[發明專利]電阻式隨機存取存儲器

有效

• 申請號: 201410099409.3
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN104835909B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 陳菁華;林展慶
• 申請（專利權）人: 力晶科技股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;G11C13/00;B82Y10/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本發明涉及一種存儲器，特別是涉及一種電阻式隨機存取存儲器。

背景技術

隨著各種電子產品的蓬勃發展及功能需求的提高，使得當前全球存儲器市場需求急速擴張，其中又以非揮發性存儲器(Non-Volatile Memory,NVM)的快速成長最引人注目。為了應對此產業變化，全球各大廠與研究機構對于下一個世代存儲器技術開發均早已如火如荼般地展開。在各種可能的技術中，電阻式隨機存取存儲器(Resistive Random Access Memory，RRAM)具有結構簡單、寫入操作電壓低、可高速操作以及非揮發性等特性，因此電阻式隨機存取存儲器具有與其它非揮發性存儲器競爭的潛力。

然而，當電阻式隨機存取存儲器的電極的可供進行氧化還原的部分完全被氧化時，電阻式隨機存取存儲器將無法繼續使用。因此，如何提高電阻式隨機存取存儲器的耐用性為目前業界積極研究開發的目標之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電阻式隨機存取存儲器，其具有較佳的耐用性(endurance)。

為了達上述目的，本發明提出一種電阻式隨機存取存儲器，包括第一電極、介電層、至少一第一納米結構及第二電極。介電層設置于第一電極上。第一納米結構設置于第一電極與介電層之間，且第一納米結構包括多個第一群聚型金屬納米粒子及多個第一包覆型金屬納米粒子。第一群聚型金屬納米粒子設置于第一電極上。第一包覆型金屬納米粒子包覆第一群聚型金屬納米粒子，其中第一群聚型金屬納米粒子的擴散系數大于第一包覆型金屬納米粒子的擴散系數。第二電極設置于介電層上。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第一電極的材料例如是過渡金屬或其氮化物。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第一電極例如是比第二電極容易氧化。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，介電層的材料例如是高介電常數材料。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第一群聚型金屬納米粒子與第一電極例如是具有相同的金屬元素。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第一群聚型金屬納米粒子例如是具有可氧化性(oxidizability)。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第一群聚型金屬納米粒子的材料與第一包覆型金屬納米粒子的材料可分別為過渡金屬。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第一包覆型金屬納米粒子的電位例如是高于該些第一群聚型金屬納米粒子的電位。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第一包覆型金屬納米粒子的擴散系數例如是大于介電層的材料的擴散系數。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第一包覆型金屬納米粒子的材料包括一種或兩種以上金屬。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第二電極的材料例如是過渡金屬或其氮化物。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，還包括第一放熱電極，且第一電極設置于第一放熱電極上。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，還包括至少一第二納米結構，設置于第二電極與介電層之間，且第二納米結構包括多個第二群聚型金屬納米粒子及多個第二包覆型金屬納米粒子。第二群聚型金屬納米粒子設置于第二電極上。第二包覆型金屬納米粒子包覆第二群聚型金屬納米粒子，其中第二群聚型金屬納米粒子的擴散系數大于第二包覆型金屬納米粒子的擴散系數。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第二群聚型金屬納米粒子與第二電極例如是具有相同的金屬元素。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第二群聚型金屬納米粒子例如是具有可氧化性。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第二群聚型金屬納米粒子的材料與第二包覆型金屬納米粒子的材料可分別為過渡金屬。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第二包覆型金屬納米粒子的電位例如是高于該些第二群聚型金屬納米粒子的電位。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第二包覆型金屬納米粒子的擴散系數例如是大于介電層的材料的擴散系數。