包括不连续接触面的二端存储器电极制造技术

本发明专利技术描述了提供用于二端存储器件的电极。举例来说，所述电极可以包括接触面，所述接触面包括至少一个表面不连续。例如，所述电极可以具有间隙、断开或与所述二端存储器件的另一个部件电接触的表面的其他不连续部分。在一个实例中，所述接触面可以包括环面或近似环面，所述近似环面例如在所述环面的中心内具有不连续。在一些实施例中，公开的电极可以是由沉积在通过绝缘体中的通孔或沟槽所形成的不连续表面上方或由所述绝缘体形成的或在所述绝缘体上的柱状物器件上方的导电层形成的。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体上涉及电子存储器，例如，本公开描述了用于二端(two-terminal)存储器件的不连续电极。
技术介绍
最近，通过使用例如手写笔的输入设备或用手触摸显示设备上显示的图集成电路
中最近的创新是二端存储器技术。二端存储器技术与例如比门控技术的对比在于二端之间的导电性由称为门极端子的第三端介导。二端存储器件可以在功能和结构上不同于三端器件。例如，一些二端存储器可以构造在一对导电触点之间，与一组导电端子附近的第三端子相反。本专利技术人还知道多种二端存储器技术，例如，相变存储器、磁阻存储器以及其他。值得注意的一种二端存储器是电阻式存储器。虽然许多电阻式存储器技术处于开发阶段，但是电阻式存储器的多个技术概念已经被本专利技术的受让人证实并且处于一个或多个验证阶段以证明或推翻相关的理论。即便如此，电阻式存储器技术在半导体电子行业与竞争的技术相比有巨大的优势。电阻式随机存取存储器(RRAM)是电阻式存储器的一个实例。本公开的专利技术人相信RRAM具有成为高密度非易失性信息存储器技术的潜能。一般来讲，RRAM通过在明显不同的电阻状态之间可控地切换来存储信息。单个电阻式存储器可以存储一个位的信息或多个位的信息，并且如受让人证实的各种存储模型所提供的，可以被配置成一次性可编程单元，或可编程可擦写设备。本专利技术人已经提出各种理论来解释电阻切换的现象。在一个这种理论中，电阻切换是在否则电绝缘介质内形成局部导电结构(例如，导电细丝)的结果。局部导电结构可以是由离子、在适当环境下(例如，合适的电场)可以离子化的原子或其他电荷输送机制形成的。在其他这种理论中，响应于施加在电阻式存储单元上的合适的电势，可以发生原子的电场辅助扩散。在本发明人提出的另外其他理论中，响应于二元氧化物(例如，NiO、TiO2等)中的焦耳加热和电化学过程或者通过包括氧化物、硫属元素化物、聚合物等的离子导体的氧化还原过程，可以形成导电细丝。本专利技术人期待基于电极-绝缘体-电极模型的电阻器件表现出良好的耐久性和寿命周期。另外，本专利技术人期待这些器件具有高的片上密度。因此，电阻元件可以是用于数字信息存储的金属氧化物半导体(MOS)晶体管的可行的替代方式。所讨论的专利申请的专利技术人，例如，相信电阻切换存储器的模型提供优于非易失性闪存MOS器件的一些潜在的技术优势。鉴于上述内容，本专利技术人尽力对包括二端存储器和电阻式存储器的存储器技术做出进一步的改进。
技术实现思路
以下内容表示本说明书的简要综述，以便提供对本说明书的一些方面的基本理解。这种综述不是本说明书的广泛简述。其目的既不是表明本说明书的关键或重要元素，也不是描述本说明书的任何特定实施例的范围或权利要求书的任何范围。其目的是以简化的形式提供本说明书的一些概念，作为本专利技术中呈现的更加详细的描述的前序。本公开的多个方面提供了用于二端存储器器件的电极。在一些实施例中，所述电极可以是至少部分不连续的表面(例如，接触面)。例如，所述电极可以在表面上具有间隙或不连续使得所述表面的子集(即，一部分)与所述二端存储器件的另一个部件电接触。在一些实施例中，所述电极可以包括环面或近似环面，所述近似环面例如在所述环面的中心内具有不连续。在另一个实施例中，可以通过由绝缘体中的通孔(via)或沟槽所形成的不连续表面上方的导电层来形成电极。在又另一个实施例中，可以通过由绝缘体形成的柱状物器件所形成的不连续表面上方的导电层来形成所述电极。在另外的实施例中，本公开提供了二端存储器件。所述二端存储器件可以包括第一电极以及与所述第一电极相邻的非易失性切换层，所述非易失性切换层被配置成具有与第一状态相关的第一物理特征以及与第二状态相关的在测量上与所述第一物理特征明显不同的第二物理特征。此外，所述二端存储器件可以包括第二电极，所述第二电极包括至少部分地与所述非易失性切换层的切换层表面的子集物理接触的电极表面，其中所述电极表面在与所述切换层表面在物理上分开的所述电极表面的周界(perimeter)内包括不连续区域。在另一个实施例中，描述了一种制造二端存储器件的电极的方法。所述方法可以包括存储器件的基板上的金属层。所述方法可以进一步包括在所述金属层上方形成氧化物层。此外，所述方法可以包括在所述氧化物层中形成通孔并且在由所述通孔所形成的氧化物层的轮廓表面的子集上方提供导电膜。除上述内容之外，所述方法可以包括在所述导电膜的子集上方形成非易失性存储器件，所述导电膜的子集用作所述非易失性存储器件的电极。根据另外其他的实施例，所讨论的公开提供了一种制造二端存储器件的方法。