是復(fù)位和設(shè)置操作)之前執(zhí)行起始擊穿(initial breakdown) 操作。本發(fā)明技術(shù)的一方面為具有一交叉點(cross-point)陣列以及控制電路的一集成電路裝置。
此交叉點陣列包括多個位線和多個字線。此多個位線和字線的多個交叉處包括二極管存儲器裝置。此二極管存儲器裝置包括一二極管以及一存儲器元件。此二極管包括一第一端點和一第二端點，第一端點是與此多個位線中的一位線電性耦合，第二端點是與此多個字線中的一字線電性耦合。此存儲器元件位于此二極管的第一端點和第二端點之間。此存儲器元件可雙向地切換于一第一存儲狀態(tài)和一第二存儲狀態(tài)之間。此二極管存儲器裝置的多個二極管可減少電流通過此些位線和字線交叉處中未被選取的交叉處。控制電路是與交叉點陣列耦合?？刂齐娐肥┮云珘号帕?biasarrangement)至此些位線和字線交叉處中的一被選取的交叉處，以雙向地切換位于此被選取的交叉處的二極管存儲器裝置的存儲器元件。本發(fā)明的一實施例，第一端點為于一摻雜阱區(qū)中，并且第二端點為字線的部分。在一實施例中，摻雜阱區(qū)具有一第一摻雜態(tài)和一第一濃度，并且二極管存儲器裝置更包括一摻雜區(qū)，此摻雜區(qū)位于阱區(qū)中，且具有第一摻雜態(tài)。此摻雜區(qū)位于存儲器元件之下，并且具有小于第一濃度的一第二濃度。在一實施例中，此輕通道摻雜是用以表現(xiàn)二極管的高開關(guān)比(ON/OFF ratio)，并且其摻雜深度(implanted depth)可幫助RESET操作(RESET operation)。通道摻雜深度是遠離于硅表面(例如1200埃的深度)。具有高阻值(未摻雜或是非常輕微的摻雜)的接近表面的硅為硅熔融的區(qū)域(在本發(fā)明的案例中，硅材料是用于開關(guān)切換)；接著氧原子很快地形成環(huán)繞層并且輕易地擴散至熔融硅中，并于冷卻后形成二氧化硅。在一實施例中，存儲器元件包括氧化硅。在一實施例中，存儲器元件包括一第一氧化硅層、位于第一氧化硅層上的一氮化硅層、以及位于氮化硅層上的一第二氧化硅層。例如是一 S0N0S裝置。在一實施例中，二極管元件包括一金屬氧化物、氮化硅、氮氧化硅、可編程電阻材料、以及介電常數(shù)大于氧化硅介電常數(shù)的一材料中的任意一者。在一實施例中，二極管存儲器裝置更包括至少一者(i)位于第一端點和存儲器元件之間的一上緩沖層；以及(ii)位于第二端點和存儲器元件之間的一下緩沖層。在一實施例中，控制電路施以具有一第一組電性(electricalcharacteristic) 的一第一順向偏壓排列至被選取的交叉處，以將被選取的交叉處的二極管存儲器裝置的存儲器元件從第一存儲狀態(tài)切換至第二存儲狀態(tài)。并且，控制電路施以具有一第二組電性的一第二順向偏壓排列至被選取的交叉處，以將被選取的交叉處的二極管存儲器裝置的存儲器元件從第二存儲狀態(tài)切換至第一存儲狀態(tài)。在一實施例中，控制電路通過誘發(fā)介電擊穿誘發(fā)外延(dielectricbreakdown induced epitaxy)以將被選取的交叉處的二極管存儲器裝置的存儲器元件從第一存儲狀態(tài)切換至第二存儲狀態(tài)。以及，控制電路通過誘發(fā)焦耳熱效應(yīng)(Joule heating)以將被選取的交叉處的二極管存儲器裝置的存儲器元件從第二存儲狀態(tài)切換至第一存儲狀態(tài)。在一實施例中，第一存儲狀態(tài)是對應(yīng)于具有一第一二極管電流電壓特性的二極管存儲器裝置，以及第二存儲狀態(tài)是對應(yīng)于具有一第二二極管電流電壓特性的二極管存儲器裝置。此第一二極管電流電壓特性和第二二極管電流電壓特性具有不同的順向特性。舉例來說，理想因子(ideality factor)n是變動的。串聯(lián)電阻RS也是可變動的。在一實施例中，此存儲器元件是可切換于至少四個存儲狀態(tài)之間，此四個存儲狀態(tài)包括第一存儲狀態(tài)以及第二存儲狀態(tài)。本發(fā)明技術(shù)的一方面為操作一集成電路的方法，包括步驟施以偏壓排列至位線和字線的交叉處中的被選取的交叉處，以雙向地切換位于被選取的交叉處的一二極管存儲器裝置的一存儲器元件，其中二極管存儲器裝置包括一二極管，二極管包括一第一端點、一第二端點、以及一存儲器元件。第一端點是與多個位線中的一位線電性耦合，第二端點是與多個字線中的一字線電性耦合，存儲器元間位于二極管的第一端點和第二端點之間。通過位于未被選取的交叉處的二極管存儲器裝置的二極管，通過此些位線和字線的交叉處的位被選取的交叉處的電流是減少的。一實施例更包括在二極管存儲器裝置的正常操作之前，施以一起始偏壓排列至二極管存儲器裝置，使存儲器元件從一未使用態(tài)改變至存儲狀態(tài)中的一存儲狀態(tài)。一實施例更包括在二極管存儲器裝置的正常操作之前，施以一起始偏壓排列至二極管存儲器裝置，使存儲器元件從具有一非二極管電流電壓特性的一未使用態(tài)改變至具有一二極管電流電壓特性的存儲狀態(tài)中的一存儲狀態(tài)。在一實施例中，所述的施以偏壓排列包括施以具有一第一組電性的一第一順向偏壓排列至被選取的交叉處，以將位于被選取的交叉處的二極管存儲器裝置的存儲器元件從一第一存儲狀態(tài)切換至一第二存儲狀態(tài)； 以及施以具有一第二組電性的一第二順向偏壓排列至被選取的交叉處，已將位于被選取的交叉處的二極管存儲器裝置的存儲器元件從第二存儲狀態(tài)切換至第一存儲狀態(tài)。在一實施例中，所述的施以偏壓排列包括通過誘發(fā)存儲器元件的介電擊穿誘發(fā)外延，以將位于被選取的交叉處的二極管存儲器裝置的存儲器元件從一第一存儲狀態(tài)切換至一第二存儲狀態(tài)，以及通過誘發(fā)存儲器元件的焦耳熱效應(yīng)，以將位于被選取的交叉處的二極管存儲器裝置的存儲器元件從第二存儲狀態(tài)切換至第一存儲狀態(tài)。在一實施例中，第一存儲狀態(tài)是對應(yīng)于具有一第一二極管電流電壓特性的二極管存儲器裝置，以及第二存儲狀態(tài)是對應(yīng)于具有一第二二極管電流電壓特性的二極管存儲器裝置，其中第一二極管電流電壓特性以及第二二極管電流電壓特性具有不同的順向特性。在一實施例中，所述的施以偏壓排列是將存儲器元件切換于具有不同二極管電流電壓特性的存儲狀態(tài)之間。在一實施例中，所述的施以偏壓排列是將存儲器元件切換于至少四個存儲狀態(tài)之間。本發(fā)明技術(shù)的一方面具有一二極管存儲器裝置和控制電路的一集成電路裝置。二極管存儲器裝置包括一二極管以及一存儲器元件。二極管包括一第一端點和一第二端點。存儲器源間位于二極管的第一端點和第二端點之間。二極管元件是雙向地切換于一第一存儲狀態(tài)和一第二存儲狀態(tài)之間。
