[發明專利]存儲裝置與電阻式存儲單元的操作方法

有效

• 申請號: 201610246584.X
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN106992248B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 吳昭誼;李岱螢;李明修;王典彥
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

本發明提供了一種存儲裝置與電阻式存儲單元的操作方法。該存儲裝置包括電阻式存儲單元。該電阻式存儲單元包括第一電極、第二電極及存儲膜。該存儲膜在第一電極與第二電極之間。第一電極包括底電極部分與從底電極部分向上延伸的壁電極部分。壁電極部分在存儲膜與底電極部分之間。壁電極部分與存儲膜的寬度是小于底電極部分的寬度。

技術領域

本發明是有關于一種存儲單元及其操作方法，且特別是有關于一種電阻式存儲單元及其操作方法。

背景技術

隨著半導體技術的進步，電子元件的微縮能力不斷提高，使得電子產品能夠在維持固定大小，甚至更小的體積之下，能夠擁有更多的功能。而隨著信息的處理量愈來愈高，對于大容量、小體積的存儲器需求也日益殷切。

目前的可擦寫存儲器是以晶體管結構配合存儲單元作信息的儲存，但是此種存儲器架構隨著制造技術的進步，可微縮性(scalability)已經達到一個瓶頸。因此先進的存儲器架構不斷的被提出，例如相變化隨機存取存儲器(phase change random accessmemory，PCRAM)、磁性隨機存取存儲器(magnetic random access memory，MRAM)、電阻式隨機存取存儲器(resistive random access memory，RRAM)。其中RRAM具有讀寫速度快、非破壞性讀取、對于極端溫度的耐受性強，并可與現有CMOS(complementary metal oxidesemiconductor，CMOS)工藝整合等優點，被視為具有能夠取代現今所有儲存媒體潛力的新興存儲器技術。

發明內容

本發明是有關于一種存儲裝置及電阻式存儲單元的操作方法。電阻式存儲單元可具有大且穩定的切換窗，可靠性佳。

根據本發明的一實施例，提出一種存儲裝置，其包括電阻式存儲單元。電阻式存儲單元包括第一電極、第二電極及存儲膜。存儲膜在第一電極與第二電極之間。第一電極包括底電極部分與從底電極部分向上延伸的壁電極部分。壁電極部分在存儲膜與底電極部分之間。壁電極部分與存儲膜的寬度是小于底電極部分的寬度。

根據本發明的另一實施例，提出一種存儲裝置，其包括電阻式存儲單元。電阻式存儲單元包括第一電極、第二電極及存儲膜。存儲膜在第一電極與第二電極之間。第一電極包括氮化鈦。存儲膜包括氮氧化鈦。第二電極包括氮化鈦。

根據本發明的又另一實施例，提出一種電阻式存儲單元的操作方法，其包括以下步驟。寫入步驟，其包括以第一寬度的脈沖或第一次數的射擊寫入電阻式存儲單元。在寫入步驟之后，驗證電阻式存儲單元是否達到一預定電阻或電流。若電阻式存儲單元未達到預定電阻或電流，驗證第一寬度或第一次數是否達到最大寬度或最大次數。若第一寬度或第一次數未達到最大寬度或最大次數，以第二寬度的脈沖或第二次數的射擊寫入電阻式存儲單元。第二次數大于第一次數。第二寬度大于第一寬度。

為了對本發明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉優選實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1繪示根據一實施例的電阻式存儲單元的剖面圖。

圖2A繪示根據一實施例的電阻式存儲單元的剖面圖。

圖2B繪示根據一實施例的電阻式存儲單元的剖面圖。

圖3至圖13繪示根據一些實施例的存儲裝置的制造方法。

圖14為根據一實施例的電阻式存儲單元在設定(SET)狀態與重置(RESET)狀態的電阻與機率的關系。

圖15為電阻式存儲單元在設定狀態與重置狀態的操作循環次數(cycling count)與存儲單元電阻(cell resistance)的關系。

圖16為電阻式存儲單元以增階型脈沖程序化(ISPP)方法操作的結果。