[發(fā)明專利]疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)及其操作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410128766.8
• 申請(qǐng)日: 2014-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN103943776B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁方;張志剛;潘立陽;許軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L45/00
• 分類號(hào): H01L45/00;G11C13/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

絕緣襯底；

形成在所述絕緣襯底之上的下電極；

形成在所述下電極之上的電容介質(zhì)層；

形成在所述電容介質(zhì)層之上的中間電極；

形成在所述中間電極之上的阻變存儲(chǔ)介質(zhì)層；以及

形成在所述阻變存儲(chǔ)介質(zhì)層之上的上電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電容介質(zhì)層的材料為HfO₂、Al₂O₃或SiO₂中的一種或多種的組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述阻變存儲(chǔ)介質(zhì)層的材料為Nb₂O₅、Ta₂O₅、TiO₂、HfO₂、Al₂O₃、ZrO₂、La₂O₅、Si₃N₄、LaAlO₃、ZrSiO₄或HfSiO₄中的一種或多種的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述下電極、中間電極和上電極的材料分別為Al、Pt、Cu、Ag、TiN或ITO中的一種或多種的組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電容介質(zhì)層的厚度為5-100nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述阻變存儲(chǔ)介質(zhì)層的厚度為5-100nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述下電極、中間電極和上電極的厚度分別為30-500nm。

8.一種疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的操作方法，其特征在于，所述疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)為權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，

當(dāng)操作為初始化操作時(shí)，對(duì)所述上電極加初始化電壓，所述中間電極和所述下電極接地，其中，所述初始化電壓的正負(fù)號(hào)由所述上電極和所述阻變存儲(chǔ)介質(zhì)層的材料組合決定；

當(dāng)操作為編程操作時(shí)，對(duì)所述上電極加編程電壓，所述中間電極和所述下電極接地，其中所述編程電壓與所述初始化電壓正負(fù)號(hào)一致，所述編程電壓的絕對(duì)值小于所述初始化電壓的絕對(duì)值。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的操作方法，其特征在于，當(dāng)操作為擦除操作時(shí)：對(duì)所述上電極和所述下電極加擦除電壓，所述中間電極浮空，其中所述擦除電壓與所述初始化電壓的正負(fù)號(hào)相反。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的疊層電容型阻變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的操作方法，其特征在于，當(dāng)操作為讀取操作時(shí)：對(duì)所述上電極加讀取電壓，所述中間電極接地，所述下電極浮空或接地，其中所述讀取電壓為正電壓，所述讀取電壓的值小于所述編程電壓的絕對(duì)值。