在一些實施例中，第一端點位于具有一第一濃度的一第一摻雜態(tài)的一阱區(qū)中，在此阱區(qū)中的一摻雜區(qū)具有該第一摻雜態(tài)，并且具有小于該第一濃度的一第二濃度。在其它實施例中，二極管存儲器裝置的二極管響應(yīng)跨在對應(yīng)一未被選取的二極管存儲器裝置的二極管存儲器裝置上的一偏壓排列，減少電流通過二極管存儲器裝置。控制電路是與二極管存儲器裝置耦合?？刂齐娐肥┮云珘号帕兄炼O管存儲器裝置，以雙向地切換二極管存儲器裝置的存儲器元件。其它實施例皆在此被揭露。 此處的設(shè)置、復(fù)位、以及擊穿等術(shù)語指的是執(zhí)行于二極管存儲器上的操作，以及因相同稱謂的操作所產(chǎn)生的二極管存儲器狀態(tài)；于本文中的這些特定使用是明確的。


圖1繪示具有一中間氧化物結(jié)構(gòu)的一二極管存儲器裝置圖。圖2繪示圖1的二極管存儲器裝置上的軟性擊穿、硬性擊穿、復(fù)位、以及設(shè)置操作圖。圖3A至圖3D繪示圖1的二極管存儲器裝置的不同態(tài)的IV特性圖。圖4繪示圖1的二極管存儲器裝置的周期圖。圖5繪示圖1的二極管存儲器裝置的讀取擾動耐受力圖。圖6繪示圖1的二極管存儲器裝置的高溫保存圖。圖7繪示圖1的二極管存儲器裝置的不同態(tài)的瞬時電流圖。圖8繪示無存儲器二極管裝置的IV曲線圖。圖9A繪示由負柵極偏壓的一硬性擊穿后的二極管存儲器裝置照片圖。圖9B繪示于一正柵極偏壓后的二極管存儲器裝置照片圖。圖IOA繪示在復(fù)位操作后二極管存儲器裝置的照片圖。圖IOB繪示在復(fù)位操作后二極管存儲器裝置的接觸區(qū)的照片圖。圖IOC繪示在設(shè)置操作后二極管存儲器裝置的接觸區(qū)的照片圖。圖IOD繪示于設(shè)置態(tài)下，100周期后二極管存儲器裝置的接觸區(qū)照片圖。圖IlA至圖IlE繪示于不同態(tài)下的二極管存儲器裝置圖。圖12A繪示圖1的一二極管存儲器裝置的操作電壓對尺寸的關(guān)系圖。圖12B繪示圖1的一二極管存儲器裝置的操作電硫?qū)Τ叽绲年P(guān)系圖。圖13繪示在連續(xù)施加電壓后，圖1的一二極管存儲器裝置的不同IV特性，顯示了在一單一二極管存儲器裝置中儲存多個位的多種時間可編程應(yīng)用的適合性。圖14繪示具有一中間緩沖層_氧化層_緩沖層結(jié)構(gòu)的一二極管存儲器裝置圖。圖15繪示具有一中間氧化層-氮化層-氧化層結(jié)構(gòu)的一二極管存儲器裝置圖。圖16至圖18繪示圖15的二極管存儲器裝置上的硬性擊穿、復(fù)位、以及設(shè)置操作圖。圖19繪示圖15的二極管存儲器裝置上的不同態(tài)的IV特性圖。圖20繪示圖15的二極管存儲器裝置的周期圖。圖21繪示二極管存儲器裝置的操作流程圖。圖22繪示一具有二極管存儲器裝置的一陣列的集成電路方塊圖，以及控制邏輯是應(yīng)用于被選取的二極管存儲器裝置的操作上，例如是讀取、設(shè)置、以及復(fù)位操作。圖23繪示使用于此所說明的二極管存儲單元的一交叉點存儲器陣列的部分示意圖。主要元件符號說明100:陣列110、110a、110b、110c 字線115: 二極管存儲器單元120、120a、120b、120c 位線130 二極管140 可變電阻
具體實施例方式圖1具有一中間氧化物結(jié)構(gòu)的一二極管存儲器裝置圖。此結(jié)構(gòu)類似于一般的金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(MOSFET)，然而此處的結(jié)構(gòu)沒有源極/漏極結(jié)。厚度為1.2nm的超薄熱柵極氧化層被設(shè)置于N+多晶硅柵極以及P-襯底之間。于柵極施加脈沖，并測量柵極電流。在形成的脈沖(第1次設(shè)置操作(1st SET operation))破壞柵極氧化層后，是形成N+/P-結(jié)。一負柵極電壓(-VG)是對應(yīng)于順向讀取并且允許一用來讀取和編程的大電流。N+柵極的摻雜大約為8X 102°cnT3。厚度為1200A的P通道摻雜大約為7 X 1017CnT3。 接近表面的輕摻雜有助于復(fù)位/設(shè)置操作。將存儲器元件設(shè)置于二極管內(nèi)部(在本發(fā)明案例中，二氧化硅為一儲存節(jié)點) 的存儲器具有一或多個優(yōu)點FE0L工藝不需要新的材料和工藝步驟；自形成的選擇裝置 (self-formed selecting device)；在切斷柵極氧化層后N+/P-二極管是自動形成的；4F2 OTlR的ReRAM裝置的成本非常低；和CMOS工藝相同的微縮能力。相反的，將存儲器元件和二極管作串聯(lián)設(shè)置而非設(shè)置于二極管內(nèi)部的其它存儲器具有一或多個缺點，此種結(jié)構(gòu)類似于目前的RRAM、PCM裝置。這是因為在切換材料的限制 (其材料無法在FEOL或MEOL時被制造)，故額外的二極管或晶體管無法和開關(guān)材料同步地制造；工藝成本被大幅地增加；以及工藝上是更加地復(fù)雜。