提供一种形成可逆电阻－切换金属－绝缘体－金属（″ＭＩＭ″）堆栈的方法，该方法包括：形成包括退化掺杂的半导体材料的第一导电层；以及在所述第一导电层之上形成基于碳的可逆电阻－切换材料。还提供其他方面。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非易失性存储器，且更具体地涉及包括展示减少的分层的基于碳的存储器元件，以及形成其的方法。
技术介绍
已知从可逆电阻-切换元件形成的非易失性存储器。例如，在2007年12月31日提交的题为“Memory Cell That Employs A Selectively Fabricated Carbon Nano-Tube Reversible Resistance-Switching Element And Methods Of Forming The Same，，的美国专利申请序列号No. 11/968，154( "'154申请”)(律师案号SD-MXA-241)，其为了所有目的被引用附于此，其描述了包括与基于碳的可逆电阻率-可切换材料串联耦合的二极管的可重写非易失性存储器单元。但是，从基于碳的材料制造存储器器件面临技术挑战，且期望使用基于碳的材料来形成存储器器件的改进方法。
技术实现思路
在本专利技术的第一方面中，提供一种形成可逆电阻-切换金属-绝缘体-金属 (“MIM")堆栈的方法，该方法包括形成包括退化掺杂的半导体材料的第一导电层；以及在所述第一导电层之上形成基于碳的可逆电阻-切换材料。在本专利技术的第二方面中，提供一种形成可逆电阻-切换MIM堆栈的方法，该方法包括形成包括硅化物的第一导电层；以及在所述第一导电层之上形成基于碳的可逆电阻-切换材料，其中，在相同处理室中形成所述第一导电层和基于碳的可逆电阻切换材料。在本专利技术的第三方面中，提供一种形成存储器单元的方法，所述方法包括形成包括退化掺杂的半导体材料的第一导电层；在所述第一导电层之上形成基于碳的可逆电阻-切换材料；以及在基于碳的可逆电阻-切换材料之上形成第二导电层。在本专利技术的第四方面中，提供一种形成存储器单元的方法，所述方法包括形成包括硅化物的第一导电层；在所述第一导电层之上形成基于碳的可逆电阻-切换材料，其中， 在相同处理室中形成所述第一导电层和基于碳的可逆电阻切换材料；以及在基于碳的可逆电阻-切换材料之上形成第二导电层。在本专利技术的第五方面中，提供一种存储器单元，该存储器单元包括包括退化掺杂的半导体材料的第一导电层；在所述第一导电层之上的基于碳的可逆电阻-切换材料；以及在基于碳的可逆电阻-切换材料之上的第二导电层。从以下详细描述、所附权利要求和附图，本专利技术的其他特征和方面将变得更明显。 附图说明可以从结合以下附图考虑的以下详细描述中更清楚地理解本专利技术的特征，在附图中，通篇相同的附图标记指示相同的元件，且其中图1是根据本专利技术的示例存储器单元的图；图2A是根据本专利技术的示例存储器单元的简化透视图；图2B是从图2A的多个存储器单元中形成的第一示例存储器级的一部分的简化透视图；图2C是根据本专利技术的第一示例三维存储器阵列的一部分的简化透视图；图2D是根据本专利技术的第二示例三维存储器阵列的一部分的简化透视图；图3A-3D图示了根据本专利技术的存储器单元的示例实施例的截面图；以及图4A-4H图示了根据本专利技术的单个存储器级的示例制造期间的衬底的一部分的截面图。具体实施例方式诸如包含纳米结晶石墨烯(在此称为"石墨碳")的非晶碳(“aC")、石墨烯、 石墨、碳纳米管、非晶类似金刚石的碳(“DLC")、碳化硅、碳化硼、和其他类似的基于碳的材料的碳膜可以展示可以使得这种材料适用于在微电子非易失性存储器中使用的电阻切换行为。确实，一些基于碳的材料已经示范了具有ON和OFF状态之间的IOOx隔开和中到高范围电阻改变的在实验室规模的器件上的可逆电阻切换存储器属性。在ON和OFF状态之间的这种分离使得基于碳的材料可用于使用存储器元件中的碳材料形成的存储器单元的候选。如在此使用的，DLC是趋于具有首要的四面碳-碳单个键(通常称为sp3-键)的碳材料，且趋于相对于长范围顺序的非晶。