[發(fā)明專利]非易失性存儲器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210437634.4
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN103811655A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾俊元;李岱螢;蔡宗霖
• 申請（專利權(quán)）人: 華邦電子股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 趙根喜;馮志云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種存儲器，且特別涉及一種非易失性存儲器。

背景技術(shù)

存儲器，顧名思義便是用以存儲資料或數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體元件。當(dāng)電腦微處理器的功能越來越強(qiáng)，軟件所進(jìn)行的程序與運(yùn)算越來越龐大時(shí)，存儲器的需求也就越來越高，為了制作容量大且便宜的存儲器以滿足這種需求的趨勢，存儲器的技術(shù)與工藝，已成為半導(dǎo)體科技持續(xù)往高積集度挑戰(zhàn)的驅(qū)動(dòng)力。在各種非易失性存儲器中，電阻式存儲器具有操作電壓小、多狀態(tài)存儲、存儲時(shí)間長、面積小及結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，故電阻式存儲器已成為未來存儲器發(fā)展的趨勢。

電阻式存儲器通常包括電阻式存儲單元和二極管單元。具有一個(gè)電阻式存儲單元和一個(gè)二極管單元的電阻式存儲器稱為具有1D1R結(jié)構(gòu)的電阻式存儲器。1D1R結(jié)構(gòu)可使電阻式存儲器具有超高密度及低成本，并可用來避免讀取錯(cuò)誤的問題。

此外，在一般的1D1R結(jié)構(gòu)中，通常是使用雙極性電阻式存儲單元來搭配二極管單元。然而，具有此種1D1R結(jié)構(gòu)的電阻式存儲器在高電阻與低電阻狀態(tài)之間往往只能承受一次的轉(zhuǎn)態(tài)操作，因而影響電阻式存儲器的效能。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種非易失性存儲器，其具有單極性電阻式存儲單元與二極管單元。

本發(fā)明提供一種非易失性存儲器，其包括單極性電阻式存儲單元以及二極管單元，其中二極管單元與單極性電阻式存儲單元電性連接。二極管單元包括第一電極、第二電極、氧化鈷層以及氧化銦鋅層。第一電極與第二電極相對配置。氧化鈷層配置于第一電極與第二電極之間。氧化銦鋅層配置于第一電極與氧化鈷層之間。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的氧化鈷層的厚度例如介于1nm至1000nm之間。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的氧化銦鋅層的厚度例如介于1nm至1000nm之間。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一電極的材料例如為鉑或鎢。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一電極的厚度例如介于10nm至1000nm之間。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二電極的材料例如為鉑或鎢。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二電極的厚度例如介于10nm至1000nm之間。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的二極管單元配置于單極性電阻式存儲單元上。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的二極管單元與單極性電阻式存儲單元皆配置于基底上。

本發(fā)明的有益效果在于，基于上述，在本發(fā)明的非易失性存儲器中，分別利用氧化鈷及氧化銦鋅作為二極管單元的p型半導(dǎo)體層及n型半導(dǎo)體層，并將此二極管單元與單極性電阻式存儲單元電性搭配而構(gòu)成1D1R結(jié)構(gòu)的非易失性存儲器。因此，本發(fā)明的非易失性存儲器不僅可具有良好的整流效果，更可承受重復(fù)100次以上的高電阻與低電阻之間的轉(zhuǎn)態(tài)操作，并使得高電阻與低電阻之間可維持高的讀取鑒別度。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的非易失性存儲器的剖面示意圖。

圖2是本發(fā)明的第二實(shí)施例的非易失性存儲器的剖面示意圖。

圖3是本發(fā)明的第三實(shí)施例的非易失性存儲器的剖面示意圖。

圖4表示本發(fā)明二極管單元進(jìn)行偏壓測試的結(jié)果。

圖5為根據(jù)圖4的結(jié)果所作的曲線分析。

圖6為本發(fā)明二極管單元的順向/逆向電流比值關(guān)系圖。

圖7表示本發(fā)明的非易失性存儲器進(jìn)行偏壓測試的結(jié)果。

圖8表示本發(fā)明的非易失性存儲器的存儲力測試結(jié)果。

圖9表示本發(fā)明的非易失性存儲器的非破壞性讀取測試結(jié)果。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

10、20、30：非易失性存儲器

100：基底

120：介電層

130：附著層

200：單極性電阻式存儲單元

210a、210b、310a、310b：電極

220a、220b：轉(zhuǎn)態(tài)層

300：二極管單元

320：氧化銦鋅層

330：氧化鈷層

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明易理解，在以下各實(shí)施例中，相同的元件符號代表相同的元件，且不再重復(fù)另外說明。

第一實(shí)施例