圖2繪示于圖1的二極管存儲器裝置上操作軟性擊穿、硬性擊穿、復(fù)位、以及設(shè)置操作圖。對于初始(fresh)MOS 二極管，IOOns脈沖的負Vg是逐漸地增加，直至_6V時出 現(xiàn)軟性擊穿(SBD)，接著在-9V時出現(xiàn)硬性擊穿(HBD)。在硬性擊穿后是形成N+/P結(jié)。有趣的是，當Vg超過-12V至-13V時，柵極電流減少，并且柵極電阻增加(“復(fù)位(RESET)”狀態(tài))。在起始形成步驟之后，通過交替施以_7V(SET操作)脈沖以及-13V(RESET操作)脈沖，電阻磁滯現(xiàn)象為可重復(fù)。因此，MOS 二極管執(zhí)行了一存儲器切換的特性。存儲器是通過改變柵極電流以與柵極電阻切換，而不是通過電荷儲存切換。圖3A至圖3D為圖1的二極管存儲器裝置的不同狀態(tài)的I_V特性曲線圖。理想二極管因子η亦被萃取出來。因為是N型柵極，一負柵極電壓(-VG)是對應(yīng)于順向讀取，以及允許一大電流用以讀取和編程。一初始MOS 二極管(圖3B)具有可忽略的柵極電流，并且證明了此時的狀態(tài)類似于一電阻。在1st HBD或SET操作(形成)后(圖3D)，當逆向電流保持在低值時，順向電流是增加的，因而提供了一一般PN 二極管的大開關(guān)比(ON/OFF ratio) ( > 8個等級)。此大的比例可支持在一交叉點存儲器陣列中不需具有外加選取裝置(例如是一二極管或晶體管)的“自我選取”(self-selected) 二極管操作。因為此二極管是同步形成的，故不需去制造一分離的絕緣裝置，此對一低成本交叉點存儲器陣列來說很理想。RESET操作(圖3C)大幅地降低了順向電流，因此此方式可允許接近3個等級大小的偵測極限。一不具中間柵極氧化層的純PN 二極管(圖3A)是被制造和測量以用來作比較。圖3D指出SET狀態(tài)讀取電流接近PN 二極管，并且萃取出的理想因子(η)也是互相接近( 1. 3到1. 4)。RESET和SET 二狀態(tài)都顯示了二極管矯正特性，使得在二極管存儲器裝置的交叉點陣列中，是不需要分離的存取/絕緣裝置的。一交叉點陣列的范例是一類NAND (NAND-Iike)陣列。交叉點陣列的另一范例是具有X-Y尋址存儲器(addressed memory)的二維陣列。高密度存儲器包括具有一 4F2面積的二極管存儲器裝置，其中F為最小特征尺寸。另一實施例包括交叉點存儲器的多疊層陣列。圖4為圖1的二極管存儲器裝置的周期圖。此二極管存儲器裝置是可切換幾乎一百個單極周期。此存儲單元被微縮至L = 0. 13μ 以及 W = 0. 02 μ m。圖5為圖1的二極管存儲器裝置的讀取擾動耐受力(read disturbimmunity)圖。圖6為圖1的二極管存儲器裝置之高溫保存(high temperatureretention)圖。在超過1000小時150度烘烤后，二態(tài)都是穩(wěn)定的。圖7為使用脈沖IV技術(shù)的圖1的二極管存儲器裝置的不同態(tài)的瞬時電流圖。使用100ns的一編程寬度。RESET操作電流是遠大于SET操作電流。裝置尺寸為 L/ff = 0. 2 μ m/0. 2 μ m。圖8為PN 二極管裝置(無中間氧化層)的IV曲線圖。不同尺寸的PN 二極管(無中間氧化層)在施加(stress)高電壓施加后具有永久傷害(線路開路(stuck open))，失去開關(guān)特性。圖9A為由負柵極偏壓的一硬性擊穿后的二極管存儲器裝置照片圖。本實施例是有一 η+多晶硅柵極，此HBD顯示出強電壓極性相依性，并且是發(fā)生于施加-Vg。來自N+柵極的多晶硅在HBD操作后，穿破薄穿隧氧化層。此現(xiàn)象即所謂的“介電擊穿誘發(fā)外延”(DBIE)。在另一具有一 ρ+多晶硅柵極以及η本體的實施例中，HBD發(fā)生于施加+Vg。而在另一具有一蕭特基(Schottky)柵極的實施例中，極性是取決于蕭特基勢壘是傾向相似于 P+多晶硅柵極或是η+多晶硅柵極。其中，蕭特基勢壘是由具有內(nèi)建電壓以及蕭特基勢壘是蕭特基金屬的功函數(shù)和費米能級(其可比作半導(dǎo)體的功函數(shù)、費米能級、電子親和力、導(dǎo)電帶、以及價帶)決定。圖9Β為在柵極施加一正電壓后的二極管存儲器裝置照片圖。無HBD發(fā)生。圖10Α為在復(fù)位操作后二極管存儲器裝置的照片圖。RESET操作的編程電流引起一些局部性的加熱，此加熱導(dǎo)致一厚SiO2層以及底下一多晶硅層的分隔。圖IOB為在復(fù)位操作后二極管存儲器裝置的接觸區(qū)的照片圖。在RESET操作后的TEM圖顯示出高編程電流在硅表面引發(fā)嚴重的破壞。接近表面的部分結(jié)晶硅是轉(zhuǎn)換為S^2以及多晶硅。然而接觸區(qū)為正常的。圖IOC為在設(shè)置操作后二極管存儲器裝置的接觸區(qū)的照片圖。SET操作在氧化層中引發(fā)硅絲。圖IOD為在設(shè)置態(tài)100次周期后二極管存儲器裝置的接觸區(qū)的照片圖。圖IlA至圖IlE繪示了在不同態(tài)下的二極管存儲器裝置圖。SBD操作于多晶硅柵極以及襯底之間產(chǎn)生滲透路徑。一滲透路徑觸發(fā)硬性擊穿，并且接著電流誘發(fā)出DBIE。在HBD之后，(RESET操作)更增加的偏壓在接近硅絲處誘發(fā)焦耳熱效應(yīng)(Joule heating)。焦耳熱效應(yīng)主導(dǎo)RESET操作。最終，區(qū)域溫度接近硅熔點(Tcri， 1685K)。來自于附近層的氧離子可輕易地漂移至熔融硅，并且在電流關(guān)閉且溫度冷卻后形成SiO2。因此，在RESET操作后，可在襯底處觀察到SW2和部分多晶硅。氧化層很可能是一漏電的富硅氧化層，使得RESET態(tài)的順向電流極高于初始態(tài)。SET操作是類似于第一(形成)HBD,并且相較于RESET操作，SET操作有著更低的焦耳熱效應(yīng)以及更低的溫度，故需要較少的電流。