[發(fā)明專利]具有添加金屬的可逆性電阻率切換金屬氧化物或氮化物層

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010004252.3
• 申請日: 2006-11-20
• 公開（公告）號: CN101853921A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·布拉德·赫納;坦邁·庫馬爾
• 申請（專利權(quán)）人: 桑迪士克3D公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉國偉

1.一種半導體裝置，其包含：

可逆性狀態(tài)改變元件，其包含所述裝置的層，所述層包含：

電阻率切換金屬氧化物或氮化物二元化合物，所述電阻率切換金屬氧化物或氮化物二元化合物僅包括一種金屬，和

金屬添加劑，

其中所述金屬添加劑包含在所述層中的摻雜劑；

其中所述金屬添加劑包含在所述層中的金屬原子的約0.01％到約5％；且

其中電阻率切換金屬氧化物或氮化物化合物是NiO且所述金屬添加劑為鋁。

2.一種半導體裝置，其包含：

可逆性狀態(tài)改變元件，其包含不同于所述裝置的襯底的層，所述層包含：

電阻率切換金屬氧化物或氮化物二元化合物，所述電阻率切換金屬氧化物或氮化物二元化合物僅包括一種金屬，和

選自由下述組成的群組的金屬添加劑：鋁，鎵，銦，和硼，

其中所述金屬添加劑包含在所述層中的摻雜劑，且

其中所述金屬添加劑包含在所述層中的金屬原子的約0.01％到約5％。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體裝置，其中所述電阻率切換金屬氧化物或氮化物化合物選自由NiO、Nb₂O₅、TiO₂、HfO₂、Al₂O₃、CoO、MgO_x、CrO₂、VO、BN及AlN組成的群組。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體裝置，其中所述金屬添加劑是通過離子植入引入的。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體裝置，其中所述金屬添加劑是通過擴散引入的。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體裝置，其中所述金屬添加劑是通過濺鍍引入的。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體裝置，其中所述裝置包含非易失性存儲單元。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體裝置，其中在所述裝置的正常操作期間，所述可逆性狀態(tài)改變元件從第一電阻狀態(tài)改變成第二電阻狀態(tài)，所述第一電阻狀態(tài)不同于所述第二電阻狀態(tài)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導體裝置，其中所述第一電阻狀態(tài)與所述第二電阻狀態(tài)之間的差為至少五倍。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導體裝置，其中所述可逆性狀態(tài)改變元件是通過使設(shè)定電流或重設(shè)電流流經(jīng)所述狀態(tài)改變元件或在所述狀態(tài)改變元件上施加設(shè)定電壓或重設(shè)電壓而從第一電阻狀態(tài)改變成第二電阻狀態(tài)。

11.一種可重寫的非易失性存儲單元，其包含：

狀態(tài)改變元件，其包含不同于所述存儲單元的襯底的層，所述層包含：

電阻率切換金屬氧化物或氮化物二元化合物，所述電阻率切換金屬氧化物或氮化物二元化合物僅包括一種金屬，和

選自由下述組成的群組的金屬添加劑：鋁，鎵，銦，和硼，

其中所述金屬添加劑包含在所述層中的摻雜劑，且

其中所述金屬添加劑包含在所述層中的金屬原子的約0.01％到約5％，

其中所述存儲單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)存儲在所述層的電阻率狀態(tài)。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可重寫的非易失性存儲單元，其中所述存儲單元形成于所述襯底上方。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可重寫的非易失性存儲單元，其進一步包含二極管，所述二極管及所述狀態(tài)改變元件電性串聯(lián)在第一導體與第二導體之間。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的可重寫的非易失性存儲單元，其中所述第二導體位于所述第一導體上方，所述第一導體位于所述襯底上方，且其中所述二極管及所述狀態(tài)改變元件垂直地設(shè)置在所述第一導體與所述第二導體之間。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的可重寫的非易失性存儲單元，其中所述二極管是半導體結(jié)二極管。

16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可重寫的非易失性存儲單元，其中所述電阻率切換金屬氧化物或氮化物化合物選自由NiO、Nb₂O₅、TiO₂、HfO₂、Al₂O₃、CoO、MgO_x、CrO₂、VO、BN及AlN組成的群組。