本发明专利技术提供了一种形成存储器单元的方法，包括：(1)在衬底上方形成第一导体(206)；(2)利用选择性生长工艺在第一导体上方形成可逆电阻切换元件；(3)在第一导体上方形成二极管(204)；以及(4)在二极管和可逆电阻切换元件上方形成第二导体(208)以获得交叉点存储器件。切换元件也可以通过一个TFT控向。切换元件包含难以刻蚀的材料如TiO2，并且该切换元件不是通过刻蚀该材料形成的，而是通过氧化其它的材料如Ti或者TiN形成的。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种非易失性存储器，特别涉及一种。
技术介绍
由可逆电阻切换元件形成的非易失性存储器是众所周知的。例如，2005年5月 9 日提交的名称为 “REWRITEABLE MEMORY CELLCOMPRISING A DIODE AND ARESISTANCE-SWITCHINGMATERIAL”的美国专利申请第11/125，939号(下文中称其为’ 939申请)，通过参考整体合并于本文以用于全部目的，其中描述了一种可重复写入的非易失性存储器单元，该存储器单元包括与可逆电阻切换材料例如金属氧化物或者金属氮化物串联的二极管。然而，利用可重复写入的电阻切换材料制造存储器件是困难的；希望有利用可逆电阻切换材料制造存储器件的改进方法。
技术实现思路
在本专利技术的第一方面，提供一种形成存储器单元的方法，该方法包括(I)在衬底上方形成控向元件；(2)利用选择性生长工艺形成耦连到控向元件的可逆电阻切换元件。在本专利技术的第二方面，提供一种形成存储器单元的方法，该方法包括(I)在衬底上方形成第一导体；(2)利用选择性生长工艺在第一导体上方形成可逆电阻切换元件；(3)在第一导体上方形成二极管；(4)在二极管和可逆电阻切换元件上方形成第二导体。在本专利技术的第三方面，提供一种形成存储器单元的方法，该方法包括(I)在衬底上方形成第一导体；(2)在第一导体上方形成氮化钛层；(3)通过氧化氮化钛层选择性地形成可逆电阻切换元件；(4)在可逆电阻切换元件上形成垂直多晶二极管；(5)在竖直多晶二极管上方形成第二导体。在本专利技术的第四方面，提供一种形成存储器单元的方法，该方法包括(I)形成具有源极区和漏极区的薄膜晶体管；(2)形成耦连到薄膜晶体管的源极区或漏极区的第一导 体；(3)在第一导体上形成氮化钛层；(4)通过氧化氮化钛层选择性地形成可逆电阻切换元件；(5)在可逆电阻切换元件上方形成第二导体。在本专利技术的第五方面，提供一种存储器单元，该存储器单元包括(I)控向元件；(2)可逆电阻切换元件，该可逆电阻切换元件耦连到该控向元件并且是利用选择性生长工艺形成的。在本专利技术的第六方面，提供一种存储器单元，该存储器单元包括(I)第一导体；(2)形成于第一导体上方的第二导体；(3)形成于第一导体和第二导体之间的二极管；(4)利用选择性生长工艺形成于第一导体和第二导体之间的可逆电阻切换元件。在本专利技术的第七方面，提供一种存储器单元，该存储器单元包括(I)第一导体；(2)在第一导体上方形成氮化钛层；(3)通过氧化氮化钛层选择性形成可逆电阻切换元件；(4)在可逆电阻切换元件上形成的垂直多晶硅二极管；(5)形成于竖直多晶二极管上方的第二导体。在本专利技术的第八方面，提供一种存储器单元，该存储器单元包括(I)具有源极区和漏极区的薄膜晶体管；(2)耦连到薄膜晶体管的源极区或漏极区的第一导体；(3)形成于第一导体上的氮化钛层；(4)通过氧化氮化钛层而选择性地形成的可逆电阻切换元件；和(5)形成于可逆电阻切换元件上方的第二导体。在本专利技术的第九方面，提供多个非易失性存储器单元，该存储器单元包括(I)沿第一方向延伸的大致平行、大致共面的多个第一导体；(2)多个二极管；(3)多个可逆电阻切换元件；(4)沿不同于第一方向的第二方向延伸的大致平行、大致共面的多个第二导体。在每个存储器单元中，二极管中的一个与可逆电阻切换元件中的一个串联，并设置在第一导体中的一个和第二导体中的一个之间。每个可逆电阻切换元件都是利用选择性生长工艺形成的。在本专利技术的第十方面，提供一种包括形成于衬底上方的第一存储器级的单片三维存储阵列，其中第一存储级具有多个存储器单元。第一存储器级的每个存储器单元含有(I)控向元件；(2)可逆电阻切换元件，该可逆电阻切换元件耦连到该控向元件并且是利用选择性生长工艺形成的。单片三维存储器阵列还包括单片地形成于第一存储器级上方的至少一个第二存储器级。提供了很多的其它方面。本专利技术的其它特征和方面通过下文的具体描述、权利要求以及附图得以更清楚地体现。附图说明图I是根据本专利技术提供的示例性存储器单元的示意图。图2A是根据本专利技术提供的存储器单元的第一实施例的简化透视图。