[發明專利]可變電阻存儲器件及其制造和驅動方法

有效

• 申請號: 201310051163.8
• 申請日: 2013-02-16
• 公開（公告）號: CN103247655B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 樸南均;都甲錫
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;G11C13/00;H01L27/10
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 俞波,周曉雨

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年2月13日向韓國知識產權局提交的申請號為10-2012-0014542的韓國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明涉及一種存儲器件，更具體而言，涉及一種可變電阻存儲器件及其制造和驅動方法。

背景技術

隨著對諸如數碼照相機、MP3播放器、個人數字助理（PDA）以及移動電話等的便攜式數字應用設備的需求增加，非易失性存儲器市場也快速地增長。具有較低的每比特制造成本的高密度快閃存儲器件廣泛被用作可編程非易失性存儲器。然而，由于快閃存儲器需要較高容量的晶體管來執行用于編程的熱載流子注入，并且需要厚度足以承受高內部電壓的隧道氧化物膜來確保可靠的數據保持，所以在縮小快閃存儲器方面存在基本的限制。由于近來快閃存儲器已經達到其縮小極限，所以使用可變電阻材料的非易失性存儲器件作為替代的非易失性存儲器已經引起了注意。

由于可變電阻材料具有可通過施加到其的電脈沖來相反地改變的雙穩電阻狀態，因而可以利用可變電阻材料的物理特性作為數據，可以提供高速存儲器件并且可以容易地縮小比例。

發明內容

本發明提供了一種具有高容量、改善的驅動能力以及高可靠性的可變電阻存儲器件。

本發明還提供了一種易于制造可變電阻存儲器件的方法。

本發明還提供了一種驅動可變電阻存儲器件的方法。

根據本發明的一個方面，提供了一種可變電阻存儲器件，所述可變電阻存儲器件包括：多個存儲器單元，所述多個存儲器單元沿著第一方向以及與第一方向不同的第二方向布置，多個存儲器單元的每個包括可變電阻器以及與可變電阻器串聯連接的選擇器件；公共布線，所述公共布線與多個存儲器單元的一端電連接，并且施加公共參考電壓；多個布線，所述多個布線分別與多個存儲器單元之中的沿著第一方向布置的多個存儲器單元的另一端電連接；以及多個選擇線，所述多個選擇線分別與多個存儲器單元的選擇器件連接，并且連同多個布線一起選擇多個存儲器單元中的任何一個。

公共布線可以包括多個子線，所述多個子線彼此電連接。公共布線可以是導電平面。多個選擇線可以沿著第二方向延伸。

選擇器件可以包括：半導體區，所述半導體區具有不同的導電類型，并且被設置成彼此相鄰以在半導體區之間提供結；以及絕緣柵結構，所述絕緣柵結構與半導體區中的任何一個耦接，其中，絕緣柵區結構包括與多個選擇線中的任何一個耦接的柵電極。絕緣柵結構可以通過將電場施加到與絕緣柵結構耦接的相對應的半導體區來控制用于導通半導體區的閾值電壓。柵電極可以形成在形成于相對應的半導體區上的柵絕緣膜上，以便延伸超過或包圍相對應的半導體區的一部分的表面。

可變電阻器和選擇器件的半導體區中的每個可以具有垂直地形成在襯底上的柱體結構，其中，公共布線和多個布線被設置成與襯底的主表面平行，柱體結構在公共布線和多個布線之間，并且其中，柵電極在公共布線與多個布線之間延伸。柵電極可以在半導體區的每個側壁上被形成為間隔件。絕緣柵結構的柵絕緣膜可以包圍柱體結構的側壁。

半導體區可以包括PN二極管結構、PIN二極管結構、金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）溝道結構、或者它們的組合。可變電阻器可以包括相變材料、可開關控制的單極或雙極導電橋接材料、可開關控制的聚合物、可編程的金屬化單元（PMC）材料、反熔絲材料、熔絲材料、磁阻效應材料、或它們的組合。

根據本發明的另一個方面，提供了一種可變電阻存儲器件，所述可變電阻存儲器件包括：多個存儲器單元，所述多個存儲器單元沿著第一方向以及與第一方向不同的第二方向布置，多個存儲器單元的每個包括可變電阻器以及與可變電阻器串聯連接的選擇器件；第一公共布線，所述第一公共布線與多個存儲器單元的一端電連接，并且施加參考電壓；第二公共布線，所述第二公共布線與多個存儲器單元的另一端電連接，并且施加操作電壓；以及多個選擇線，所述多個選擇線包括第一選擇線和第二選擇線，所述第一選擇線和第二選擇線與多個存儲器單元的選擇器件耦接，并且被獨立地驅動以選擇多個存儲器單元中的一個。

第一公共布線和第二公共布線中的至少一個可以包括彼此電連接的多個子線。第一公共布線和第二公共布線中的至少一個可以是導電平面。第一選擇線和第二選擇線可以分別沿著第一方向和第二方向延伸。