在SET操作中，硅原子被高動量電子流所推動，接著原子被堆積起來形成硅絲，這情況類似于電致遷移效應(yīng)(electromigration)。 DBIE主導(dǎo)SET操作。以此方式，SET/RESET操作可被重復(fù)地執(zhí)行，分別形成硅絲和SiO2,而引出存儲器二極管的存儲器開關(guān)特性。圖12A繪示圖1的二極管存儲器裝置的操作電壓對尺寸的關(guān)系圖。圖12B繪示圖1的二極管存儲器裝置的瞬時電流對尺寸的關(guān)系圖。圖12A和圖12B比較了操作電壓以及對應(yīng)的操作電流。裝置是微縮至L = 0. 13ym,ff = 0. 02 μ m，表現(xiàn)出高密度儲存能力。HBD以及SET操作電壓幾乎是不相依于裝置尺寸。當裝置尺寸微縮時，RESET操作電壓和RESET操作電流是減少的。然而，電流并非和裝置面積呈線性微縮。在20nm的節(jié)點下，預(yù)測RESET操作電流仍然在mA范圍。因為硅熔融過程的高功率消耗限制了功率微縮能力，所以可減少功率的更有效熱絕緣將可支持更進一步的微縮。圖13繪示在連續(xù)施加電壓后，圖1的一二極管存儲器裝置的不同IV特性圖。圖 13顯示了在一單一二極管存儲器裝置中儲存多個位的多種時間可編程應(yīng)用的適合性。柵極氧化層漏電流相關(guān)的柵極電流是可通過不同脈沖寬度/脈沖電壓作調(diào)整的。 開始的裝置為初始裝置，其表現(xiàn)像是一電阻。接著元件是逐漸地被施加電壓至不同的電流態(tài)。柵極氧化層被觀察到的逐步擊穿證明了在多次編程(multi-time program, MTP)或多層式(Multi-Level-Cell，MLC)應(yīng)用上的適合性，以在一單一二極管存儲器裝置上儲存多比特。當一般薄氧化層MOSFET微縮小于IOnm時，二極管存儲器裝置被微縮至IOnm以下的。因為是依靠以改變柵極電流以與柵極電阻來代替電荷儲存來儲存數(shù)據(jù)，通過排除掉儲存少數(shù)電子的電荷儲存問題，可微縮性是可被改善。圖14為具有一中間的緩沖層-氧化層-緩沖層結(jié)構(gòu)的一二極管存儲器裝置圖。
不同的氧化層結(jié)構(gòu)包括金屬氧化物材料、高介電常數(shù)材料、氮化硅、以及氮氧化硅，所有改變化學(xué)計量以及電阻型的材料，皆可用以形成電阻型裝置。不同的緩沖結(jié)構(gòu)為一類半導(dǎo)體(semiconductor-like)層，介于氧化層結(jié)構(gòu)和柵極之間，或介于柵極和襯底之間，或者都介于氧化層結(jié)構(gòu)和柵極之間以與柵極和襯底之間。高熔點硅和強鍵結(jié)二氧化硅主導(dǎo)了 HBD/SET/RESET操作，因此瞬時和脈沖電壓是高的。硅/ 二氧化硅以外的材料減少功率上的消耗，然而自選擇(self-selected)特性是被保留的。緩沖層例如是氧化物、相變、以及半導(dǎo)體材料。此緩沖層可用作執(zhí)行PN 二極管的矯正特性。緩沖層也是金屬，在此裝置是執(zhí)行蕭特基二極管的矯正特性。圖15為具有一中間的氧化層-氮化層-氧化層結(jié)構(gòu)的一二極管存儲器裝置圖。在一 η+阱區(qū)中，一較輕摻雜的η-區(qū)是接近于表面的。形成于η區(qū)域上的第一氧化層為11埃的厚度，并且通過同步蒸氣產(chǎn)生法(in situ Steamgeneration method)所形成。形成于第一氧化層上的氮化硅層為20埃的厚度。形成于氮化硅層上的第二氧化層為觀埃的厚度并且通過高溫氧化法所形成。不同的實施例是改變不同的溫度、厚度、以及材料。圖16至圖18為圖15的二極管存儲器裝置上的硬性擊穿、復(fù)位、以及設(shè)置操作圖。每一 Vg脈沖的脈沖寬度為100ns。圖19為圖15的二極管存儲器裝置的不同態(tài)的IV特性圖。圖20為圖15的二極管存儲器裝置的周期圖。每個態(tài)是被萃取于Vg = 2V。圖21為二極管存儲器裝置的操作流程圖。在步驟沈02中，在一初始二極管存儲器裝置上執(zhí)行軟性擊穿。在步驟沈04中，在二極管存儲器裝置上執(zhí)行硬性擊穿。在步驟沈05中，在二極管存儲器裝置上執(zhí)行第一復(fù)位操作，使二極管存儲器裝置位于復(fù)位態(tài)中。前述的步驟是與新制造的二極管存儲器裝置被一終端用戶作一般使用之前的準備相關(guān)。接下來的步驟是與一二極管存儲器裝置的一般操作，例如是被一終端用戶作使用相關(guān)。在步驟2606中，二極管存儲器裝置是于一復(fù)位態(tài)中。在步驟沈16中，在一二極管存儲器裝置上執(zhí)行一設(shè)置操作，舉例來說是由在一交叉點陣列中的一特定二極管存儲器裝置的X-Y輸入地址。在步驟2610中，二極管存儲器裝置是于一設(shè)置態(tài)中。多個二極管存儲器裝置可一次地輸入地址。在步驟沈14中，在一二極管存儲器裝置上執(zhí)行一復(fù)位操作，舉例來說是由在一交叉點陣列中的一特定二極管存儲器裝置的X-Y輸入地址。多個二極管存儲器裝置可一次地輸入地址。重復(fù)步驟沈06，二極管存儲器裝置是于一復(fù)位態(tài)。在正常操作期間，在二極管存儲器裝置上執(zhí)行讀取操作。在步驟沈08中，在于一復(fù)位態(tài)中(步驟沈06)被選取的一二極管存儲器裝置上執(zhí)行一讀取操作。舉例來說，二極管存儲器裝置是通過在一交叉點陣列中的一特定二極管存儲器裝置的X-Y輸入地址被選出。 在步驟沈12中，在于一設(shè)置態(tài)中(步驟沈10)被選取的一二極管存儲器裝置上執(zhí)行一讀取操作。舉例來說，二極管存儲器裝置是通過在一交叉點陣列中的一特定二極管存儲器裝置的X-Y輸入地址被選出。
