[发明专利]电阻式存储器装置

说明书

优先权申请案

本申请案主张2012年8月30日申请的第13/599,865号美国申请案的优先权益，所述申请案的全文是以引用方式并入本文中。

背景技术

半导体装置产业具有对改善存储器装置的操作的市场驱动需要。对存储器装置的改善可通过存储器装置设计的进步而解决。存储器装置的增强也可通过处理的进步而实现。

附图说明

图1展示根据各个实施例的实例存储器装置的方框图。

图2展示根据各个实施例的实例存储器装置的特征的方框图，实例存储器装置包含具有存储器单元的存储器阵列，存储器单元具有存取组件及存储器元件。

图3展示根据各个实施例的实例存储器单元的示意图，实例存储器单元具有耦合到存储器元件的存取组件。

图4展示根据各个实施例的实例存储器单元的示意图，实例存储器单元具有耦合到存储器元件的存取组件。

图5展示根据各个实施例的实例存储器单元的示意图，实例存储器单元具有耦合到存储器元件的存取组件。

图6展示根据各个实施例的实例设备的方框图，实例设备具有被布置为电阻式存储器单元的组件。

图7展示根据各个实施例的实例设备的方框图，实例设备具有被布置为电阻式存储器单元的组件。

图8展示根据各个实施例的实例设备的方框图，实例设备具有被布置为电阻式存储器单元的组件。

图9展示根据各个实施例的形成具有存储器单元的设备的实例方法的特征。

图10展示根据各个实施例的形成结构的实例方法的特征，形成结构包含形成电阻式存储器单元。

图11展示根据各个实施例的操作存储器单元的实例方法的特征。

图12展示根据各个实施例的成品晶片。

图13展示根据各个实施例的电子系统的各个特征的方框图。

具体实施方式

以下详细描述参看作为说明而展示本发明的各个实施例的附图。这些实施例经足够详细地描述以使所属领域的一股技术人员能够实践这些及其它实施例。可利用其它实施例，且可对这些实施例进行结构、逻辑及电改变。所述各个实施例未必互斥，这是因为一些实施例可与一或多个其它实施例组合以形成新实施例。因此，以下详细描述不采取限制性意义。

不同存储器单元体系结构提供多种不同存储器装置。例如，电阻式存储器装置使用其中存储器单元的材料区域的电阻状态被用以对应于存储数据的体系结构。所述电阻状态可对应于低电阻状态(LRS)及高电阻状态(HRS)。在使用两个以上电阻区域的情况下，其它状态是可能的。电阻式存储器装置可被结构化为电阻式随机存取存储器(RRAM)。

此外，存在其中可实现电阻式存储器装置的不同格式。一种格式是如细丝状电阻式存储器装置。在细丝状电阻式存储器单元中，存储器装置经结构化以有效地产生更改存储器单元的电阻的细丝。电阻式存储器单元的另一格式是区域电阻式存储器单元。区域电阻式存储器单元作为区域相关结构而非基于细丝状的结构进行操作。与细丝状电阻式存储器单元相比较，区域电阻式存储器单元可展示单元电流-电压特性的优越的可扩展性及内置非线性。此类性质可使装置的构造能够用于低于20nm的非易失性存储器应用中。

一种区域电阻式存储器单元是多价氧化物(MVO)单元。在将电场施加到MVO单元的情况下，可发生氧移动，使得MVO可接收或提供氧离子，从而改变价态。MVO单元可包含连接到绝缘金属氧化物(IMO)区域的导电金属氧化物(CMO)区域，其中经组合的CMO区域与IMO区域连接到两个电极且在两个电极之间，其中IMO区域在外加电场下提供可改变电阻。在使用CMO及IMO分层装置的情况下，氧离子可移进及移出IMO材料，从而改变其能障高度，这种情形可改变所述分层装置的电阻率(电导率)。MVO装置可以双极方式进行操作，在双极方式中，一个极性的电场针对设置操作在一个方向上移动氧，且反极性在另一方向上移动氧以提供重置能力。

然而，使用常规MVO技术来提供可靠存储器操作的挑战包含归因于在使MVO单元处于HRS或LRS中之后的氧扩散/漂移的不良数据保留。此外，归因于用作电极的贵金属及其连接到的导电金属氧化物材料的高效功函数，常规MVO单元的隧穿电阻对于快速感测而言过高。