[發明專利]存儲器單元和形成存儲器單元的方法

有效

• 申請號: 201380070048.3
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN104919590B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 保田周一郎;諾爾·洛克萊;史考特·E·西利士;D·V·尼爾摩·拉瑪斯瓦米;陶謙
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 路勇

本發明的一些實施例包括一種形成存儲器單元的方法。切換區的第一部分形成于第一電極上。所述切換區的第二部分是使用原子層沉積形成于所述第一部分上。所述第二部分為與所述第一部分不同的組合物。離子源區形成于所述切換區上。第二電極形成于所述離子源區上。一些實施例包括一種在電極對之間具有切換區的存儲器單元。所述切換區經配置以可逆地在低電阻狀態與高電阻狀態之間轉變。所述切換區包括兩個或兩個以上離散部分，其中在所述高電阻狀態中所述部分中的一個部分不具有與直接抵靠這一部分的任何組合物相同的非氧組分。

技術領域

本發明涉及存儲器單元和形成存儲器單元的方法。

背景技術

集成存儲器可用于計算機系統中以用來存儲數據。集成存儲器通常是在個別存儲器單元的一或多個陣列中制得。所述存儲器單元經配置以呈至少兩種不同可選狀態保留或存儲記憶。在二進制系統中，將所述狀態視為“0”或“1”。在其它系統中，至少某些個別存儲器單元可經配置以存儲兩種以上層級或狀態的信息。

一種實例存儲器單元為可編程的金屬鍍層單元(PMC)。其可替代性地稱為導電橋接隨機存取存儲器(CBRAM)、納米橋存儲器或電解質存儲器。PMC可使用離子導電切換材料(例如，適合的硫族化物(chalcogenide)或任何各種適合的氧化物)和與所述切換材料相鄰的離子源材料。所述離子源材料和切換材料可設置在電極對之間。在電極兩端施加的適合的電壓會導致離子從所述離子源材料遷移到所述切換材料中，從而建立一或多個貫穿所述切換材料的電流傳導路徑。施加在電極兩端的反向電壓基本上反轉所述過程并且因此移動電流傳導路徑。PMC因此包含高電阻狀態(對應于不具有延伸貫穿切換材料的導電橋的狀態)和低電阻狀態(對應于具有延伸貫穿切換材料的導電橋的狀態)，其中所述狀態可彼此可逆互換。

雖然已致力于開發PMC和其它存儲器單元，但仍存在對改進存儲器單元的需求。

發明內容

本發明的一個實施例涉及一種存儲器單元，所述存儲器單元包含位于電極對之間的切換區，其中所述切換區具有6埃到20埃的厚度。所述切換區包含第一離散部分和第二離散部分，其中所述第一離散部分具有在大于0埃到小于20埃范圍內的厚度，其中所述第一離散部分和所述第二離散部分中的各者當所述存儲器單元處于高電阻狀態中時不具有與任何直接抵靠對應離散部分的組合物相同的非氧組分。所述第一離散部分和所述第二離散部分中的各者是通過沉積來形成，所述第一離散部分和所述第二離散部分中的至少一者是通過原子層沉積來形成。所述第一離散部分和所述第二離散部分中的各者不具有與任何直接抵靠對應離散部分的相鄰層的任何組分相同的非氧組分。

附圖說明

圖1圖解說明在低電阻狀態與高電阻狀態之間可逆地轉變的實例實施例PMC。

圖2到4顯示半導體結構的橫截面視圖，并且圖解說明形成實例實施例存儲器單元的實例實施例工藝的工藝步驟。

圖5到7顯示半導體結構的橫截面視圖，并且圖解說明形成另一個實例實施例存儲器單元的另一個實例實施例工藝的工藝步驟。

圖8與9顯示半導體結構的橫截面視圖，并且圖解說明形成另一個實例實施例存儲器單元的另一個實例實施例工藝的工藝步驟。

圖10圖解說明另一個實例實施例存儲器單元。

圖11圖解說明另一個實例實施例存儲器單元。

具體實施方式