[發(fā)明專利]電阻式隨機(jī)存取存儲器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910149502.3
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN111584495B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王子嵩
• 申請（專利權(quán)）人: 力晶積成電子制造股份有限公司
• 主分類號: H10B63/00
• 分類號: H10B63/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

1.一種電阻式隨機(jī)存取存儲器，其特征在于，包括：

堆疊結(jié)構(gòu)，由交替堆疊的多個水平電極與多個第一介電層所組成，其中所述堆疊結(jié)構(gòu)具有至少一孔道貫穿所述多個水平電極與所述多個第一介電層；

至少一垂直電極，形成于所述至少一孔道內(nèi)；

選擇元件，形成于所述垂直電極與所述堆疊結(jié)構(gòu)之間的所述孔道內(nèi)；以及

多個可變電阻結(jié)構(gòu)，設(shè)置于每個所述水平電極的表面并與所述孔道內(nèi)的所述選擇元件接觸，其中所述可變電阻結(jié)構(gòu)包括：

存儲層；

氧化層，介于所述存儲層與所述選擇元件之間；以及

阻障層，介于所述存儲層與所述水平電極的所述表面之間，

其中所述選擇元件包括：

柵極層，與所述至少一垂直電極接觸；

通道層，與所述氧化層接觸；以及

柵極絕緣層，介于所述通道層與所述柵極層之間。

2.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲器，其中所述選擇元件包括：過渡金屬氧化物選擇元件、雙向閾值開關(guān)選擇元件、金屬/硅/金屬選擇元件或混合離子與電子導(dǎo)體二極管。

3.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲器，其中所述選擇元件還包括：

第一導(dǎo)電態(tài)摻雜區(qū)，形成于所述孔道的第一端的所述通道層內(nèi)，其中所述通道層為第二導(dǎo)電態(tài)；以及

第一導(dǎo)電態(tài)外延層，形成于所述孔道的第二端，所述第一導(dǎo)電態(tài)外延層與所述通道層接觸并與所述柵極層通過所述柵極絕緣層隔絕，其中所述柵極層為第二導(dǎo)電態(tài)。

4.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲器，其中所述第一導(dǎo)電態(tài)為N型，所述第二導(dǎo)電態(tài)為P型。

5.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲器，其中所述第一導(dǎo)電態(tài)為P型，所述第二導(dǎo)電態(tài)為N型。

6.一種電阻式隨機(jī)存取存儲器的制造方法，包括：

形成堆疊結(jié)構(gòu)，其由交替堆疊的多個第一介電層與多個第二介電層所組成，其中所述第一介電層與所述第二介電層具有不同的蝕刻速率；

在所述堆疊結(jié)構(gòu)中形成至少一孔道，所述孔道貫穿所述多個第一介電層與所述多個第二介電層；

在所述至少一孔道的內(nèi)面共形地形成選擇元件；

在所述至少一孔道內(nèi)形成垂直電極；

移除所述堆疊結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述多個第二介電層，并露出部分所述選擇元件；

在所述堆疊結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述多個第一介電層的表面和所述選擇元件的暴露表面共形地形成多個可變電阻結(jié)構(gòu)，其與所述孔道內(nèi)的所述選擇元件接觸；以及

在所述多個第一介電層之間形成多個水平電極。

7.如權(quán)利要求6所述的電阻式隨機(jī)存取存儲器的制造方法，其中形成所述可變電阻結(jié)構(gòu)的步驟包括：在所述多個第一介電層的所述表面和所述選擇元件的所述暴露表面依序形成氧化層、存儲層以及阻障層。

8.如權(quán)利要求6所述的電阻式隨機(jī)存取存儲器的制造方法，其中所述選擇元件包括：過渡金屬氧化物選擇元件、雙向閾值開關(guān)選擇元件、金屬/硅/金屬選擇元件或混合離子與電子導(dǎo)體二極管。

9.如權(quán)利要求6所述的電阻式隨機(jī)存取存儲器的制造方法，其中形成所述選擇元件的步驟包括：在所述至少一孔道的所述內(nèi)面依序形成通道層、柵極絕緣層以及柵極層。

10.如權(quán)利要求9所述的電阻式隨機(jī)存取存儲器的制造方法，其中形成所述選擇元件的步驟還包括：

在形成所述通道層之前，在所述孔道的第一端形成第一導(dǎo)電態(tài)外延層；以及

在形成所述通道層之后，對所述孔道的第二端的所述通道層進(jìn)行摻雜，以形成第一導(dǎo)電態(tài)摻雜區(qū)，其中所述通道層為第二導(dǎo)電態(tài)。

11.如權(quán)利要求10所述的電阻式隨機(jī)存取存儲器的制造方法，其中所述第一導(dǎo)電態(tài)為N型，所述第二導(dǎo)電態(tài)為P型。