圖22為一具有二極管存儲器裝置的陣列的集成電路方塊圖，以及控制邏輯是應(yīng)用于被選取的二極管存儲器裝置的操作上，例如是讀取、設(shè)置、以及復(fù)位操作。圖22繪示一集成電路2750，包括一二極管存儲器陣列2700。方塊選取的一字線譯碼器2701是與多個字線2702耦合并且電性通訊，并且是在二極管存儲器陣列2700中沿著列作安排設(shè)置。一位線譯碼器2703是與多個位線2704耦合并且電性通訊，此位線2704 系在二極管存儲器陣列2700中沿著行作安排設(shè)置，以讀取數(shù)據(jù)以及寫入數(shù)據(jù)至二極管存儲器陣列2700中的二極管存儲單元中?？偩€2705供應(yīng)地址至字線譯碼器2701以及位線譯碼器2703。在方塊2706中的感測放大器以及數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)包括給讀取、編程、以及擦除模式所用的電流源，在方塊2706中的感測放大器以及數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)是通過總線2707耦合至位線譯碼器2703。數(shù)據(jù)是由集成電路2750上的輸入/輸出端口(input/output port) 通過數(shù)據(jù)輸入線2711供應(yīng)至方塊2706中的數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)是由方塊2706中的感測放大器通過數(shù)據(jù)輸出線2715供應(yīng)至集成電路2750上的輸入/輸出端口，或是供應(yīng)至集成電路2750內(nèi)部或外部上的其它數(shù)據(jù)目的地。一設(shè)置、復(fù)位、以及讀取偏壓排列狀態(tài)機器位于電路2709中，控制偏壓排列供應(yīng)電壓2708。偏壓排列雙向地切換二極管存儲器裝置的存儲器元件的狀態(tài)，例如是在SET和RESET之間作切換。圖23繪示使用于此所說明的二極管存儲單元的一交叉點存儲器陣列的部分示意圖。如圖23的示意圖所示，陣列100的每一存儲單元為一二極管存儲器裝置，其表現(xiàn)為一二極管存取裝置沿著介于一相對應(yīng)的字線Iio和一相對應(yīng)的位線120之間的一電流路徑的一電阻型存儲器元件(表現(xiàn)為圖23中的一可調(diào)變電阻)串聯(lián)。如底下更詳細的說明， 二極管存儲器裝置是可被編程為多個態(tài)。此陣列包括多個字線110(以及多個位線120，字線110包括字線110a、110b、以及 110c，平行地延伸于一第一方向，位線120包括位線120a、120b、以及120c，平形地延伸于垂直于第一方向的一第二方向。陣列100被稱為一交叉點陣列，因為字線110和位線120為彼此交叉，但非實際上相交，并且二極管存儲單元位于字線110和位線120的這些交叉點位置上。二極管存儲單元115是代表陣列100的此些存儲單元，并且設(shè)置于字線IlOb以及位線120b的交叉點位置上，二極管存儲單元115代表串聯(lián)設(shè)置的一二極管130以及一可變電阻140。二極管存儲器單元115是電性耦合字線IlOb以及電性耦合位線120b。讀取或?qū)懭?設(shè)置/復(fù)位)陣列100的二極管存儲單元115可通過施以適當?shù)碾妷好}沖于相應(yīng)的字線IlOb和位線120b上，以誘發(fā)一電流通過此被選取的存儲單元115 執(zhí)行。被施加電壓的電平和持續(xù)時間是相依于操作執(zhí)行，例如是一讀取操作或一編程操作 (設(shè)置/復(fù)位)。在對儲存于存儲單元115中的數(shù)據(jù)數(shù)值作一讀取(或感測)操作中，偏壓電路耦合于相對應(yīng)的字線IlOb以及位線120b，以施加偏壓排列跨于合適振幅與持續(xù)時間的存儲單元115上，以誘發(fā)電流流過，而不使得存儲單元115經(jīng)歷一狀態(tài)上的改變。通過存儲單元 115的電流是相依于電阻值以及二極管存儲器裝置115的數(shù)據(jù)數(shù)值。舉例來說，數(shù)據(jù)數(shù)值可利用感測放大器(例如是，感測放大器/數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu))來比較位線120b上的電流與一合適參考電流計算得。流過未被選取的二極管存儲器裝置的電流是通過在位被選取的二極管存儲器裝置中的二極管減少或是實質(zhì)上被消除。在被儲存于二極管存儲器裝置115中的一數(shù)據(jù)數(shù)值的編程操作中，偏壓電路(例如是偏壓排列供應(yīng)電壓)耦合于相對應(yīng)的字線IlOb和位線120b，以施加偏壓排列跨于合適振幅與持續(xù)時間的存儲單元115上，以誘發(fā)一可編程的改變(設(shè)置/復(fù)位)以于存儲單元 115中儲存數(shù)據(jù)數(shù)值。偏壓排列包括一第一偏壓排列其足以順向偏壓二極管130并且改變二極管存儲器裝置的狀態(tài)，從一第一可編程態(tài)變成一第二可編程態(tài)。偏壓排列也包括一第二偏壓排列其足以順向偏壓二極管存儲器裝置并且將第二可編程態(tài)改變成第一可編程態(tài)。在實施例中，用于存儲器元件140的單極性操作的每一偏壓排列可包括一或多個電壓脈沖，并且電壓電平和脈沖時間是可由各實施例以經(jīng)驗作判定。于此所說明的二極管存儲單元的一中間物結(jié)構(gòu)的實施例包括相變基存儲器材料 (phase change based memory material)，包括硫方矣(chalcogenide)基材料以及其它材料。硫族元素(chalcogen)包括氧(0)、硫(S)、硒( )、以及碲(Te)四元素的任一個，為形成周期表中的VIA族的部分元素。硫族包括具有一多正電性元素或正電根的一硫族元素的化合物。硫族合金包括具有其它材料的硫族的合成物，其它材料例如是過渡金屬。一硫族合金通常包含一或多個周期表元素中來自IVA族的元素，例如是鍺(Ge)和錫(Sn)。