[发明专利]电阻转换存储器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种电阻转换存储器，尤其涉及一种基于含锑金属(或 合金)的电阻转换存储器；此外，本发明还涉及上述电阻转换存储器的制造方法。

背景技术

包括相变随机存储器和电阻随机存储器在内的电阻转换存储器作为下一代非易失性半导 体存储器的潜在候选受到了业界极大的关注，特别是前者，被认为是最有希望替代FLASH(闪 存)的下一代存储器，已经进入了样片试制阶段，将在不久的将来透入市场。在相变存储器 中，数据的存储建立在相变材料相变造成材料电阻的改变上，材料电阻的改变来源于相变材 料加热过程中造成的结构的可逆变化；而电阻随机存储器中，器件电阻的转变建立在金属氧 化物等材料的CER效应(电场诱发的超巨大电阻变化)。

含锑金属或合金被发现具有电阻转换的能力，其电阻转换的原理不同于以上两种。根据 本申请人(中国科学院上海微系统与信息技术研究所)于2008年10月20日申请的一件专利 申请(申请号：200810201407.5，发明名称：《含锑材料作为电阻转换存储材料的应用》，发 明人：张挺等人)，含锑材料具有电阻转换的能力以及在电阻转换存储器中的潜在应用；且锑 材料作为半导体工业中一种常用的n型掺杂原子，能够对硅进行扩散，从而实现硅衬底的n 型掺杂。此外，含锑金属与半导体的接触可以用来制造肖特基二极管(本申请人申请的中国 专利：《基于含锑的肖特基二极管及自对准制造方法》，申请号：200810207453.6，发明人：张 挺等人)，从而用来对电阻转换存储器进行选通和操作。

无论在相变随机存储器和电阻随机存储器中，器件的密度都是觉得器件未来市场前景的 重要因素，作为存储器芯片的重要组成部分，芯片中的逻辑器件的面积很大程度上决定了存 储芯片的密度，例如场效应晶体管的面积就远超二极管的面积，因此，在高密度的应用中， 二极管的应用更具备竞争优势，前景更被看好，尽管开发二极管工艺的开支巨大。在二极管 中，肖特基二极管相比于PN型二极管具有成本上的优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于含锑金属(或合金)的电阻转换存储器， 可以获得高密度、低成本的固态存储器。

此外，本发明还提供上述电阻转换存储器的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电阻转换存储器，其包括选通单元及数据存储单元；选通单元采用肖特基二极管； 所述肖特基二极管包括至少一层含锑材料层、至少一层半导体层；数据存储单元包括至少一 层含锑材料层。

作为本发明的一种优选方案，所述含锑材料层为锑纯金属、或为含有锑的合金材料。

作为本发明的一种优选方案，所述含锑材料层的组份为锑及其他金属的混合物、或/和锑 的氧化物、或/和锑的氮化物、或/和锑的氮氧化物。

作为本发明的一种优选方案，所述含锑材料层作为数据存储单元的一部分，同时作为选 通单元的一部分。

作为本发明的一种优选方案，所述含锑材料层还作为存储器芯片中的导电位线。

作为本发明的一种优选方案，所述肖特基二极管中，含锑材料层、半导体层之间形成肖 特基接触、即金属-半导体接触，从而形成肖特基二极管结构。

作为本发明的一种优选方案，所述肖特基二极管由至少一层含锑材料层、至少一层半导 体层组成；所述数据存储单元由至少一层含锑材料层组成。

作为本发明的一种优选方案，所述的电阻转换存储器数据存储特征为双级存储、或为多 级存储。

作为本发明的一种优选方案，所述存储器包括高低阻转换单元，高低阻转换单元通过电 信号的编程，使存储器实现器件在高电阻、低电阻之间的可逆转变。

一种制造电阻转换存储器的方法，该方法包括如下步骤：

A1、在第一导电类型或者本征的半导体基底上制造外围电路；

A2、制造出浅沟道，分隔出分立的线条，浅沟道刻蚀完毕后不去除光刻胶；

A3、通过离子注入，形成对基底的第一导电类型重掺杂，由于光刻胶的阻挡作用，分立 的线条将不被掺杂，仅对浅沟道底部进行第一导电类型离子注入，形成第一导电类型重掺杂 的区域，此区域围绕在分立线条的四周，用于电学隔离各根字线，注入完成后去除光刻胶；

A4、在被浅沟道分隔开的线条的底部形成第二导电类型重掺杂的字线，方法为离子注入 或者侧面原子扩散法；