[發(fā)明專利]具有多等級(jí)單元的無(wú)形成電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310234138.3
• 申請(qǐng)日: 2013-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103514947B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡竣揚(yáng);丁裕偉;黃國(guó)欽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): G11C11/56
• 分類號(hào): G11C11/56;H01L45/00
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

1.一種用于操作多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，所述多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元具有連接在一起的電流控制器件和電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件，所述方法沒(méi)有“形成”步驟，并且包括通過(guò)將所述電流控制器件控制為一個(gè)電流等級(jí)來(lái)將所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件設(shè)定為一個(gè)電阻等級(jí)，其中，設(shè)定所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件包括對(duì)所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件的頂部電極施加第一電壓以及對(duì)所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件的底部電極施加第二電壓，所述第二電壓高于所述第一電壓，其中，在設(shè)定所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件步驟發(fā)生之前所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器沒(méi)有經(jīng)歷“形成”步驟，其中，所述“形成”步驟在所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電阻材料層中產(chǎn)生導(dǎo)電路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于操作多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，設(shè)定所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件包括對(duì)所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件施加第一極性的設(shè)定電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于操作多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)施加與所述第一極性相反的第二極性的重置電壓來(lái)重置所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于操作多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，

所述第一極性是從所述頂部電極至所述底部電極；以及

所述設(shè)定電壓限定為所述第二電壓和所述第一電壓之間的差值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于操作多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，將所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件設(shè)定為一個(gè)電阻等級(jí)包括將所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件的所述頂部電極接地。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于操作多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，所述第一電壓等于或高于V_set。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于操作多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，重置所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件包括：

將所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的頂部電極偏置為高電壓；以及

將所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的底部電極偏置為低電壓。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于操作多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，重置所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件包括將所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件的底部電極接地。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于操作多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，所述第二電壓被限定為所述高電壓和所述低電壓之間的差值，其中，所述第二電壓等于或高于V_stop。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于操作多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)對(duì)所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件施加所述第一極性的第三電壓來(lái)讀取所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于操作多等級(jí)電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，所述第三電壓小于所述第一電壓。

12.一種制造電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的方法，包括：

在襯底上形成電流控制器件；以及

形成電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件，所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件被設(shè)置成與所述電流控制器件連接，形成所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件進(jìn)一步包括：

形成底部電極；

在所述底部電極上形成介電材料層；

對(duì)所述介電材料層實(shí)施缺陷工程處理工藝，所述缺陷工程處理工藝包括對(duì)所述介電材料層施加氣體，并對(duì)所述氣體加熱；以及

在所述介電材料層上形成頂部電極，

所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件包括具有缺陷工程膜的電阻材料層，以在所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器器件的使用中沒(méi)有經(jīng)歷“形成”步驟，所述“形成”步驟在所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電阻材料層中產(chǎn)生導(dǎo)電路徑。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的方法，其中，所述缺陷工程處理工藝包括在200℃至500℃的范圍內(nèi)的處理溫度下對(duì)所述電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)施加NH₃氣體。