[發明專利]一次性編程電阻式隨機存取記憶體位、記憶體及形成方法

有效

• 申請號: 201811391186.2
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN110021703B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 陳達;王炳琨;傅志正;吳健民;廖紹憬
• 申請（專利權）人: 華邦電子股份有限公司
• 主分類號: H10N70/00
• 分類號: H10N70/00;H10B63/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;任默聞

1.一種一次性編程電阻式隨機存取記憶體位的形成方法，其特征在于，包括：

形成一電阻轉換層于一底電極層上；

形成一頂電極層于該電阻轉換層上；

對該電阻轉換層施加一形成電壓，使該頂電極層的一電位低于該底電極層的一電位，其中在對該電阻轉換層施加該形成電壓之后，該電阻轉換層中的空缺呈隨機分布；以及

對該電阻轉換層進行一烘烤工藝；

其中在對該電阻轉換層施加該形成電壓以及進行該烘烤工藝之后，該電阻轉換層中的空缺相較于對該電阻轉換層施加該形成電壓之前更呈隨機分布。

2.如權利要求1所述的一次性編程電阻式隨機存取記憶體位的形成方法，其特征在于，該電阻轉換層為非晶質結構，該電阻轉換層包括以Al、Si、N、Ta或Ti摻雜的HfO2或以Al、Si、N、Ta或Ti摻雜的ZrO2，其中形成該電阻轉換層的溫度介于250℃至300℃。

3.如權利要求1所述的一次性編程電阻式隨機存取記憶體位的形成方法，其特征在于，該形成電壓介于3V至6V，且該形成電壓提供一電流介于500μA至600μA及一脈寬介于1μs至100μs，其中該烘烤工藝的溫度介于200℃至300℃，該烘烤工藝的持續時間介于1分鐘至300分鐘。

4.如權利要求1所述的一次性編程電阻式隨機存取記憶體位的形成方法，其特征在于，該頂電極層包括TaN、TiN、TiAlN、TiW、WN、Ti、Au、Ta、Ag、Cu、AlCu、Pt、W、Ru、Al或Ni。

5.如權利要求1所述的一次性編程電阻式隨機存取記憶體位的形成方法，其特征在于，更包括：

在對該電阻轉換層施加該形成電壓前，進行一循環加壓；

其中進行該循環加壓包括對該電阻轉換層施加一循環電壓，使該頂電極層的該電位交替地高于或低于該底電極層的該電位，其中該形成電壓介于3V至6V之間，其脈寬介于100ns至100μs。

6.一種一次性編程電阻式隨機存取記憶體位，其特征在于，包括：

一底電極層；

一電阻轉換層，形成于該底電極層上；以及

一頂電極層，形成于該電阻轉換層上；

其中該電阻轉換層中的空缺呈隨機分布，對該電阻轉換層施加一形成電壓，使該頂電極層的一電位低于該底電極層的一電位，其中在對該電阻轉換層施加該形成電壓之后，該電阻轉換層中的空缺呈隨機分布；該電阻轉換層進行有一烘烤工藝，其中在對該電阻轉換層施加該形成電壓以及進行該烘烤工藝之后，該電阻轉換層中的空缺相較于對該電阻轉換層施加該形成電壓之前更呈隨機分布。

7.如權利要求6所述的一次性編程電阻式隨機存取記憶體位，其特征在于，該電阻轉換層為非晶質結構，其中該電阻轉換層包括以Al、Si、N、Ta或Ti摻雜的HfO2或以Al、Si、N、Ta或Ti摻雜的ZrO2，其中該電阻轉換層的厚度介于1nm至3nm。

8.如權利要求6所述的一次性編程電阻式隨機存取記憶體位，其特征在于，該電阻轉換層為一多晶結構，其晶粒大小介于1nm至200nm。

9.一種一次性編程電阻式隨機存取記憶體，其特征在于，包括：

一晶體管；以及

多個如權利要求6所述的一次性編程電阻式隨機存取記憶體位；

其中所述多個一次性編程電阻式隨機存取記憶體位的該底電極層電性連接至該晶體管的一漏極，且所述多個一次性編程電阻式隨機存取記憶體位的該頂電極層電性連接至多條位線。

10.如權利要求9所述的一次性編程電阻式隨機存取記憶體，其特征在于，所述多個一次性編程電阻式隨機存取記憶體位于俯視圖中平行排列，其中該晶體管的一柵極電性連接至一字線，且該晶體管的一源極電性連接至一源極線。