[发明专利]电阻式随机存取存储器及其制造方法

权利要求书

1.一种电阻式随机存取存储器，其特征在于，包括：

堆叠结构，由交替堆叠的多个水平电极与多个第一介电层所组成，其中所述堆叠结构具有至少一孔道贯穿所述多个水平电极与所述多个第一介电层；

至少一垂直电极，形成于所述至少一孔道内；

选择元件，形成于所述垂直电极与所述堆叠结构之间的所述孔道内；以及

多个可变电阻结构，设置于每个所述水平电极的表面并与所述孔道内的所述选择元件接触，其中所述可变电阻结构包括：

存储层；

氧化层，介于所述存储层与所述选择元件之间；以及

阻障层，介于所述存储层与所述水平电极的所述表面之间，

其中所述选择元件包括：

栅极层，与所述至少一垂直电极接触；

通道层，与所述氧化层接触；以及

栅极绝缘层，介于所述通道层与所述栅极层之间。

2.如权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其中所述选择元件包括：过渡金属氧化物选择元件、双向阈值开关选择元件、金属/硅/金属选择元件或混合离子与电子导体二极管。

3.如权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其中所述选择元件还包括：

第一导电态掺杂区，形成于所述孔道的第一端的所述通道层内，其中所述通道层为第二导电态；以及

第一导电态外延层，形成于所述孔道的第二端，所述第一导电态外延层与所述通道层接触并与所述栅极层通过所述栅极绝缘层隔绝，其中所述栅极层为第二导电态。

4.如权利要求3所述的电阻式随机存取存储器，其中所述第一导电态为N型，所述第二导电态为P型。

5.如权利要求3所述的电阻式随机存取存储器，其中所述第一导电态为P型，所述第二导电态为N型。

6.一种电阻式随机存取存储器的制造方法，包括：

形成堆叠结构，其由交替堆叠的多个第一介电层与多个第二介电层所组成，其中所述第一介电层与所述第二介电层具有不同的蚀刻速率；

在所述堆叠结构中形成至少一孔道，所述孔道贯穿所述多个第一介电层与所述多个第二介电层；

在所述至少一孔道的内面共形地形成选择元件；

在所述至少一孔道内形成垂直电极；

移除所述堆叠结构内的所述多个第二介电层，并露出部分所述选择元件；

在所述堆叠结构内的所述多个第一介电层的表面和所述选择元件的暴露表面共形地形成多个可变电阻结构，其与所述孔道内的所述选择元件接触；以及

在所述多个第一介电层之间形成多个水平电极。

7.如权利要求6所述的电阻式随机存取存储器的制造方法，其中形成所述可变电阻结构的步骤包括：在所述多个第一介电层的所述表面和所述选择元件的所述暴露表面依序形成氧化层、存储层以及阻障层。

8.如权利要求6所述的电阻式随机存取存储器的制造方法，其中所述选择元件包括：过渡金属氧化物选择元件、双向阈值开关选择元件、金属/硅/金属选择元件或混合离子与电子导体二极管。

9.如权利要求6所述的电阻式随机存取存储器的制造方法，其中形成所述选择元件的步骤包括：在所述至少一孔道的所述内面依序形成通道层、栅极绝缘层以及栅极层。

10.如权利要求9所述的电阻式随机存取存储器的制造方法，其中形成所述选择元件的步骤还包括：

在形成所述通道层之前，在所述孔道的第一端形成第一导电态外延层；以及

在形成所述通道层之后，对所述孔道的第二端的所述通道层进行掺杂，以形成第一导电态掺杂区，其中所述通道层为第二导电态。

11.如权利要求10所述的电阻式随机存取存储器的制造方法，其中所述第一导电态为N型，所述第二导电态为P型。