通常硫族合金包括合成物，合成物包括一或多個銻(Sb)、鎵(( )、銦an)、以及銀(Ag)。許多相變基存儲器材料已于技術(shù)文獻中作說明，包括Ga/Sb、In/Sb、In/Se、Sb/Te、Ge/Te、Ge/Sb/Te、 In/Sb/Te, Ga/Se/Te, Sn/Sb/Te、In/Sb/Ge, Ag/In/Sb/Te, Ge/Sn/Sb/Te、Ge/Sb/Se/Te,以及 Te/Ge/Sb/S合金。在Ge/Sb/Te合金系列中，合金組成物的一寬松范圍或許是可行的。組成物可具有如IXGebSb1(lMa+b)的特征。一研究者已經(jīng)說明了最有用的合金在沉積材料中所具有的一 Te平均濃度較佳是低于70%，一般是大約低于60%并且通常是低于約23%以上至約58 %的Te，而最佳大約是在48%到58 %的Te之間。Ge的濃度大約超過5%，并且在材料中的范圍平均從低約8%到約30%，一般是維持低于50%以下。最佳是Ge的濃度范圍從約8%到約40%。在此組成物中剩下的主要組成元素是Sb。這些百分比是組成物元素的總 100%原子的原子的百分比。(Ovshinsky 5，687，112專利，cols. 10-11.)由其它研究者所評估出的特定合金包括Ge2Sb2Te^GeSb2iTe4,以及GeSb4Te715 (Noboru Yamada,"Potential of Ge-Sb-Te Phase-ChangeOptical Disks for High-Data-Rate Recording，，，SPIE v. 3109, pp. 28-37(1997).)更普遍地，一過渡金屬，例如是鉻(Cr)、鐵(Fe),If (Ni)、鈮(Nb)、鈀 (Pd)、鉬(Pt)、以及混合物或其合金，可和Ge/Sb/Te結(jié)合以形成具有可編程電阻型特性的一相變合金?？捎玫拇鎯ζ鞑牧系奶厥夥独捎蒓vshinsky ‘112于第11-13欄所述，此范例于此并入作為參考文獻。在一些實施例中，硫族以及其它相變材料是摻雜了雜質(zhì)以修改使用摻雜的硫族的存儲器元件的導(dǎo)電性、相變溫度、熔點溫度、以及其它特性。用來摻雜硫族的代表性雜質(zhì)包括氮、硅、氧、二氧化硅、氮化硅、銅、銀、金、鋁、氧化鋁、鉭、氧化鉭、氮化鉭、鈦、以及氧化鈦。 請見美國專利第6，800, 504號，以及美國專利申請案第U. S. 2005/0029502號。相變合金是可切換于一第一結(jié)構(gòu)態(tài)以及一第二結(jié)構(gòu)態(tài)之間，第一結(jié)構(gòu)態(tài)材料是一一般的非晶(amorphous)固態(tài)相，第二結(jié)構(gòu)態(tài)材料是一在存儲單元主動通道區(qū)的局部序列上一般的結(jié)晶(crystalline)固態(tài)態(tài)相。這些合金系至少為雙穩(wěn)態(tài)的。非晶相用來指較無序的結(jié)構(gòu)，相較于一單晶(single crystal)系更雜亂的，非晶相具有可知特性，例如是相較于結(jié)晶相具有較高電阻率。結(jié)晶相用來指較有序的結(jié)構(gòu)，相較于非晶結(jié)構(gòu)更有序，結(jié)晶相具有可知特性，例如是相較于非晶相具有較低電阻率。代表性地，相變材料是可電性地切換介于橫跨完全非晶態(tài)和完全結(jié)晶態(tài)范圍之間的局部序列的不同態(tài)之間。被界于非晶相和結(jié)晶相之間的改變所影響的其它材料特性包括原子的序列、自由電子密度、以及活化能。材料可切換于不同的固態(tài)或二個混合或多個混合固態(tài)之間，如此提供了介于完全非晶態(tài)和完全結(jié)晶態(tài)之間的一個灰色尺度。因此，此材料中的電性是可變化的。通過應(yīng)用電子脈沖，相變合金可由一相態(tài)轉(zhuǎn)變至另一相態(tài)。已經(jīng)觀察到一較短的、 較高的振幅脈沖傾向于將相變材料改變成一一般非晶態(tài)。一較長的、較低的振幅脈沖傾向于將相變材料改變成一一般的結(jié)晶態(tài)。在一較短、較高的振幅脈沖中的能量是足夠高的，以允許將結(jié)晶結(jié)構(gòu)的能帶打斷，并且能量是足夠短的，以防止原子不再組合成結(jié)晶態(tài)。給脈沖所用的合適的量變曲線是可不用過度實驗即可決定的，具體地適用于一特定相變合金。在接下來所揭露的文段中，相變材料系被稱為GST，并且可了解的是其它型態(tài)的相變材料可被使用。在此所說明的可用于PCRAM的一材料為Ge52Sb2Tev其它可編程電阻型存儲器材料可用于二極管存儲單元的一中間物結(jié)構(gòu)的其它實施例中，包括使用不同晶相改變以決定電阻值的其它材料、或使用一電子脈沖以改變電阻態(tài)的其它存儲器材料。范例包括用于電阻式隨機存取存儲器(PRAM)的材料，例如是金屬氧化物，包括氧化鎢(WOx)、氧化鎳(NiO)、氧化鈮(Nb2O5)、氧化銅(CuO2)、氧化鉭(Tii2O5)、 氧化鋁(Al2O3)、氧化鈷(CoO)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈦(TiO2)、鈦酸鍶 (SrTiO3)、鋯酸鍶(SrZrO3)、鈦酸鍶鋇((BaSr) TiO3)。附加的范例包括用于磁性電阻隨機存取存儲器(MRAM)上的材料，例如是自旋磁矩傳輸(spin-torque-transfer，STT)MRAM, 舉例來說，像是 CoFeB, Fe、Co、Ni、Gd、Dy、CoFe、NiFe、MnAs, MnBi、MnSb, CrO2, MnOFe2O3^ FeOFe2O5, NiOFe2O3^ MgOFe2, EuO以及Y3Fii5O12中的至少一者。例如請參照美國專利申請案 % 2007/0176251 1 "Magnetic MemoryDevice and Method of Fabricating the Same”，此申請案在此合并至參考文獻中。