[发明专利]固态电解质存储元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种存储元件及其制造方法，且特别涉及一种固态电解质存储元件及其制造方法。

背景技术

非挥发性存储器的需求自1999年起就有突破性的成长，这是因为近几年陆续出现相当广泛的应用，如随身碟、数字相机储存卡、手机存储器等，因而创造出一个其他技术无法涵盖的全新市场。

目前的非挥发性存储产品为快闪存储器，但是现有快闪存储器元件架构在65nm技术代以后将逐渐面临物理极限的挑战。另外，快闪存储器也面临诸多特性上的限制，例如操作速度太慢与操作周期不长等，因此在应用上受到很大的限制。基于此，许多技术因此被广泛研究和讨论，然而这些技术也有一些隐忧，例如尺寸继续微缩的潜力，切换所消耗的功率过大等等。因此，需要进一步开发更新、更有潜力的存储器技术以满足未来更广大存储需求。

阻抗式随机存取存储器(Resistance Random Access.Memory，RRAM)是目前广为研究的一种存储元件，其是使用过渡金属氧化物来作为电阻转换材料。然而，至今这些过渡金属氧化物为何电阻会变化至今机制还不是很清楚，许多研究单位因此纷纷提出不同的解释来说明过渡金属氧化物内部发生的变化，例如丝状电流路径(filamentary current path)理论、氧空缺重新排列理论等等，然而因为机制尚不明朗，因此，RRAM元件有些特性如耐久性(endurance)问题无法很有效改善。例如，Spansion公司所制作的Cu_xO RRAM只能操作600循环左右。

另一方面，也有些人研究固态电解质存储器。固态电解质存储器具有较好的耐久性表现。美国亚利桑那大学的固态实验室的含Ag的GeSe材料研究已测试至10¹⁰循环，因此，此项新的技术相当值得深入研究。

发明内容

本发明提供一种固态电解质存储器，其可以有效控制固态电解质里的金属离子氧化还原反应在固态电解质产生导电路径。

本发明提出一种固态电解质存储元件的制造方法。此方法包括：在基底上形成绝缘层；在绝缘层上形成导电层；在导电层中形成至少两个部分重叠连通的开口，以使导电层形成至少一对自动对准的尖端电极；以及，在开口中填入固态电解质。

本发明提出一种固态电解质存储元件，包括基底、绝缘层、导电层与固态电解质。绝缘层位于基底上。导电层位于绝缘层上，导电层中具有至少两个部分重叠的开口，使导电层形成至少一对自动对准的尖端电极。固态电解质位于导电层的开口中。绝缘层、导电层及固态电解质构成第一层存储单元。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A至1C为依照本发明一实施例所绘示的一种固态电解质存储元件的制造流程的剖面示意图。

图2A至2C为图1A至1C的一种固态电解质存储元件的制造流程的上视图。

图3A至3C为图1A至1C的另一种固态电解质存储元件的制造流程的上视图。

图4A至4C为图1A至1C的又一种固态电解质存储元件的制造流程的上视图。

图5是依照本发明实施例所绘示的一种多层存储单元的固态电解质存储元件的示意图。

附图标记说明

100：基底                  102：绝缘层

104：导电层                106、110：开口

108：光刻胶层              112：共用电极

112a、112b：尖端电极       114：固态电解质

500、502、504：存储单元    A、B、C、D：区域

I-I：剖面线

具体实施方式

图1A至1C为依照本发明一实施例所绘示的一种固态电解质存储元件的制造流程的剖面示意图。图2A至2C为图1A至1C的一种固态电解质存储元件的制造流程的上视图。图3A至3C为图1A至1C的另一种固态电解质存储元件的制造流程的上视图。图4A至4C为图1A至1C的又一种固态电解质存储元件的制造流程的上视图。