具有局限细丝形成的电阻性存储器制造技术

本发明专利技术描述具有局限细丝形成的电阻性存储器。一或多个方法实施例包含：在具有硅材料及所述硅材料上的氧化物材料的堆叠中形成开口；及在所述开口中邻近所述硅材料形成氧化物材料，其中形成于所述开口中的所述氧化物材料将所述电阻性存储器单元中的细丝形成局限于通过形成于所述开口中的所述氧化物材料围封的区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有局限细丝形成的电阻性存储器
本专利技术大体上涉及半导体存储器装置、方法及系统，且更特定来说涉及具有局限细丝形成的电阻性存储器。
技术介绍
存储器装置通常提供为计算机或其它电子装置中的内部半导体集成电路及/或外部可抽换式装置。存在许多不同类型的存储器，包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、快闪存储器及电阻性(例如，电阻可变)存储器等。电阻性存储器的类型包含可编程导体存储器、电阻性随机存取存储器(RRAM)、相变随机存取存储器(PCRAM)、磁阻随机存取存储器(MRAM;也称为磁性随机存取存储器)及导电桥接随机存取存储器(CBRAM)等。 针对需要高存储器密度、高可靠性及低功率消耗的广泛范围的电子应用，存储器装置(例如电阻性存储器装置)可用作为非易失性存储器。非易失性存储器可用于(例如)个人计算机、便携式记忆棒、固态驱动器(SSD)、个人数字助理(PDA)、数字相机、蜂窝式电话、便携式音乐播放器(例如MP3播放器)、电影播放器及其它电子装置中。数据(例如程序代码)、用户数据及/或系统数据(例如基本输入/输出系统(B1S))通常存储于非易失性存储器装置中。 电阻性存储器(例如RRAM)包含可基于存储元件(例如，具有可变电阻的电阻性存储器元件)的电阻状态存储数据的电阻性存储器单元。因而，电阻性存储器单元可经编程以通过改变电阻性存储器元件的电阻电平而存储对应于目标数据状态的数据。可通过施加电场或能量的源(例如正或负电脉冲)到电阻性存储器单元(例如，到所述单元的电阻性存储器元件)达特定持续时间而将所述单元编程到例如对应于特定电阻状态的目标数据状态。电脉冲可为(例如)正或负电压或电流脉冲。 可针对电阻性存储器单元设定若干数据状态(例如，电阻状态)中的一者。例如，单电平单元(SLC)可经编程到两个数据状态中的一者(例如，逻辑I或O)，这可取决于所述单元是否编程到高于或低于特定电平的电阻。作为额外实例，多种电阻性存储器单元可经编程到对应于多个数据状态的多个不同电阻状态中的一者。此类单元可称为多状态单元、多数字单元及/或多电平单元(MLC)，且可表示数据的多个二进制数(例如，10、01、00、11、111、101、100、1010、1111、0101、0001 等)。 电阻性存储器单元(例如RRAM单元)可包含形成于其中的导电细丝。导电细丝可用作为单元的(例如，单元的电阻性存储器元件的)电阻性切换元件。 【附图说明】 图1A到IE说明根据本专利技术的一或多个实施例的与形成电阻性存储器单元相关联的过程步骤。 图2A到2C说明根据本专利技术的一或多个实施例的与形成电阻性存储器单元相关联的过程步骤。 图3A到3C说明根据本专利技术的一或多个实施例的与形成电阻性存储器单元相关联的过程步骤。 图4A到4C说明根据本专利技术的一或多个实施例的与形成电阻性存储器单元相关联的过程步骤。 【具体实施方式】 本文描述具有局限细丝形成的电阻性存储器。一或多个方法实施例包含:在具有硅材料及所述硅材料上的氧化物材料的堆叠中形成开口 ；及在所述开口中邻近所述硅材料形成氧化物材料，其中形成于所述开口中的氧化物材料将电阻性存储器单元中的细丝形成局限于通过形成于所述开口中的所述氧化物材料围封的区域。 根据本专利技术的一或多个实施例的电阻性存储器(例如，电阻性存储器单元)可具有单元的离子源材料与单元的电阻性存储器材料之间的较小接触面积。因此，与先前电阻性存储器相比，根据本专利技术的一或多个实施例的电阻性存储器(例如，电阻性存储器单元)可具有可形成导电细丝的较小区域。