附加的范例包括用于可編程金屬化單元(progra mmable-metallization-cell,PMC)存儲器的固態(tài)電解材料或納米離子存儲器，例如是銀摻雜鍺硫化物電解質(zhì)、以及銅摻雜鍺硫化物電解質(zhì)。例如請參照N. E.Gilbert et al.的“A macro model of prοgrammab1emeta1lization cell devices,”Solid-State Electronics 49 (2005) 1813-1819，在此并入作為參考文獻。形成硫族材料的一示范性方法是使用在1 lOOmTorr的壓力下使用氬氣、氮氣、 以及/或氦氣等氣體源的PVD濺射或磁性濺射方法。此種沉積通常是在室溫下完成。具有一 1 5的長寬比的一投影照準儀(collimater)可被用來改善填充性能。要改善填充性能，一數(shù)十伏特到數(shù)百伏特的DC偏壓亦可被使用。另一方面，DC偏壓以及投影照準儀的組合可同時地使用。使用化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)形成硫族材料的一示范性方法是被揭露于美國專利申請案第2006/0172067號，標題為“ChemicalVapor Deposition of Chalcogenide Materials”，在此并入作為參考文獻。使用CVD形成硫族材料的另一示范性方法被揭露于Lee，et al.的“Highl於calable Phase Change Memory with CVD GeSbTe for Sub 50nm Generation，，，2007 Symposi μ m on VLSI Technology Digest of Technical Papers, pp.102—103。
在一真空或一氮氣環(huán)境中執(zhí)行一沉積后退火處理，以改善硫族材料的結(jié)晶態(tài)。此退火溫度一般范圍是從100度至400度，退火時間小于30分鐘。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例和范例詳細地揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當視隨附的權(quán)利要求范圍所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種集成電路裝置，其特征在于，包括一交叉點陣列，包括多個位線和多個字線，該多個位線和該多個字線的多個交叉處包括多個二極管存儲器裝置，該多個二極管存儲器裝置包括一二極管，包括一第一端點以及一第二端點，該第一端點是與該多個位線中的一位線電性耦合，該第二端點是與該多個字線中的一字線電性耦合；以及一存儲器元件，位于該二極管的該第一端點以及該第二端點之間，該存儲器元件可雙向地切換于一第一存儲狀態(tài)和一第二存儲狀態(tài)之間，其中該多個二極管存儲器裝置的該多個二極管減少通過該多個位線和該多個字線的該多個交叉處中未被選取的交叉處的電流；以及一控制電路，是與該交叉點陣列耦合，該控制電路施以偏壓排列至該多個位線和該多個字線的該多個交叉處中的一被選取的交叉處，雙向地切換位于該被選取的交叉處的該二極管存儲器裝置的該存儲器元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其特征在于，該第一端點位于一摻雜阱區(qū)中， 并且該第二端點為該字線的部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其特征在于，該第一端點位于一阱區(qū)中，該阱區(qū)具有一第一濃度的一第一摻雜態(tài)，并且該第二端點為該字線的部分，以及該二極管存儲器裝置更包括一摻雜區(qū)，于該阱區(qū)中具有該第一摻雜態(tài)，該摻雜區(qū)位于該存儲器元件下方，并且具有小于該第一濃度的一第二濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其特征在于，該存儲器元件包括氧化硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其特征在于，該存儲器元件包括一第一氧化硅層、位于該第一氧化硅層上的一氮化硅層、以及位于該氮化硅層上的一第二氧化硅層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其特征在于，該存儲器元件為一金屬氧化物、 一氮化硅、一氮氧化硅、一可編程電阻材料、以及介電常數(shù)大于一氧化硅介電常數(shù)的一材料中的任意一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其特征在于，該二極管存儲器裝置更包括以下至少一個一上緩沖層，位于該第一端點以及該存儲器元件之間；以及一下緩沖層，位于該第二端點以及該存儲器元件之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其特征在于，該控制電路施以具有一第一組電性的一第一順向偏壓排列至該被選取的交叉處，以將位于該被選取的交叉處的該二極管存儲器裝置的該存儲器元件從該第一存儲狀態(tài)切換至該第二存儲狀態(tài)；以及其中該控制電路施以具有一第二組電性的一第二順向偏壓排列至該被選取的交叉處， 以將該被選取的交叉處的該二極管存儲器裝置的該存儲器元件從該第二存儲狀態(tài)切換至該第一存儲狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其特征在于，該控制電路通過誘發(fā)該存儲器元件的介電擊穿誘發(fā)外延，將位于該被選取的交叉處的該二極管存儲器裝置的該存儲器元件從該第一存儲狀態(tài)切換至該第二存儲狀態(tài)；以及其中該控制電路通過誘發(fā)該存儲器元件的焦耳熱效應(yīng)，將位于該被選取的交叉處的該二極管存儲器裝置的該存儲器元件從該第二存儲狀態(tài)切換至該第一存儲狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其特征在于，該第一存儲狀態(tài)是對應(yīng)于具有一第一二極管電流電壓特性的該二極管存儲器裝置，以及該第二存儲狀態(tài)是對應(yīng)于具有一第二二極管電流電壓特性的該二極管存儲器裝置，其中該第一二極管電流電壓特性以及該第二二極管電流電壓特性具有不同的順向特性。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其特征在于，該存儲器元件是可切換于至少四個存儲狀態(tài)之間，該四個存儲狀態(tài)包括該第一存儲狀態(tài)以及該第二存儲狀態(tài)。
