存储装置及其制造方法和存储器阵列及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了存储装置及其制造方法和存储器阵列及其制造方法。在存储装置中，存储开关结构形成在第一电极和第二电极之间。存储开关结构包括存储电阻器和开关结构。开关结构控制提供到存储电阻器的电流。存储电阻器的存储区域和开关结构的开关区域彼此不同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种存储装置及其制造方法以及一种存储器阵列及其制造方法
技术介绍
传统的半导体存储装置包括连接在电路中的许多存储单元。在传统的动态随机存取存储器(DRAM)中，例如，单位存储单元可以由开关和电容器组成。 DRAM可以具有相对高的集成密度和相对快的操作速度。然而，由于当电源 被切断时传统的DRAM失去所有存储的数据，所以这种装置是易失性的。相 反，由于即使当电源被切断时传统的闪速存储器也保留存储的数据，所以闪 速存储器是非易失性的。然而，当与传统的DRAM相比时，传统的闪速存储 装置具有较低的集成密度和较慢的操作速度。非易失性存储装置的示例包括磁性随机存取存储器(MRAM)、铁电随机 存取存储器(FRAM)、相变随机存取存储器(PRAM)和电阻随机存取存储器 (RRAM)。传统的RRAM利用其电阻根据特定的条件而变化的过渡金属氧化 物的可变电阻特性。在传统的电阻存储装置中，在下电极上形成二极管作为开关。存储电阻 器和上电极顺序地形成在二极管上。下电极和上电极中的每个可以由用于半 导体装置的导电材料形成。存储电阻器可以由过渡金属氧化物(TMO)形成。 因为开关电流被用于改变存储电阻器的电阻状态，所以获得稳定的开关电流 是相对重要的。
技术实现思路
示例实施例涉及存储装置，例如，可以获得相对稳定的开关电流以驱动 存储装置的存储装置。至少 一些示例实施例可以包括不同的开关区域和存储 区域。示例实施例还提供制造存储装置的方法。至少一个示例实施例提供一种存储装置。至少根据该示例实施例，辨述电极和第二电极。存储电阻器和开关结构可以形成在 第一电极和第二电极之间。开关结构可以控制提供到存储电阻器的电流。存至少根据一些示例实施例，开关区域的尺寸可以大于存储区域的尺寸。 存储装置还可以包括中间电极，中间电极形成在存储电阻器和开关结构之间。 开关结构、第一电极和中间电极之间的重叠区域可以用作开关区域。存储电 阻器、中间电极和第二电极之间的重叠区域可以用作存储区域。至少根据一些示例实施例，中间电极可以具有接触塞，接触塞一体地形 成在中间电极上，使得中间电极经过接触塞接触存储电阻器。接触塞的宽度 可以窄于中间电极的宽度。存储电阻器可以形成在通过在中间电极的一部分 上的绝缘层而形成的接触孔中。开关结构可以为二极管、变阻器或阈值开关装置。二极管可以具有包括双层结构，例如，所述双层结构包括n型氧化物层和p型氧化物层。至少根据一些示例实施例，存储晶体管可以由从镍(Ni)氧化物、钛(Ti)氧 化物、铪(Hf)氧化物、锆(Zr)氧化物、锌(Zn)氧化物、钨(W)氧化物、钴(Co) 氧化物、铜(Cu)氧化物、铁(Fe)氧化物、铌(Nb)氧化物、它们的组合等所组成 的组中选择的一种形成。存储电阻器可以包含一次可编程(OTP)材料。至少一个其它的示例实施例提供一种存储器阵列，存储器阵列包括沿第 一方向形成的第一电极；沿与第一方向垂直的第二方向形成的第二电极。第 一存储电阻器和第一开关结构可以形成在第一电极和第二电极之间。第一存 储电阻器可以利用多电阻特性来存储信息。第一开关结构可以控制提供到第 一存储电阻器的电流。第一存储电阻器的存储区域和第一开关结构的开关区 域可以4皮此不同。至少根据一些示例实施例，存储器阵列还可以包括与第二电极垂直相交 的多个第三电极以及形成在第二电极和第三电极之间的第二存储电阻器和第二开关结构。