[發(fā)明專利]電阻式存儲(chǔ)器架構(gòu)和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510260810.5
• 申請(qǐng)日: 2015-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN105118916B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙賢星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 科洛斯巴股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L45/00
• 分類號(hào): H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 李琳;許向彤

提供一種高密度兩端存儲(chǔ)器架構(gòu)，其具有兩端存儲(chǔ)器的性能益處和較低的制造成本。例如，該兩端存儲(chǔ)器架構(gòu)在各個(gè)實(shí)施例中可以被構(gòu)造在襯底上，并且包括在存儲(chǔ)器架構(gòu)的導(dǎo)電層凹陷結(jié)構(gòu)內(nèi)形成的兩端存儲(chǔ)器單元。在一個(gè)實(shí)施例中，可以與垂直通孔蝕刻相結(jié)合地建立作為水平蝕刻的導(dǎo)電層凹陷。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以針對(duì)兩端存儲(chǔ)器架構(gòu)的各個(gè)導(dǎo)電層來圖案化導(dǎo)電層凹陷。

對(duì)于相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)要求題目為“電阻式RAM和裝置(RESISTIVE RAM AND DEVICES)”的在2014年5月20提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.62/000,952的權(quán)益，并且與題目為“用于兩端存儲(chǔ)器的選擇器裝置(SELECTOR DEVICE FOR TWO-TERMINAL MEMORY)”的在2014年12月31日提交的共同待決的美國非臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.14/588,185相關(guān)，該美國非臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.14/588,185要求題目為“用于兩端裝置的選擇器裝置(SELECTORDEVICE FOR TWO TERMINAL DEVICE)”的在2014年3月11日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.61/951,454的權(quán)益，并且要求題目為“快速應(yīng)用(FAST APPLICATIONS)”的在2014年7月7日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.62/021,660的權(quán)益，該兩案均出于所有目的以其各自全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及固態(tài)存儲(chǔ)器；例如，各個(gè)公開的實(shí)施例提供了一種架構(gòu)，該架構(gòu)便利了在絕緣半導(dǎo)體襯底上的二維和三維存儲(chǔ)器陣列的制造。

背景技術(shù)

在集成電路技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的最近的創(chuàng)新是電阻式存儲(chǔ)器。雖然電阻式存儲(chǔ)器技術(shù)的大部分仍處于開發(fā)階段中，但是用于電阻式存儲(chǔ)器的各種技術(shù)思想已經(jīng)被本發(fā)明的受讓方證明，并且在用于證明或反駁相關(guān)聯(lián)的理論的驗(yàn)證的一個(gè)或多個(gè)階段中。即使如此，電阻式存儲(chǔ)器技術(shù)有希望相對(duì)于在半導(dǎo)體電子工業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)保持相當(dāng)大的優(yōu)點(diǎn)。

電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)是電阻式存儲(chǔ)器的一個(gè)示例，并且雖然隨機(jī)存取存儲(chǔ)器歷史上有著易失性的含義，但是受讓方已經(jīng)提出了RRAM的非易失性模型。而且，本公開的發(fā)明人相信，RRAM具有成為高密度非易失性信息存儲(chǔ)技術(shù)的潛力。通常，RRAM通過可控地在不同的電阻狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換來存儲(chǔ)信息。單個(gè)電阻式存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)單個(gè)比特的信息或多個(gè)比特，并且可以被配置為一次可編程單元或可編程和可擦除裝置，如由受讓方證明的各種存儲(chǔ)器模型所提供的那樣。

本發(fā)明人已經(jīng)提出了各種理論來解釋電阻式轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象。在一種這樣的理論中，電阻式轉(zhuǎn)換是在原本電絕緣的介質(zhì)內(nèi)形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的結(jié)果。該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以由離子、可以在適當(dāng)?shù)那闆r(例如，適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng))下被離子化的原子或其他電荷承載機(jī)構(gòu)來形成。在其他這樣的理論中，可以響應(yīng)于被施加到電阻式存儲(chǔ)器單元的適當(dāng)電勢(shì)而出現(xiàn)原子的場(chǎng)輔助擴(kuò)散。在由本發(fā)明人提出的其他理論中，可以響應(yīng)于在二元氧化物(例如，NiO、TiO₂等)焦耳加熱和電化學(xué)過程而出現(xiàn)導(dǎo)電細(xì)絲，或者通過用于包括氧化物、硫族化合物和聚合物等的離子導(dǎo)體的氧化還原過程而出現(xiàn)導(dǎo)電細(xì)絲。

鑒于上面的情況，本發(fā)明人努力在存儲(chǔ)器技術(shù)和電阻式存儲(chǔ)器中作出進(jìn)一步的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

下面提供說明書的簡(jiǎn)化匯總，以便基本明白該說明書的一些方面。該匯總不是說明書的廣泛綜述。其意欲既不識(shí)別說明書的重要或關(guān)鍵元素，也不界定說明書的任何特定實(shí)施例的方面或權(quán)利要求的任何范圍。其目的是作為對(duì)于在本公開中提供的更詳細(xì)說明的前奏，以簡(jiǎn)化形式提供本說明書的一些思想。

本公開的實(shí)施例提供了一種高密度兩端存儲(chǔ)架構(gòu)，其具有兩端存儲(chǔ)器的性能益處和較低的制造成本。該兩端存儲(chǔ)器架構(gòu)在各個(gè)實(shí)施例中可以被構(gòu)造在襯底上，并且包括在存儲(chǔ)器架構(gòu)的導(dǎo)電層凹陷結(jié)構(gòu)內(nèi)形成的兩端存儲(chǔ)器單元。在一個(gè)實(shí)施例中，可以與垂直通孔蝕刻相結(jié)合地建立作為水平蝕刻的導(dǎo)電層凹陷。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以針對(duì)該兩端存儲(chǔ)器架構(gòu)的各個(gè)導(dǎo)電層來圖案化導(dǎo)電層凹陷。