[發(fā)明專(zhuān)利]在電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中形成接觸以降低單元編程所需電壓的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310488552.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103730571B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·蘇塔爾德加;吳亞伯;W·李;P·李;常潤(rùn)滋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 馬維爾國(guó)際貿(mào)易有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L45/00
• 分類(lèi)號(hào): H01L45/00;H01L27/24;G11C13/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅

電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的單元包括電阻式元件和存取器件。電阻式元件包括(i)第一電極和(ii)第二電極。存取器件被配置為選擇和取消選擇單元。存取器件包括(i)連接至第一接觸的第一端子和(ii)連接至第二接觸的第二端子。第二接觸經(jīng)由第三接觸連接至電阻式元件的第二電極。第三接觸包括(i)與第二接觸相接觸的第一表面和(ii)與第二電極相接觸的第二表面。第一表面限定第一表面面積，并且第二表面限定第二表面面積。第一表面面積大于第二表面面積。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2012年10月15日提交的第61/713894號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。通過(guò)引用將上述被引用的申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容并入此處。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)總體涉及電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)單元，并且更具體地，涉及用于在RRAM單元中形成接觸以降低對(duì)RRAM單元編程所需電壓的技術(shù)。

背景技術(shù)

電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)陣列包括布置于字線和位線相交處的RRAM單元。RRAM單元包括作為電阻式元件的絕緣材料(例如，電介質(zhì))。絕緣材料的電阻在電流在一個(gè)方向上流經(jīng)絕緣材料時(shí)增加，并且在電流在相反的方向上流經(jīng)絕緣材料時(shí)降低。因此，RRAM單元可以(i)通過(guò)讓電流在一個(gè)方向上流經(jīng)RRAM單元被編程為高電阻狀態(tài)，并且(ii)通過(guò)讓電流在相反的方向上流經(jīng)RRAM單元被編程為低電阻狀態(tài)。高電阻狀態(tài)可以用來(lái)表示邏輯高(二進(jìn)制1)，并且低電阻狀態(tài)可以用來(lái)表示邏輯低(二進(jìn)制0)，反之亦然。

使用相反極性的電流被編程為高和低電阻狀態(tài)的RRAM單元被稱(chēng)為雙極型RRAM單元。備選地，RRAM單元可以通過(guò)讓兩種不同幅度的電流在相同方向上流經(jīng)RRAM單元的絕緣材料被編程為高和低電阻狀態(tài)。使用在相同方向上的兩種不同幅度的電流被編程為高和低電阻狀態(tài)的RRAM單元被稱(chēng)為單極型RRAM單元。

每個(gè)RRAM單元包括存取器件(諸如二極管或晶體管)。此存取器件與電阻式元件串聯(lián)連接。使用存取元件可以在讀和寫(xiě)操作期間選擇和取消選擇RRAM陣列中的RRAM單元。

發(fā)明內(nèi)容

電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的單元包括電阻式元件和存取器件。電阻式元件包括(i)第一電極和(ii)第二電極。存取器件被配置為選擇和取消選擇單元。存取器件包括(i)連接至第一接觸的第一端子和(ii)和連接至第二接觸的第二端子。第二接觸經(jīng)由第三接觸連接至電阻式元件的第二電極。第三接觸包括(i)與第二接觸相接觸的第一表面和(ii)與第二電極相接觸的第二表面。第一表面限定第一表面面積，并且第二表面限定第二表面面積。第一表面面積大于第二表面面積。

在另一特征中，第三接觸具有棱錐或圓錐的形狀。

在另一特征中，單元還包括在第二接觸與第三接觸的第一表面之間的接口金屬層。

在另一特征中，第三接觸被部分地蝕刻以減小第三接觸的體積。

在其它特征中，電阻式元件包括與第二電極相鄰布置的第一過(guò)渡金屬氧化物層，以及與(i)第一過(guò)渡金屬氧化物層和(ii)第一電極相鄰布置的第二反應(yīng)金屬層。

在另一特征中，第一過(guò)渡金屬氧化物層靠近第一層的中心相對(duì)于第一層的其余部分更薄。

在其它特征中，電阻式元件的第一電極連接至第四接觸，并且連接至存取器件的第一端子的第一接觸經(jīng)由第五接觸連接至位線。

在其它特征中，第六接觸被布置于(i)連接至存取器件的第一端子的第一接觸與(ii)第五接觸之間，并且第六接觸具有第三接觸的結(jié)構(gòu)。

在另一特征中，電阻式元件被配置為(i)響應(yīng)于跨第一電極和第二電極施加第一電壓而具有第一電阻，并且(ii)響應(yīng)于跨第一電極和第二電極施加第二電壓而具有第二電阻。

在另一特征中，存取器件還包括連接至字線的控制端子。