第二存储电阻器可以利用多电阻特性来存储信息。第二开关结 构可以为双层结构并可以控制提供到第二存储电阻器的电流。第二存储电阻 器的存储区域和第二开关结构的开关区域可以彼此不同。至少一个其它的示例实施例提供一种存储装置。至少根据该示例实施例， 存储装置可以包括布置在第一电极和第二电极之间的开关存储结构。开关存 储结构可以包括存储电阻器和布置在第一电极和存储电阻器之间的开关结构。开关结构可以被构造为控制提供到存储电阻器的电流。存储电阻器的存 储区域和开关结构的开关区域可以彼此不同。至少 一个其它的示例实施例提供一种存储阵列。存储阵列可以包括沿第 一方向形成的多个第一电极和沿第二方向形成的多个第二电极。第二方向可 以垂直于第一方向。第一开关存储结构可以形成在多个第一电极中的一个和 多个第二电极中对应的一个第二电极之间。多个第二电极可以与多个第一电 极中的每个对应。第 一开关存储结构中的每个可以包括构造为基于多电阻特 性来存储信息的第 一存储电阻器和结合到第 一存储电阻器的第 一开关结构。 第一开关结构可以控制提供到第一存储电阻器的电流。第一存储电阻器的第 一存储区域和第 一开关结构的第 一开关区域可以彼此不同。至少一个其它的示例实施例提供一种制造存储器阵列的方法。至少根据 一个示例实施例，第 一开关存储结构可以形成在多个第 一 电极中的每个和多 个第二电极中的对应的第二电极之间。多个第二电极可以与多个第 一 电极中的每个对应。第一开关存储结构中的每个可以包括被构造为基于多电阻特性 来存储信息的第 一存储电阻器和结合到第 一存储电阻器的第 一开关结构。第 一开关结构可以被构造为控制提供到第 一 存储电阻器的电流。第 一 存储电阻 器的第 一存储区域和第 一开关结构的第 一开关区域可以彼此不同。至少一个其它的示例实施例提供一种制造存储装置的方法。至少根据该 示例实施例，开关存储结构可以形成在第一电极和第二电极之间。开关存储 结构可以包括被构造为基于多电阻特性来存储信息的存储电阻器和结合到存 储电阻器的开关结构。开关结构可以被构造为控制提供到存储电阻器的电流。 存储电阻器的存储区域和开关结构的开关区域可以彼此不同。至少根据一些示例实施例，开关存储结构可以包括形成在存储电阻器和 开关结构之间的中间电极。开关区域可以为开关结构与第 一 电极和中间电极 重叠的区域。存储区域可以为存储电阻器与中间电极和第二电极重叠的区域。 第 一 电极和中间电极可以与开关结构的区域垂直地重叠。中间电极和第二电 极可以与存储电阻器的区域垂直地重叠。至少根据一些示例实施例，开关存储结构可以包括形成在开关结构上的 中间电极和形成在中间电极上的绝缘层。绝缘层可以具有形成为通过绝缘层的接触孔。存储电阻器可以形成在接触孔中。开关结构可以为二极管r'变阻 器或阔值开关装置。开关结构可以为包括至少两个氧化物层的多层结构。附图说明通过详细描述附图中示出的示例实施例，示例实施例将变得更清楚，附图中图1是根据一个示例实施例的存储装置的剖视图；图2A是示出图1的存储装置的阵列结构的一个示例实施例的平面图；图2B是沿图2A的线L-L'截取的剖视图；图2C是示出图1的存储装置的阵列结构的另一示例实施例的平面图；图3是根据另 一示例实施例的存储装置的剖视图；图4A是根据另一示例实施例的存储装置的剖视图；图4B是示出图4A的存储装置的阵列结构的一个示例实施例的平面图；图5A是根据另一示例实施例的存储装置的透视图；图5B是示出图5A的存储装置的阵列结构的一个示例实施例的平面图；图6是示出图5A的存储装置的多阵列结构的一个示例实施例的透视图；图7是示出四个存储装置样品的电特性的曲线图，四个存储装置样品中 的每个包括由铂(Pt)形成的第一电极和第二电极，每个存储装置样品具有不同 面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储装置，包括：第一电极；第二电极；开关存储结构，布置在第一电极和第二电极之间，开关存储结构包括：存储电阻器，开关结构，布置在第一电极和存储电阻器之间，开关结构被构造为控制提供到存储电阻器的电流，存储电阻器的存储区域和开关结构的开关 区域彼此不同。

