用于形成非平面电阻式存储器单元的技术制造技术

公开了用于形成非平面电阻式存储器单元(例如，非平面电阻式随机存取存储器(ReRAM或RRAM)单元)的技术。对于给定的存储器单元空间，技术可以用于相对于平面电阻式存储器单元减小所涉及的形成电压要求和/或电阻(例如，在低电阻状态期间的电阻)。非平面电阻式存储器单元包括第一电极、第二电极、以及设置在第一电极与第二电极之间的开关层。在形成非平面电阻式存储器单元之后，第二电极可以实质上位于开关层的相对部分之间，并且第一电极可以实质上与开关层的至少两侧相邻。在一些情况下，氧交换层(OEL)可以设置在开关层与第一电极和第二电极中的一个电极之间，以用于例如增加将材料并入单元中的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
电阻式存储器(例如，电阻式随机存取存储器(ReRAM或RRAM))通常包括双端子器件，其中比较绝缘的开关层或介质位于两个导电电极之间。ReRAM器件典型地由一个晶体管(1T)或一个二极管(1D)连同一个电阻器(1R)构成，从而产生1T1R或1D1R的构造。ReRAM可以在两种不同的状态之间变化：高电阻状态(HRS)，其可以代表关断或0状态；以及低电阻状态(LRS)，其可以代表接通或1状态。典型地，重置过程用于使用重置电压将ReRAM器件切换到HRS，并且置位过程用于使用置位电压将ReRAM器件切换到LRS。丝状ReRAM需要初始形成过程，借此将高电压应力(被称为形成电压)施加到器件。界面ReRAM不需要这样的初始形成过程。附图说明图1示出了平面电阻式存储器单元，例如平面电阻式随机存取存储器(ReRAM)单元。图2示出了根据本公开内容的一个或多个实施例的形成集成电路的方法。图3A-J示出了根据各种实施例的在执行图2的方法时所形成的示例性结构。图4示出了根据本公开内容的一个或多个实施例的形成集成电路的方法。图5A-H示出了根据各种实施例的在执行图4的方法时所形成的示例性结构。图6示出了根据示例性实施例的借助于使用本文中所公开的技术所形成的集成电路结构或器件而实现的计算系统。具体实施方式公开了用于形成非平面电阻式存储器单元(例如，非平面电阻式随机存取存储器(ReRAM或RRAM)单元)的技术。对于给定的存储器单元空间，技术可以用于相对于平面电阻式存储器单元减小所涉及的形成电压要求和/或电阻(例如，在低电阻状态期间的电阻)。非平面电阻式存储器单元包括第一电极、第二电极、以及设置在第一电极与第二电极之间的开关层。在形成非平面电阻式存储器单元之后，第二电极可以实质上位于开关层的相对部分之间，并且第一电极可以实质上与开关层的至少两侧相邻。在一些情况下，氧交换层(OEL)可以设置在开关层与第一电极和第二电极中的一个电极之间，以用于例如增加将材料并入单元中的灵活性。非平面电阻式存储器单元可以与各种构造(例如，1T1R、1D1R、以及交叉点构造)一起使用。鉴于本公开内容，许多构造和变形将是显而易见的。一般概述如先前所解释的，电阻式随机存取存储器(ReRAM或RRAM)通常是双端子器件，其中比较绝缘的开关层或介质位于两个导电电极之间。图1示出了具有宽度X的平面电阻式存储器单元，例如平面ReRAM单元。如图所示，平面ReRAM单元包括接地底部电极、连接到电压源V的顶部电极、以及位于电极之间的开关层(例如，金属氧化物层)。电压源可以例如由1T1R构造中的晶体管或1D1R构造中的二极管供应。按比例缩放平面ReRAM单元的尺寸引起显著的问题。一些问题会出现，因为被提供到平面ReRAM单元的宽度随着ReRAM器件缩放的增加(即，当器件变得更小时)而减小。例如，在例如丝状ReRAM的情况下，减小常规平面ReRAM单元的尺寸导致形成电压(V)的不期望的增加。另外，在例如界面ReRAM的情况下，减小常规平面ReRAM单元的尺寸导致在低电阻状态(LRS)期间电阻的不期望的增加。因此，并且根据本公开内容的一个或多个实施例，公开了用于形成非平面电阻式存储器单元(例如，非平面ReRAM单元)的技术。如先前所述的，当ReRAM器件的缩放减小时，被提供到ReRAM的宽度减小。因此，可以从非平面电阻式存储器单元构造得到有效单元面积的增加。有效单元面积的增加可以提供形成电压(例如，对于丝状ReRAM)的至少减小
和/或所涉及的电阻的减小(例如在LRS(例如对于界面ReRAM)期间电阻的减小)的益处。如鉴于本公开内容将显而易见的，如本文中各处所描述的，非平面电阻式存储器单元可以与很多构造(例如1T1R、1D1R、交叉点、和/或任何其它适当的构造)一起使用。在一些实施例中，非平面存储器单元可以包括第一电极、第二电极、以及设置在第一电极与第二电极之间的开关层。在一些这样的实施例中，第二电极可以实质上位于开关层的相对部分之间，并且第一电极可以实质上与开关层的至少两侧相邻。如本文中在两层的背景下所使用的术语“实质上相邻”意指位于彼此的至少两层内，以使得一个非相似层可以设置在实质上彼此相邻的两层内。例如，在一些实施例中，氧交换层(OEL)可以设置在开关层与第一和第二电极中的一个电极之间(例如，以增加将材料并入单元中的灵活性)。在一些实施例中，第一电极和开关层可以形成两层的杯状形状，其中杯状物填充有第二电极。换句话说，杯状物可以具有底侧、左侧、以及右侧，以使得第一电极杯状物填充有开关层杯状物，并且开关层杯状物填充有第二电极。在一些这样的实施例中，形成了三个第一电极/开关层/第二电极界面，从而导致电阻式存储器单元的有效单元面积的增加。此外，在一些这样的实施例中，根据存储器单元的构造，OEL可以包括在杯状结构中，例如位于第一电极杯状物与开关层杯状物之间的或位于开关层杯状物与第二电极之间的另一杯状物中。在一些实施例中，开关层的内侧可以设置在第二电极的相对侧上，并且第一电极可以设置在开关层的外侧上。换句话说，如鉴于本公开内容将显而易见的，单元可以具有第一电极/开关层/第二电极/开关层/第一电极夹层结构。在一些这样的实施例中，形成了两个第一电极/开关层/第二电极界面，从而导致电阻式存储器单元的有效单元面积的增加。此外，在一些这样的实施例中，根据存储器单元的构造，OEL可以包括在夹层结构中，例如位于第一电极层与开关层之间或位于开关层与第二电极之间。当分析(例如，使用扫描/透射电子显微术(SEM/TEM)和/或复合映射)时，根据一个或多个实施例来配置的结构将有效地示出如本文中各处所描述的非平面电阻式存储器单元。另外，这样的非平面电阻式存储器单