可以通过在底部和顶部电极之间排列基于碳的电阻切换材料而形成MIM结构来形成基于碳的存储器元件。在这种配置中，夹在两个金属或者导电层之间的基于碳的电阻切换材料用作基于碳的可逆电阻切换元件。然后，可以通过将MIM结构串联连接到诸如二极管、隧道结、薄膜晶体管等的操纵元件来形成存储器单元。在传统形成的MIM结构中，可以从氮化钛(“TiN")、氮化钽(“TaN")、氮化钨 (“WN")、钼(“Mo")或其他类似材料中形成顶部和底部电极。在一些实例中，这种MIM 结构展示出由于碳材料在使用期间从TiN底部电极分层或剥落而导致的故障。研究表明分层/剥落是由于热膨胀系数在碳材料和TiN之间的差异而导致的过度压力和在碳材料和 TiN之间的弱的界面粘合的结果。例如，在其中通过等离子体化学汽相沉积(“PECVD“) 工艺以550°C在1200埃的TiN薄板膜上形成400埃的碳材料层的试验中，以大约2Gpa测量在碳元件中的热引起的张应力(tensile stress) 0根据本专利技术的实施例，形成更不容易从底部电极的碳层分层和/或剥落的基于碳的MIM结构。在一个示例实施例中，形成其中底部电极被制造为半导体材料(例如，硅、锗、硅锗合金或其他类似的半导体材料)的相对薄的、退化掺杂的(很高地掺杂的)层的基于碳的MIM结构。在第二示例实施例中，形成其中底部电极被制造为导电硅化物(例如，硅化钛〃 TiSi"、硅化钽〃 TaSi"、硅化钨〃 WSi"、硅化铜〃 CuSi"、或其他类似硅化物)材料的层的基于碳的MIM结构。可以通过物理汽相沉积(〃 PVD" )、PEVCD或其他类似的方法来形成导电的硅化物底部电极。在第三示例实施例中，形成其中底部电极具有减少的体积和/或在底部电极和碳材料之间的减少的界面面积的基于碳的MIM结构。以下参考图1-4H来进一步描述本专利技术的这些和其他实施例。示例的本专利技术的存储器单元图1是根据本专利技术的示例存储器单元10的示意图。存储器单元10包括耦合于操纵元件14的基于碳的可逆电阻-切换元件12。基于碳的可逆电阻切换可翻转电阻切换元件12包括具有可以在两个或多个状态之间可逆地切换的电阻率的基于碳的可逆电阻切换材料(未示出)。例如，元件12的基于碳的可逆电阻切换材料可以在制造之后处于初始的、低电阻率状态。在施加第一电压和/或电流之后，该材料可切换到高电阻率状态。施加第二电压和/或电流可以将可逆电阻率切换材料返回到低电阻率状态。或者，基于碳的可逆切换元件12可以在制造之后处于初始的、高电阻状态，其在施加了适当的(一个或多个)电压和 /或(一个或多个)电流之后可逆地切换到低电阻状态。当在存储器单元中使用时，一个电阻状态可以表示二进制"0"，而另一电阻状态可以表示二进制"1"，虽然可以使用多于两个数据/电阻状态。例如，在美国专利申请序列号11/125,939、在2005年5月9日且题为"Rewriteable Memory Cell Comprising A Diode And A Resistance Switching Material, “ (" ' 939申请〃)(律师号SD-MA-146)中描述若干可逆电阻率切换材料和使用可逆电阻切换元件的存储器单元的操作，其全部为了所有目的被引用附于此。操纵元件14可以包括薄膜晶体管、二极管、金属-绝缘体-金属遂穿电流器件、或通过选择性地限制跨越基于碳的可逆电阻-切换元件本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种形成可逆电阻－切换金属－绝缘体－金属（″ＭＩＭ″）堆栈的方法，该方法包括：形成包括退化掺杂的半导体材料的第一导电层；以及在所述第一导电层之上形成基于碳的可逆电阻－切换材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：许汇文，
申请(专利权)人：桑迪士克三D有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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