所述方法可以包括在存储器件的基板上方形成氧化物层，并且图案化并蚀刻所述氧化物层以形成柱状物器件。另外，所述方法可以包括在所述柱状物器件的暴露表面的子集上方提供导电材料并且提供在所述柱状物器件上方并且与所述导电材料直接或间接接触的非易失性切换材料。此外，所述方法可以包括在所述切换材料上方形成第二导电材料。以下描述可以附图阐述了本说明书的某些说明性的方面。然而，这些方面表示可以实施本说明书的原理的多种方式的几种方式。当结合附图考虑时，本说明书的其他优点和新特征从本说明书的以下具体实施方式会变得明显。附图说明参照附图描述了本专利技术的多个方面和特征，其中在整个说明书中相似的附图标记用于指代相似的元件。在本说明书中，阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，应当理解，可以在不具有这些具体细节或使用其他方法、部件、材料等来实施本专利技术的某些方面。在其他情况下，熟知的结构和设备被图示为方框图形式以便于描述本专利技术。图1图示了根据所讨论的公开的实施例的示例的二端存储器的方框图；图2描绘了根据另外的实施例的示例的二端存储器的方框图；图2A图示了在附加实施例中用于二端存储器的示例的不连续电极表面的示意图；图3描绘了根据替代或附加实施例的示例的二端存储器的方框图。图4和图5图示了根据示例的实施例的用于形成二端存储器的方框图；图6和图7图示了根据另一个示例的实施例的用于形成替代的二端存储器的方框图；图8描绘了包括所述存储器架构的后端金属层之间的二端存储器的示例的存储器架构；图9图示了在另外的实施例中包括选择器件的示例的二端存储器的方框图；图10描绘了在另一个实施例中包括选择器件的示例的二端存储器的方框图；图11图示了包括二端存储器和选择器件的示例的存储架构的方框图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二端存储器件，包括：第一电极；非易失性切换层，所述非易失性切换层与所述第一电极相邻，所述非易失性切换层被配置成具有与第一状态相关的第一物理特征以及与第二状态相关的第二物理特征，所述第二物理特征可测量地与所述第一物理特征明显不同；以及第二电极，包括至少部分地与所述非易失性切换层的切换层表面的子集物理接触的电极表面，其中，所述电极表面在与所述切换层表面物理上分开的所述电极表面的周界内包括不连续区域。

【技术特征摘要】
2014.12.31 US 14/587,6441.一种二端存储器件，包括：
第一电极；
非易失性切换层，所述非易失性切换层与所述第一电极相邻，所述非易
失性切换层被配置成具有与第一状态相关的第一物理特征以及与第二状态相
关的第二物理特征，所述第二物理特征可测量地与所述第一物理特征明显不
同；以及
第二电极，包括至少部分地与所述非易失性切换层的切换层表面的子集
物理接触的电极表面，其中，所述电极表面在与所述切换层表面物理上分开
的所述电极表面的周界内包括不连续区域。
2.根据权利要求1所述的二端存储器件，其中所述电极表面包括至少部
分地围绕所述电极表面的周界内的点旋转或大致旋转的形状。
3.根据权利要求1所述的二端存储器件，其中所述电极表面包括以所述
电极表面的周界内的两个形状为边界的区域，并且进一步地，其中，所述不
连续区域是周界内的第二区域，所述第二区域包括所述两个形状中的一个或
更少。
4.根据权利要求1所述的二端存储器件，其中所述电极表面是以选自由
以下各项组成的组中的多个形状为边界的所述周界内的区域：圆形或近似圆
形、椭圆形或近似椭圆形、多边形或近似多边形。
5.根据权利要求4所述的二端存储器件，其中所述电极表面是环面或近
似环面。
6.根据权利要求1所述的二端存储器件，进一步包括与所述底电极相邻
并且由存储器件的导体的子集形成的布线电极，所述布线电极包括W、Ti、
Cu、Al、Ag、Pt、Pd、Ta、Ni、Cr、金属氮化物、TiN、WN、TaN、导电的
掺杂硅或导电的掺杂SiGe或前述物质的组合。
7.根据权利要求1所述的二端存储器件，进一步包括位于所述底电极与
所述布线电极之间的接触层，所述接触层由金属氧化物、TiOx、AlOx、HfOx、
SiOx、TaOx、CuOx、WOx、金属氮化物、TiN、WN、TaN或前述物质的组
合形成。
8.根据权利要求1所述的二端存储器件，其中顶电极或所述底电极包括
W、Ti、Cu、Al、Ag、Pt、Pd、Ta、Ni、Cr、金属氮化物、TiN、WN、TaN
或前述物质的组合。
9.根据权利要求1所述的二端存储器件，其中所述切换层包括非晶硅
(a-Si)、TiOx、AlOx、HfOx、SiOx、TaOx、CuOx、NbOx、WOx、固态电
解质或前述物质的组合。
10.根据权利要求1所述的二端存储器件，其中所述电极表面包括与所述
切换层表面物理接触的连续区域，所述连续区域的厚度在约1nm至约50nm
之间
11.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵星贤，J·贝廷格，X·L·刘，Z·Y·任，X·赵，FNU·阿帝奎子门，
申请(专利权)人：科洛斯巴股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US