即，因为根据本专利技术的一或多个实施例的电阻性存储器可具有小于先前电阻性存储器的离子源材料与电阻性存储器材料之间的接触面积，所以根据本专利技术的一或多个实施例的电阻性存储器可将细丝形成局限于电阻性存储器中小于先前电阻性存储器的区域。因此，与先前电阻性存储器相比，根据本专利技术的一或多个实施例的电阻性存储器在单元之间可具有较高切换均匀性及/或较低可变性，这可增加电阻性存储器的性能、一致性及/或可靠性。 在本专利技术的下文详细描述中，参考附图(其形成本专利技术的一部分，且其中以说明的方式展示可如何实践本专利技术的若干实施例)。足够详细地描述这些实施例以使得所属领域的一般技术人员能够实践本专利技术的若干实施例，且应了解在不脱离本专利技术的范围的情况下，可利用其它实施例且可做出过程、电或机械改变。 本文中的图遵循编号惯例，其中第一个数字或前几位数字对应于图式编号且剩余数字识别图式中的元件或组件。可通过使用类似数字识别不同图之间的类似元件或组件。例如，104可参考图1A到IE中的元件“04”，且类似元件可在图2A到2C中参考为204。 如将了解，在本文的多种实施例中展示的元件可经添加、互换及/或消除以便提供本专利技术的若干额外实施例。此外，如将了解，在图中所提供的元件的比例及相对尺度旨在说明本专利技术的实施例，且不应视为限制意义。 如在本文中所使用，“若干”某物可指代一或多个此类事物。例如，若干存储器单元可指代一或多个存储器单元。 图1A到IE说明根据本专利技术的一或多个实施例的与形成电阻性存储器单元相关联的过程步骤。图1A说明具有电阻性存储器材料102、电阻性存储器材料102上的硅材料104及硅材料104上的氧化物材料106的垂直(例如，膜)堆叠100的示意横截面视图。 电阻性存储器材料102可为(例如)电阻性随机存取存储器(RRAM)材料，例如二氧化锆(ZrO2)或氧化钆(GdOx)。其它RRAM材料可包含(例如)庞磁阻材料，例如Pr(1_x)CaxMnO3 (PCMO)、La(1_x)CaxMnO3 (LCMO)及 Ba(1_x)SrxT13。RRAM 材料还可包含金属氧化物，例如碱金属氧化物(例如，Li20、Na20、K20、Rb20、Cs20、Be0、Mg0、Ca0、Sr0 及 BaO)、折射金属氧化物(例如，Nb。、NbO2、Nb2O5、MoO2、MoO3、Ta2O5' W203、W02、WO3> ReO2, ReO3 及 Re2O7)及二元金属氧化物(例如，Cux0y、W0x、Nb205、Al203、Ta205、Ti0x、Zr0x、Nix0 及 FexO)。RRAM 材料还可包含GexSey及可支持固相电解质行为的其它材料。除了其它类型的RRAM材料以外，其它RRAM材料可包含钙钛矿氧化物(例如，掺杂或未掺杂SrTi03、SrZrO3及BaT13)及聚合物材料(例如，孟加拉国玫瑰红(Bengala Rose)、AlQ3Ag、Cu_TCNQ、DDQ、TAPA及基于荧光物的聚合物)。本专利技术的实施例不限于特定类型的RRAM材料。 除了其它类型的硅材料以外，硅材料104可为(例如)硅(Si)或氮化硅(Si3N4)。除了其它类型的氧化物材料以外，氧化物材料106可为(例如)氧化物电介质，例如二氧化硅(S12)或二氧化锆(ZrO2)。本专利技术的实施例不限于特定类型的硅材料或氧化物材料。 图1B说明在后续处理步骤之后的图1A中展示的结构的示意横截面视图。垂直堆叠100的一部分经移除(例如，经蚀刻及/或经图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理电阻性存储器单元的方法，其包括：在具有硅材料及所述硅材料上的氧化物材料的堆叠中形成开口；及在所述开口中邻近所述硅材料形成氧化物材料，其中形成于所述开口中的所述氧化物材料将所述电阻性存储器单元中的细丝形成局限于通过形成于所述开口中的所述氧化物材料围封的区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.07 US 13/465,1661.