【技术特征摘要】
KR 2007-6-14 10-2007-0058574;KR 2008-4-3 10-2008-01、一种存储装置，包括第一电极；第二电极；开关存储结构，布置在第一电极和第二电极之间，开关存储结构包括存储电阻器，开关结构，布置在第一电极和存储电阻器之间，开关结构被构造为控制提供到存储电阻器的电流，存储电阻器的存储区域和开关结构的开关区域彼此不同。2、 如权利要求1所述的存储装置，其中，开关区域的尺寸大于存储区域 的尺寸。3、 如权利要求1所述的存储装置，其中，开关存储结构还包括 中间电极，形成在存储电阻器和开关结构之间，其中，开关区域为开关结构与第一电极和中间电极重叠的区域，存储区 域为存储电阻器与中间电极和第二电极重叠的区域。4、 如权利要求3所述的存储装置，其中，第一电极和中间电极与开关结 构的区域垂直重叠。5、 如权利要求3所述的存储装置，其中，中间电极和第二电极与存储电 阻器的区域垂直重叠。6、 如权利要求3所述的存储装置，其中，中间电极具有接触塞，接触塞 一体地形成在中间电极上，使得中间电极经过接触塞接触存储电阻器。7、 如权利要求6所述的存储装置，其中，接触塞的宽度窄于中间电极的 宽度。8、 如权利要求1所述的存储装置，其中，开关存储结构还包括 中间电极，形成在存储电阻器和开关结构之间；绝缘层，形成在中间电极上，绝缘层具有形成为通过绝缘层的接触孔， 其中，存储电阻器形成在接触孔中。9、 如权利要求1所述的存储装置，其中，开关结构为二极管、变阻器或 阈值开关装置。10、 如权利要求1所述的存储装置，其中，开关结构为包括至少两个氧化物层的多层结构。11、 如权利要求1所述的存储装置，其中，存储电阻器由从镍氧化物、 钛氧化物、铪氧化物、锆氧化物、锌氧化物、钨氧化物、钴氧化物、铜氧化 物、铁氧化物、铌氧化物和它们的组合所组成的组中选择的一种形成。12、 如权利要求1所述的存储装置，其中，存储电阻器由一次可编程材料形成。13、 一种存储器阵列，包括 多个第一电极，沿第一方向形成；多个第二电极，沿第二方向形成，第二方向与第一方向垂直； 多个第一开关存储结构，布置在多个第一电极中的每个和多个第二电极 中的对应的一个第二电极之间，每个第一开关存储结构包括 第一存储电阻器，第一开关结构，结合到第一存储电阻器，第一开关结构控制提供到 第 一存储电阻器的电流，第 一存储电阻器的第 一存储区域和第 一开关结构的 第一开关区域彼此不同。14、 如权利要求13所述的存储器阵列，其中，第一开关区域的尺寸大于 第一存储区域的尺寸。15、 如权利要求13所述的存储器阵列，其中，每个第一存储结构还包括 中间电极，形成在第一存储电阻器和第一开关结构之间， 其中，第一开关区域为第一开关结构与第一电极和中间电极重叠的区域，第一存储区域为第一存储电阻器与中间电极和第二电极重叠的区域。16、 如权利要求15所述的存储器阵列，其中，第一电极和中间电极与第 一开关结构的区域垂直重叠。17、 如权利要求15所述的存储器阵列，其中，中间电极和第二电极与第 一存储电阻器的区域垂直重叠。18、 如权利要求15所述的存储器阵列，其中，中间电极具有接触塞，接 触塞一体地形成在中间电极上，使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：安承彦，李明宰，金锡必，朴永洙，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]