[发明专利]电阻式存储器件及其制造方法

说明书

相关申请

本申请要求2008年11月10日提交的韩国专利申请10-2008-0110954 的优先权，在此通过引用将其全文并入。

技术领域

本公开内容涉及一种存储器件以及制造这种存储器件的方法，更具 体涉及一种类似非易失性电阻随机存取存储(ReRAM)器件的电阻式存 储器件及其制造方法。

背景技术

近来，已研发了用于替代动态随机存取存储(DRAM)器件以及快闪 存储器件的下代存储器件。

下代存储器件中的一种为电阻式存储器件，该器件使用的材料能够 通过响应于施加至该材料的偏压的电阻剧烈变化而在至少二种不同电 阻状态之间切换。下文中，该材料称为电阻层。包括过渡金属氧化物或 钙钛矿(perovskite)材料的二元氧化物系被用作电阻层。

一般而言，电阻式存储器件中的每个单元(cell)具有用以选择该单元 的选择元件以及电连接至该选择元件的可变电阻值的电阻元件。选择晶 体管或选择二极管被用作选择元件。此外，电阻元件包括上电极、下电 极以及在上电极与下电极之间插入的电阻层。

近来，已提出将垂直选择二极管与电阻元件互相堆叠的存储单元结 构。特别地，在所提出的结构中，垂直选择二极管具有其中互相堆叠诸 如TiO₂的n型氧化物以及诸如NiO的p型氧化物的二元氧化物结构。

然而，对于一些应用，使用二元氧化物来作成垂直选择二极管造成 某些问题，即通过二极管的电流密度不够高以及通过二极管的整流特性 不够好。

发明内容

依据一个实施方案，电阻式存储单元包括：在衬底上的第一导线； 垂直选择二极管，其包含纳米线或纳米管并且布置在第一导线之上；电 阻元件，其包含布置在垂直选择二极管上方的电阻层；以及布置在电阻 元件之上的第二导线。

依据另一实施方案，具有交叉点结构的电阻式存储器件包括：在衬 底之上平行布置的第一导线；平行布置的第二导线，其与第一导线向上 间隔并延伸横跨第一导线；以及多个第一电阻式存储单元，电阻式存储 单元的每一个在第一导线之一与第二导线之一的交叉点处置于该一个 第一导线与该一个第二导线之间。每一个第一电阻式存储单元包含互相 堆叠的第一垂直选择二极管与第一电阻元件。第一垂直选择二极管包含 纳米线或纳米管，第一电阻元件包括第一电阻层。

依据另一实施方案，制造电阻式存储器件的方法包括：在衬底之上 的形成第一导线；通过在第一导线之上生长纳米线或纳米管形成垂直选 择二极管；在垂直选择二极管之上形成包括电阻层的电阻元件；以及在 电阻元件之上形成第二导线。

附图说明

在附图中，各种实施方案通过例示说明，但不局限于此。

图1A为依据一个实施方案的电阻式存储器件的透视图，图1B为沿 着图1A中的线A-A’截取的电阻式存储器件的横截面图。

图2A为依据另一实施方案的电阻式存储器件的透视图，图2B为沿 着图2A中的线B-B’截取的电阻式存储器件的横截面图。

图3A到3F为说明依据另一实施方案的制造电阻式存储器件的方法 的横截面图。

图4A到4B为显示依照一个实施方案的垂直二极管的特性的I-V曲 线图。

具体实施方式

在附图中，为了清晰起见，层与区域的尺寸被放大。应该理解的是， 当将层称为在另一层或衬底的“上/下”时，其可直接在所述另一层或衬底之 上/下，或也可存在多个插入层。此外，当将层称为在二层“之间”时，其 可为所述二层之间的唯一层，或也可存在一个或多个插入层。在所有附图 中，相同的附图标记表示相同元件。此外，在层的附图标记后面的不同英 文字母是指层在一个或多个工艺步骤(诸如蚀刻工艺或抛光工艺)之后的不 同状态。