元的形成电压要求(例如，对于丝状ReRAM)可以与占据相同空间的平面电阻式存储器单元进行比较，以测量通过使用如本文中各处所描述的非平面电阻式存储器单元而实现的电压要求的益处。此外，电阻与单元有关，例如LRS，这样的非平面电阻式存储器单元(例如，对于界面ReRAM)可以与占据相同空间的平面电阻式存储器单元进行比较，以测量通过使用如本本文中各处所描述的非平面电阻式存储器单元而实现的电阻的益处。鉴于本公开内容，很多构造和变形将是显而易见的。架构和方法图2示出了根据本公开内容的一个或多个实施例的形成集成电路的方法200。图3A-J示出了根据各种实施例的在执行图2的方法200时所形成的示例性结构。尽管主要在电阻式存储器(例如，电阻式随机存取存储器(ReRAM或RRAM))的背景下示出和描述了本文中所公开的技术，但本文中各处所描述的类似的原理和技术也可以用于其它集成电路结构。非平面电阻式存储器单元可以与各种构造(例如，1T1R、1D1R、交叉点、和/或任何其它适当的构造)一起使用。换句话说，如鉴于本公开内容将显而易见的，可以在将受益于非平面电阻式存储器单元的使用的任何适当的结构或器件中使用本文中所述的技术。如图2中可以看出，方法200包括蚀刻202(或以其它方式去除)衬底中的一个或多个区域以用于形成非平面电阻式存储器单元。图3A示出了在执行蚀刻202以产生衬底中的开口区310之后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非平面电阻式存储器单元，包括：设置在相对沟槽壁上的第一电极；第二电极；以及设置在所述第一电极与所述第二电极之间的开关层；其中，所述第二电极实质上位于所述开关层的相对部分之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非平面电阻式存储器单元，包括：设置在相对沟槽壁上的第一电极；第二电极；以及设置在所述第一电极与所述第二电极之间的开关层；其中，所述第二电极实质上位于所述开关层的相对部分之间。2.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述第一电极实质上与所述开关层的至少两侧相邻。3.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述第一电极实质上与所述开关层的三侧相邻。4.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述第一电极电连接到电压源，并且所述第二电极电接地。5.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述第一电极电接地，并且所述第二电极连接到电压源。6.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述第一电极和所述第二电极包括二氮化物(S2N2)、氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、铜(Cu)、钨(W)、钛(Ti)、和/或一种或多种贵金属的至少其中之一。7.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述第一电极和所述第二电极均具有5-100nm的范围内的厚度。8.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述开关层包括金属氧化物和/或金属合金氧化物的至少其中之一。9.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述开关层具有2-10nm的范围内的厚度。10.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，还包括设置在所述开关层与所述第一电极和所述第二电极中的一个电极之间的氧交换层(OEL)。11.根据权利要求10所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述OEL包括铪(Hf)、钛(Ti)、和/或钽(Ta)的至少其中之一。12.根据权利要求10所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述OEL具有2-10nm的范围内的厚度。13.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，其中，与占据相同空间的平面电阻式存储器单元比较，所述单元的有效面积增加。14.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，所述单元具有高度和宽度尺寸，其中，所述单元高度是所述单元宽度的至少五倍。15.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述第一电极和所述第二电极中的一个电极在一个晶体管-一个电阻器(1T1R)架构中电连接到晶体管。16.根据权利要求1所述的非平面电阻式存储器单元，其中，所述第一电极和所述第二电极中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·马吉，E·V·卡尔波夫，U·沙阿，N·慕克吉，C·C·郭，R·皮拉里塞泰，B·S·多伊尔，R·S·周，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US