[发明专利]具有增强电场的三维双端存储器

权利要求书

1.一种存储装置，包括：

半导体堆叠，包括沿着第一维度依次布置的多层；

存储单元，形成在所述半导体堆叠的子集内，并且包括图案化顶电极、电阻型开关层和图案化底电极，所述图案化顶电极、所述电阻型开关层和所述图案化底电极是由所述半导体堆叠的所述多层中的各层形成的，其中所述图案化顶电极、所述电阻型开关层和所述图案化底电极沿着一个方向依次布置，所述方向至少在所述半导体堆叠的所述子集附近与所述第一维度形成45度或大于45度的角度，

其中，所述图案化底电极包括顶面、底面和额外表面，所述额外表面与所述半导体堆叠的所述子集接触并与所述图案化底电极的所述底面形成在45度到80度之间的角度；

其中，所述图案化底电极包括间隙，在所述间隙处形成所述存储单元，所述电阻型开关层是覆盖在所述图案化底电极的所述间隙的表面上的存储层堆叠的一部分，并且所述图案化顶电极覆盖在所述存储层堆叠的上方并填充所述图案化底电极的所述间隙；

其中，所述图案化底电极形成所述存储装置的位线，并且用作所述存储单元的底电极，以及用作所述存储装置的第二存储单元的第二底电极；并且

其中，所述图案化顶电极形成所述存储装置的字线，并用作所述存储单元的顶电极，并用作所述存储装置的至少一个额外存储单元的第二顶电极。

2.根据权利要求1所述的存储装置，所述存储单元进一步包括选择层，所述选择层包含：TiO₂、Al₂O₃、WO₃、HfO₂、SiO₂、掺杂的多晶硅、掺杂的多晶SiGe、无定形多晶硅、无定形多晶SiGe或二极管，

其中，所述选择层设置在所述电阻型开关层与所述图案化底电极的所述额外表面之间并且具有在1nm至50nm的范围内的厚度。

3.根据权利要求1所述的存储装置，还包括：

设置在所述半导体堆叠下方的基板，所述基板包括多个互补金属氧化物半导体CMOS器件；以及

设置在所述基板与所述半导体堆叠之间的电绝缘层。

4.根据权利要求1所述的存储装置，进一步包括包含所述存储装置的所述位线的一组位线，形成为所述半导体堆叠的所述多层中的至少一层的一部分，所述一组位线中的各个位线设置成与所述一组位线的其他位线平行；以及

包含所述存储装置的所述字线的一组字线，形成为所述半导体堆叠的所述多层中的至少第二层的一部分，所述一组字线中的各个字线设置成与所述一组字线中的其他字线平行，所述一组字线中的各个字线包括竖直部分和垂直或倾斜部分，所述垂直或倾斜部分具有相对于所述竖直部分的第二角度，

其中所述一组位线给所述存储装置的一组存储单元提供图案化底电极，所述一组存储单元包括所述存储单元；并且

其中所述一组字线在与所述第一维度垂直的平面内与所述一组位线垂直。

5.根据权利要求1所述的存储装置，还包括：

第二半导体堆叠，包括在所述半导体堆叠的上方或下方沿着所述第一维度依次布置的第二组多层；以及

形成在所述第二半导体堆叠的子集内的第三存储单元。

6.根据权利要求5所述的存储装置，其中所述第三存储单元包括由所述第二半导体堆叠的所述第二组多层的各个层形成的第二图案化底电极、第二开关层和第二图案化顶电极。

7.根据权利要求6所述的存储装置，其中所述第二图案化底电极、所述第二开关层和所述第二图案化顶电极沿着所述方向或者沿着与所述第一维度形成第二角度的第二方向依次布置。

8.根据权利要求1所述的存储装置，其中所述电阻型开关层包括：无定形硅；SiO₂；SiO_x，其中x大于0且小于2；SiGeO_x；硫属元素化物；HfO_x；TiO_x；TaO_x或固体电解质。