12.—種操作集成電路的方法，其特征在于，包括施以偏壓排列至多個位線和多個字線的多個交叉處中的一被選取的交叉處，雙向地切換該被選取的交叉處的一二極管存儲器裝置的一存儲器元件的多個存儲狀態(tài)，其中該二極管存儲器裝置包括一二極管，該二極管包括一第一端點和一第二端點，以及一存儲器元件， 該第一端點是與該多個位線中的一位線電性耦合，該第二端點是與該多個字線中的一字線電性耦合，該存儲器元件位于該二極管的該第一端點以及該第二端點之間，并且通過該多個未被選取的交叉處的電流是通過位于該多個位線以及該多個字線的該多個交叉處中未被選取的交叉處的該二極管存儲器裝置的該二極管減少。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作集成電路的方法，其特征在于，包括在該二極管存儲器裝置的正常操作之前，施以一起始偏壓排列至該二極管存儲器裝置，使該存儲器元件從一未使用態(tài)改變成該多個存儲狀態(tài)中的一存儲狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作集成電路的方法，其特征在于，包括在該二極管存儲器裝置的正常操作之前，施以一起始偏壓排列至該二極管存儲器裝置，使該存儲器元件從具有一非二極管電流電壓特性的一未使用態(tài)改變成具有一二極管電流電壓特性的該多個存儲狀態(tài)中的一存儲狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作集成電路的方法，其特征在于，所述的施以偏壓排列包括施以具有一第一組電性的一第一順向偏壓排列至該被選取的交叉處，將位于該被選取的交叉處的該二極管存儲器裝置的該存儲器元件從一第一存儲狀態(tài)切換至一第二存儲狀態(tài)；以及施以具有一第二組電性的一第二順向偏壓排列至該被選取的交叉處，將位于該被選取的交叉處的該二極管存儲器裝置的該存儲器元件從該第二存儲狀態(tài)切換至該第一存儲狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作集成電路的方法，其特征在于，所述的施以偏壓排列包括通過將位于該被選取的交叉處的該二極管存儲器裝置的該存儲器元件誘發(fā)介電擊穿誘發(fā)外延，以將該存儲器元件從一第一存儲狀態(tài)切換至一第二存儲狀態(tài)；以及通過將位于該被選取的交叉處的該二極管存儲器裝置的該存儲器元件誘發(fā)焦耳熱效應(yīng)，以將該存儲器元件從該第二存儲狀態(tài)切換至該第一存儲狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作集成電路的方法，其特征在于，一第一存儲狀態(tài)對應(yīng)具有一第一二極管電流電壓特性的該二極管存儲器裝置，以及一第二存儲狀態(tài)對應(yīng)具有一第二二極管電流電壓特性的該二極管存儲器裝置，其中該第一二極管電流電壓特性以及該第二二極管電流電壓特性具有不同的順向特性。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作集成電路的方法，其特征在于，所述施以偏壓排列是將該存儲器元件于多個存儲狀態(tài)之間作切換，該多個存儲狀態(tài)具有不同的二極管電流電壓特性。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作集成電路的方法，其特征在于，所述施以偏壓排列是將該存儲器元件于至少四個存儲狀態(tài)中作切換。
20.一集成電路裝置，其特征在于，包括一二極管存儲器裝置，包括一二極管，包括一第一端點和一第二端點；以及一存儲器元件，位于該二極管的該第一端點以及該第二端點之間，該存儲器元件可雙向地切換于一第一存儲狀態(tài)以及一第二存儲狀態(tài)之間；其中該第一端點位于具有一第一濃度的第一摻雜態(tài)的一阱區(qū)中，在該阱區(qū)中的一摻雜區(qū)具有該第一摻雜態(tài)，并且具有小于該第一濃度的一第二濃度；以及一控制電路，耦接該二極管存儲器裝置，該控制電路施以偏壓排列于該二極管存儲器裝置，以雙向地切換該二極管存儲器裝置的該存儲器元件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集成電路裝置及操作該集成電路裝置的方法，該集成電路裝置包括一交叉點陣列和一控制電路，該交叉點陣列包括多個位線和多個字線，該多個位線和該多個字線的多個交叉處包括多個二極管存儲器裝置；該控制電路是與該交叉點陣列耦合，該控制電路施以偏壓排列至該多個位線和該多個字線的該多個交叉處中的一被選取的交叉處，雙向地切換位于該被選取的交叉處的該二極管存儲器裝置的該存儲器元件。該集成電路裝置具有一位于二端點之間的中間物，此二端點例如是一p端點以及n端點。
文檔編號G11C16/06GK102237134SQ201010587528
公開日2011年11月9日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者呂函庭, 張國彬 申請人:旺宏電子股份有限公司