[發明專利]阻變存儲器、阻變存儲器芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 202010554860.5
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111682046A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 孫雯;李辛毅;高濱;唐建石;吳華強;錢鶴
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;H01L27/02;H01L45/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云;劉曉冰

一種阻變存儲器、阻變存儲芯片及其制備方法。該阻變存儲器包括晶體管和阻變存儲元件。該晶體管包括第一源漏極、柵極、第二源漏極以及分別與第一源漏極、柵極和第二源漏極電連接的第一源漏極連接電極、柵極連接電極和第二源漏極連接電極。該阻變存儲元件包括第一電極、第二電極以及在第一電極和第二電極之間的阻變層，第一電極通過第二源漏極連接電極與第二源漏極電連接。第一源漏極連接電極、柵極連接電極、第二源漏極連接電極和阻變存儲元件沿第一方向并列排布在同一平面上。由此，該阻變存儲器可以實施限流作用下的原位透射電鏡觀測實驗，并且得到高可靠性的實驗數據。

技術領域

本公開的實施例涉及一種阻變存儲器、阻變存儲器芯片及其制備方法。

背景技術

阻變存儲器是一種基于阻值變化來記錄并存儲數據信息的易失性或非易失性存儲器，其具有高速度、低功耗的特點，并且可以在小尺寸下實現存儲功能。阻變存儲器的制備工藝與傳統CMOS電路的制備工藝具有很好的兼容性。鑒于這些優點，阻變存儲器在當前智能化產品與物聯網蓬勃發展的背景下變得尤為重要。

發明內容

本公開至少一實施例提供一種阻變存儲器。該阻變存儲器包括：晶體管，包括第一源漏極、柵極、第二源漏極以及分別與第一源漏極、柵極和第二源漏極電連接的第一源漏極連接電極、柵極連接電極和第二源漏極連接電極；以及阻變存儲元件，包括第一電極、第二電極以及在第一電極和第二電極之間的阻變層，第一電極通過第二源漏極連接電極與第二源漏極電連接，其中，第一源漏極連接電極、柵極連接電極、第二源漏極連接電極和阻變存儲元件沿第一方向并列排布在同一平面上。

例如，在本公開至少一實施例提供的阻變存儲器中，晶體管還包括接地極和與接地極電連接的接地極連接電極，并且接地極連接電極與第一源漏極連接電極、柵極連接電極、第二源漏極連接電極和阻變存儲元件一起沿第一方向并列排布在同一平面上。

例如，在本公開至少一實施例提供的阻變存儲器中，其中，在第一方向上，接地極連接電極、第一源漏極連接電極、柵極連接電極、第二源漏極連接電極和阻變存儲元件依次排列，且接地極連接電極與第一源漏極連接電極之間的間距、第一源漏極連接電極與柵極連接電極之間的間距、柵極連接電極與第二源漏極連接電極之間的間距、以及第二源漏極連接電極與阻變存儲元件之間的間距為2至4微米。

例如，在本公開至少一實施例提供的阻變存儲器中，晶體管還包括接地極和與接地極電連接的接地極連接走線，并且接地極連接走線與第一源漏極連接電極、柵極連接電極、第二源漏極連接電極和阻變存儲元件排布在同一平面上。

例如，在本公開至少一實施例提供的阻變存儲器中，其中，在第一方向上，第一源漏極連接電極、柵極連接電極、第二源漏極連接電極和阻變存儲元件依次排列，并且第一源漏極連接電極與柵極連接電極之間的間距、柵極連接電極與第二源漏極連接電極之間的間距、以及第二源漏極連接電極與阻變存儲元件之間的間距為2至4微米。

例如，在本公開至少一實施例提供的阻變存儲器中，其中，阻變存儲器的長度為15至25微米、寬度為2至3微米、高度為10至15微米，其中，長度所在的方向為第一方向，寬度和高度所在的方向均與第一方向垂直。

本公開至少一實施例提供一種阻變存儲器芯片。該阻變存儲器芯片包括：襯底；如本公開至少一實施例提供一種阻變存儲器；多條導線；以及其中，阻變存儲器和多條導線設置在襯底上，阻變存儲器的第一源漏極連接電極、柵極連接電極、第二源漏極連接電極和阻變存儲元件所排布的同一平面平行于襯底的表面，并且多條導線的一端分別與第一源漏極連接電極、柵極連接電極以及阻變存儲元件的第二電極一一電連接，導線的另一端用于連接驅動電路。

例如，在本公開至少一實施例提供的阻變存儲器芯片中，其中，阻變存儲器的晶體管還包括接地極和與接地極電連接的接地極連接電極或者接地極連接走線，接地極連接電極或者接地極連接走線與多條導線中的一個的一端電連接。