[發明專利]用于電阻式存儲器裝置的納米線的納米通道陣列

有效

• 申請號: 201380076242.2
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN105556670A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: S-Y·王;J·楊
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司;有限責任合伙企業
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L21/8247
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王洪斌;陳嵐

背景技術

電阻式存儲器元件可以通過施加編程能量來編程至不同電阻狀態。在 編程之后，電阻式存儲器元件的狀態可被讀取并在指定的時間周期內保持穩定。 電阻式存儲器元件的大陣列可以被用于創建多種電阻式存儲器裝置，包括非易 失性固態存儲器、可編程邏輯、信號處理、控制系統、模式識別裝置和其它應 用。電阻式存儲器裝置的示例包括憶阻器、相變存儲器和自旋轉移矩。

憶阻器是可以通過施加編程能量(例如，電壓或電流脈沖)來編程至 不同電阻狀態的裝置。這種能量生成可以調制憶阻元件中非易失性開關和非線 性選擇功能兩者的導電性的熱效應和電場的組合。編程之后，憶阻器的狀態可 以被讀取并在指定的時間周期內保持穩定。憶阻元件可以被用于多種應用，其 包括非易失性固態存儲器、可編程邏輯、信號處理、控制系統、模式識別和其 它應用。

附圖說明

圖1是透視示意圖，其圖示了根據示例的存儲器裝置(例如憶阻裝置) 中的多個納米通道。

圖2是與圖1類似的圖，但是為了清楚消除了電極和絕緣區域，其中 電極之間的離子路徑的示例被示出。

圖3是與圖1類似的圖，但是為了清楚消除了電極和絕緣區域，其中 核/殼納米線結構的示例被示出。

圖4是描繪根據示例的用于制造具有納米通道的存儲器裝置(例如憶 阻器)的方法的流程圖。

圖5是根據示例的并入例如圖1中示出的存儲器裝置的納米線交叉開 關(crossbar)結構的等距視圖。

具體實施方式

如在本文的說明書和權利要求中使用的，單數形式“一”、“一個”和“該” 包括復數對象，除非上下文另外清楚指示。

如在本說明書和所附權利要求中使用的，“近似”和“大約”意味著由例 如制造工藝中的變化引起的±10％的變化。

在下面詳細的描述中，參考伴隨本公開的附圖，其圖示了其中本公開 可以被實踐的具體示例。示例的組件可以被定位在許多不同的取向上，且與組 件的取向有關的所使用的任何方向性的術語用于圖示的目的且決不是限制性 的。方向性術語包括例如“頂部”、“底部”、“前面”、“后面”、“頭部”、“尾部”等 的詞。

將理解的是，其中本公開可以被實踐的其它示例存在，并且在不脫離 本公開的范圍的情況下可以做出結構或邏輯的改變。因此，下面的詳細描述并 不在限制性意義上被理解。替代地，本公開的范圍由所附權利要求限定。

電阻式存儲器元件可以用于多種應用，包括非易失性固態存儲器、可 編程邏輯、信號處理、控制系統、模式識別和其它應用。

如在說明書和所附權利要求中使用的，術語“電阻式存儲器元件”廣泛 地指代可編程非易失性電阻器，諸如電阻式隨機存取存儲器(ReRAM)、相變 存儲器(PCRAM)、基于鈣鈦礦(例如Sr(Zr)TiO₃)的憶阻器技術、過渡金屬氧 化物(諸如NiO或TiO₂或TaOx)、硫屬化合物(諸如Ge₂Sb₂Te₅或AgInSbTe)、 固態電解質(諸如GeS、GeSe、Cu₂S)、有機電荷轉移復合物(例如CuTCNQ)、 有機施主-受主系統、各種分子系統、或其它非易失性可編程電阻式存儲器元件。

憶阻器或憶阻裝置是納米尺度裝置，其可以用作諸如存儲器、開關和 邏輯電路和系統之類的廣泛范圍的電子電路中的組件。在存儲器結構中，可以 使用憶阻器的交叉開關。例如，當作為用于存儲器的基礎使用時，憶阻器可以 用于存儲對應于憶阻器是處于其高電阻狀態還是處于其低電阻狀態(或反之亦 然)的信息位，1或0。當用作邏輯電路時，憶阻器可以被用作邏輯電路中的配 置位和開關，所述邏輯電路類似現場可編程門陣列，或可以是用于有線邏輯可 編程邏輯陣列的基礎。還可能的是，針對這些和其它應用使用能夠進行多狀態 或模擬行為的憶阻器。

當用作開關時，在交叉點存儲器中憶阻器可以處于低電阻(接通)狀 態中，或者處于高電阻(斷開)狀態中。在最近幾年期間，研究者在尋找使這 些憶阻器的切換功能高效地運轉的方法方面已經做出巨大進步。例如，氧化鉭 (TaO_x)基憶阻器已經被展示以具有在其它能夠進行電子切換的納米尺度裝置之 上的出眾的持久性。在實驗室設定中，氧化鉭基憶阻器能夠進行超過100億的 切換循環。