图2B是由多个图2A中的存储器单元形成的第一存储器级的一部分的简化透视图。 图2C是根据本专利技术提供的第一示例性三维存储器阵列的一部分的简化透视图。图2D是根据本专利技术提供的第二示例性三维存储器阵列的一部分的简化透视图。图3是图2A的存储器单元的示例性实施例的截面图。图4A-4D是根据本专利技术制造单个存储器级期间的衬底的一部分的截面图。图5是根据本专利技术提供的可替代的存储器单元的截面图。具体实施例方式如上所述，利用可重复写入的电阻率切换材料来制造存储器件是困难的。例如，很多可重复写入的电阻率切换材料很难被化学刻蚀，由此增加了制造的成本和将其用于集成电路的复杂性。根据本专利技术，难以被化学刻蚀的可重复写入的电阻率切换材料可以用于存储器单元而不需要被刻蚀。例如，在至少一个实施例中，提供了一种存储器单元，该存储器单元包括利用选择性生长工艺形成的可逆电阻率切换材料，从而可逆电阻率切换材料可以用于存储器单元而不被刻蚀。在一个或多个示例性实施例中，利用氧化钛作为可逆电阻率切换材料来形成可逆电阻切换元件。如上文中合并的’939申请中所记载的，氧化钛膜已经表现出适用于存储器单元。氧化钛的膜如Ti0、Ti02、Ti0x、Ti0xNy等都难以被化学刻蚀。在至少一个实施例中，通过利用选择性生长工艺，氧化钛层可以用于存储器单元的可逆电阻切换元件中而不需要对氧化钛层进行刻蚀。例如，可以通过氧化含钛层，如氮化钛这样比氧化钛更容易被图案化和刻蚀的氧化物，来形成可逆电阻切换元件。通过这种方式，在含钛层的氧化之前，只有下层的含钛层(如氮化钛或者钛)被图案化和刻蚀而不是氧化钛层。在一些实施例中，通过在有氧环境，如O2、臭氧或者它们的结合，或者使用其它任何合适的氧化空间中对含钛层实施快速热氧化而选择性地形成氧化钛。在其它的实施例中，在含有臭氧或者其它氧源的化学气相沉积腔中通过氧扩散，通过气相或者液相的臭氧清洗，或者通过任何其它合适的氧化处理氧化含钛层以形成氧化钛。在所有的例子中，都不需要对氧化钛进行刻蚀，这样就现出简化了存储单元的制造。根据本专利技术，其它的材料也可以被选择性地氧化以形成可逆的或者是一次性可编程的电阻率切换材料以用于存储器单元。例如，可在衬底上沉积Ta、TaN, Nb, NbN, Al、A1N、Hf、HfN, V、VN等层，并与含钛层相似地被图案化、刻蚀和/或氧化，以形成可逆电阻率切换材料如 Ta2O5, Nb2O5, Al2O3, HfO2, V2O5 等。存储器单元的示例性专利技术图I是根据本专利技术提供的示例性存储器单元100的示意图。存储器单元100包括耦连到控向元件104的可逆电阻切换元件102。可逆电阻切换元件102包括可逆电阻率切换材料(未单独示出)，该可逆电阻率切换材料具有可在两个或更多个的状态之间可逆地切换的电阻。例如，元件102的可逆电阻率切换材料可以在制造时处于初始低电阻率状态，而在施加第一电压和/或电流后就被切换成高电阻率状态。施加第二电压和/或电流可以使该可逆电阻率切换材料变回到低电阻率状态。可替代地，可逆电阻切换元件102可以在制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2007.06.29 US 11/772,088;2007.06.29 US 11/772,0821.ー种形成存储器単元的方法，所述方法包括 在衬底上方形成控向元件，其中形成所述控向元件包括形成垂直多晶ニ极管； 通过下面的步骤选择性地形成与所述控向元件耦连的可逆电阻切換元件 在所述衬底上形成材料层； 蚀刻所述材料层；和 氧化所蚀刻的材料层以形成可逆电阻切換材料；和 形成与所述垂直多晶ニ极管的多晶材料接触的硅化物、硅-锗化物和锗化物区域，以便所述多晶材料处于低电阻率状态。2.如权利要求I所述的方法，其中所述材料层包括Ta、TaN、Nb、NbN、Al、AlN、Hf、HfN、V和VN中的一种或更多种。3.如权利要求I所述的方法，其中所述可逆电阻切换材料包括Ta205、Nb205、Al203、Hf02和V2O5中的ー种或多种。4.如权利要求I所述的方法，其中形成所述控向元件包括形成p-nニ极管或p-i-n ニ极管。5.如权利要求I所述的方法，其中选择性地形成可逆电阻切換元件包括形成具有约500埃或更薄厚度的氧化物的可逆电阻切换元件。6.如权利要求I所述的方法，其中选择性地形成可逆电阻切換元件包括形成具有约300埃或更薄厚度的氧化物的可逆电阻切换元件。7.如权利要求I所述的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·谢瑞克，S·B·赫纳，M·克拉克，
申请(专利权)人：桑迪士克三D公司，
类型：发明
国别省市：
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