一种处理电阻性存储器单元的方法，其包括: 在具有硅材料及所述硅材料上的氧化物材料的堆叠中形成开口 ；及 在所述开口中邻近所述硅材料形成氧化物材料，其中形成于所述开口中的所述氧化物材料将所述电阻性存储器单元中的细丝形成局限于通过形成于所述开口中的所述氧化物材料围封的区域。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述开口中邻近所述硅材料形成所述氧化物材料包含: 在所述开口中邻近所述硅材料选择性地形成金属材料；及 氧化所述金属材料。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法包含在所述开口中邻近所述经氧化的金属材料及所述氧化物材料形成离子源材料。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法包含: 在所述开口中邻近所述经氧化的金属材料及所述氧化物材料形成电阻性存储器材料；及 在所述开口中邻近所述电阻性存储器材料及在通过形成于所述开口中的所述氧化物材料围封的所述区域中形成离子源材料。5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述开口中邻近所述硅材料形成所述氧化物材料包含氧化邻近所述开口的所述硅材料。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述方法包含在所述开口中邻近所述经氧化的硅材料及所述氧化物材料形成离子源材料。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述方法包含: 在所述开口中邻近所述经氧化的硅材料及所述氧化物材料形成电阻性存储器材料；及 在所述开口中邻近所述电阻性存储器材料及在通过形成于所述开口中的所述氧化物材料围封的所述区域中形成离子源材料。8.—种电阻性存储器单元，其包括: 垂直堆叠，其具有硅材料及所述硅材料上的氧化物材料； 氧化物材料，其邻近所述硅材料且在所述硅材料之间，其中邻近所述硅材料且在所述硅材料之间的所述氧化物材料将所述电阻性存储器单元中的细丝形成局限于通过邻近所述硅材料且在所述硅材料之间的所述氧化物材料围封的区域；及 离子源材料，其在通过邻近所述硅材料且在所述硅材料之间的所述氧化物材料围封的所述区域中。9.根据权利要求8所述的电阻性存储器单元，其中所述垂直堆叠包含电阻性存储器材料，所述电阻性存储器材料邻近于邻近所述硅材料且在所述硅材料之间的所述氧化物材料及邻近于在通过邻近所述硅材料且在所述硅材料之间的所述氧化物材料围封的所述区域中的所述离子源材料。10.根据权利要求8所述的电阻性存储器单元，其中所述垂直堆叠包含电极，所述电极邻近于邻近所述硅材料且在所述硅材料之间的所述氧化物材料及邻近于在通过邻近所述硅材料且在所述硅材料之间的所述氧化物材料围封的所述区域中的所述离子源材料。11.根据权利要求8到10中任一权利要求所述的电阻性存储器单元，其中: 所述硅材料为氮化硅；且 邻近所述硅材料且在所述硅材料之间的所述氧化物材料为氧化铜。12.根据权利要求8到10中任一权利要求所述的电阻性存储器单元，其中: 所述硅材料为硅；且 邻近所述硅材料且在所述硅材料之间的所述氧化物材料为二氧化硅。13.根据权利要求8到10中任一权利要求所述的电阻性存储器单元，其中邻近所述硅材料且在所述硅材料之间的所述氧化物材料为环形氧化物材料。14.一种处理电阻性存储器单元的方法，其包括: 在垂直堆叠中形成开口，所述垂直堆叠具有电阻性存储器材料、所述电阻性存储器材料上的硅材料及所述硅材料上的氧化物材料； 在所述开口中邻近所述硅材料选择性地形成金属材料； 氧化所述金属材料，其中氧化所述金属材料在所述开口中邻近所述硅材料且在所述电阻性存储器材料上形成金属氧化物材料，所述金属氧化物材料将所述电阻性存储器单元中的细丝形成局限于通过所述金属氧化物材料围封的区域；及 在所述开口中在所述电阻性存储器材料上且邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤金·P·马什，刘峻，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US