[发明专利]电流限制的相变化存储器装置结构

权利要求书

1.一种半导体结构，包含：

相变化材料层；

电流限制层，其邻接所述相变化材料层且包含嵌入于导电材料中且由导电材料分隔的绝缘性纳米粒子单层；

第一导电板，其邻接所述电流限制层且包含所述导电材料；以及

第二导电板，其邻接所述相变化材料层且与所述第一导电板分开。

2.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述绝缘性纳米粒子包含电介质材料，该电介质材料选自由氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化钛、氧化钽、氧化钌、氧化钨、氧化锌、硅、锗、氧化锗、碳，或其组合组成的组。

3.如权利要求1所述的半导体结构，其中每一所述绝缘性纳米粒子是限定在单层内的有机分子且具有在1nm至24nm的范围的特征尺寸，所述特征尺寸选自由全长、全宽或直径组成的组。

4.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述相变化材料层包含具有至少一种非硫属元素的硫属元素的合金，其中硫属元素选自由碲、硒及硫组成的组，至少一种非硫属元素选自由锗、锑、铋、铅、锡、砷、硅、磷、镓、铟及银组成的组。

5.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一及第二导电板包含选自钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、铂(Pt)、铱(Ir)、镧(La)、镍(Ni)、钌(Ru)、及其合金组成的组的材料。

6.一种半导体结构，包含：

第一导电板，其包含第一导电材料；

相变化材料层，其邻接所述第一导电板且包含相变化材料；

电流限制层，其包括一组平面排列的分开的绝缘层岛状物，其中每一所述分开的绝缘层岛状物嵌入于所述相变化材料层中并由所述相变化材料分隔，所述绝缘层岛状物的横向尺寸与纳米粒子的横向尺寸相同，并且直接接触所述相变化材料层；以及

第二导电板，其包含第二导电材料且经由所述电流限制层以电阻地连接至所述相变化材料层。

7.如权利要求6所述的半导体结构，其中所述第二导电板邻接所述电流限制层。

8.如权利要求6所述的半导体结构，其中所述分开的绝缘层岛状物具有自3nm至60nm的厚度，并且包含电介质材料，该电介质材料选自由氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化钛、氧化钽、氧化钌、氧化钨、氧化锌、硅、锗、氧化锗、碳，或其组合组成的组。

9.如权利要求6所述的半导体结构，其中所述相变化材料层包含具有至少一种非硫属元素的硫属元素的合金，其中硫属元素选自由碲、硒及硫组成的组，至少一种非硫属元素选自由锗、锑、铋、铅、锡、砷、硅、磷、镓、铟及银组成的组。

10.一种半导体结构，包含：

第一导电板，其包含第一导电材料；

第一相变化材料层，其邻接所述第一导电板且包含第一相变化材料；

电流限制层，其包括一组平面排列的分开的绝缘层岛状物，其中每一所述分开的绝缘层岛状物嵌入于所述第一相变化材料层中并由所述第一相变化材料分隔，所述绝缘层岛状物的横向尺寸与纳米粒子的横向尺寸相同，并且直接接触所述第一相变化材料层；

第二相变化材料层，由另一体积大小的第二相变化材料组成且邻接所述电流限制层；以及

第二导电板，其包含第二导电材料且邻接所述第二相变化材料层。

11.如权利要求10所述的半导体结构，其中所述分开的绝缘层岛状物具有自3nm至60nm的厚度，并且包含电介质材料，该电介质材料选自由氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化钛、氧化钽、氧化钌、氧化钨、氧化锌、硅、锗、氧化锗、碳，或其组合组成的组。

12.如权利要求10所述的半导体结构，其中所述相变化材料层包含具有至少一种非硫属元素的硫属元素的合金，其中硫属元素选自由碲、硒及硫组成的组，至少一种非硫属元素选自由锗、锑、铋、铅、锡、砷、硅、磷、镓、铟及银组成的组。