[發(fā)明專利]阻變存儲器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910166374.3
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109904314B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設計）人: 盧年端;姜文峰;李泠;耿玓;劉琦;呂杭炳;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

本發(fā)明公開了一種阻變存儲器，包括由上而下依次層疊設置的第一金屬層、阻變功能層、具有低遷移率的材料層以及第二金屬層，其中，所述具有低遷移率的材料層上設置有一個以上通孔。本發(fā)明提供的阻變存儲器，可以控制導電細絲的大小。由于導電細絲的生長方位、數(shù)量以及大小均可以控制，因而能夠降低導電細絲生長的隨機性，減小所述阻變存儲器的電流波動性，從而減小所述阻變存儲器的參數(shù)波動，提高所述阻變存儲器的可靠性。

技術領域

本發(fā)明涉及存儲器技術領域，具體涉及一種阻變存儲器。

背景技術

阻變存儲器(RRAM，Resistive Random Access Memory)作為一種新型非揮發(fā)性存儲器，其具有結構簡單、工作速度快、功耗低以及信息保持穩(wěn)定等優(yōu)點，是下一代非揮發(fā)性存儲器的有力競爭者之一。圖1是現(xiàn)有的一種阻變存儲器的結構示意圖，所述阻變存儲器包括由下而上依次層疊設置的第一金屬層101、阻變功能層102以及第二金屬層103，所述阻變存儲器的工作原理為：在正向電場作用下，作為上電極的第二金屬層103的陽極易氧化金屬被氧化成金屬離子，所述金屬離子通過所述阻變功能層102向作為下電極的第一金屬層101移動，并在下電極處被還原成金屬，最終形成連通上電極和下電極的細絲狀金屬導電橋，使所述阻變存儲器處于低阻狀態(tài)；在反向電場作用下，所述金屬導電橋斷開，使所述阻變存儲器恢復到高阻狀態(tài)。需要說明的是，這兩種電阻狀態(tài)可以在外加電場的作用下相互轉換。

然而，所述阻變存儲器中導電細絲的生長和斷裂存在著波動性，例如，導電細絲生長過程中細絲的大小和方位，導電細絲斷裂過程中細絲斷裂程度等都是隨機的，這種隨機性將引起所述阻變存儲器的參數(shù)波動，降低所述阻變存儲器的可靠性，阻礙所述阻變存儲器大規(guī)模集成和實際應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的是阻變存儲器的參數(shù)波動性大的問題。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種阻變存儲器，包括由上而下依次層疊設置的第一金屬層、阻變功能層、具有低遷移率的材料層以及第二金屬層，其中，所述具有低遷移率的材料層上設置有一個以上通孔。

可選的，所述具有低遷移率的材料層為氮化硼材料層、有機半導體材料層或者氮化硅材料層。

可選的，所述具有低遷移率的材料層的厚度為5納米至10納米。

可選的，所述通孔為圓柱狀通孔或者圓臺狀通孔。

可選的，所述第一金屬層為鉑材料層或者金材料層。

可選的，所述第一金屬層的厚度為50納米至100納米。

可選的，所述第二金屬層為銅材料層或者銀材料層。

可選的，所述第二金屬層的厚度為50納米至100納米。

可選的，所述阻變功能層為氧化鉭材料層、二氧化鉿材料層、二氧化鈦材料層、氧化鎳材料層或者二氧化鋯材料層。

可選的，所述阻變功能層的厚度為5納米至20納米。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：