[发明专利]存储器单元及其形成方法

说明书

本发明公开一种存储器单元及其形成方法，其中该存储器单元包含一第一导电线、一底电极、一纳米碳管层、一中间电极、一电阻层、一顶电极以及一第二导电线。第一导电线设置于一基底上。底电极设置于第一导电线上。纳米碳管层设置于底电极上。中间电极设置于纳米碳管层上，因而底电极、纳米碳管层以及中间电极构成一纳米管存储器部分。电阻层设置于中间电极上。顶电极设置于电阻层上，因而中间电极、电阻层以及顶电极构成一电阻存储器部分。第二导电线设置于顶电极上。

技术领域

本发明涉及一种存储器单元及其形成方法，且特别是涉及一种整合纳米管存储器及电阻存储器的存储器单元及其形成方法。

背景技术

数字逻辑电路是用于个人计算机、例如个人万用记事本及计算机的手提电子装置、电子娱乐装置，及电器、电话交换系统、汽车、飞机及制造的其他项目的控制电路。数字逻辑电路可包括各芯片上独立或整合的逻辑及存储器功能，随着电子装置的发展而持续增加逻辑及存储器的积集度量是必须的。其包含，如何发展高存储密集的存储器，使存储器愈加大量的贩售，每位成本更低，作业更快速，并耗费较低的电力等。

存储器分为挥发性和非挥发性两大类。当今，挥发性存储器最重要的两类是静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)；非挥发性存储器的种类很多，市场占比最大的是闪存存储器(FLASH)，其他的还有硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)、铁电随机存取存储器(FRAM)、相变化随机存取存储器(PRAM)、磁阻式随存取存储器(MRAM)和可变电阻式随机存取存储器(RRAM)等。此外，SRAM、DRAM、FLASH、SONOS和FRAM这五种是基于电荷的存储器，这类存储器本质上是通过电容的充放电实现；而PRAM、MRAM和RRAM则是基于电阻的转变实现。

目前又提出纳米管存储器(NRAM)，其原理主要是在一个片状基层上分布碳纳米管，信号写入使碳纳米管彼此实际吸引或排斥。每一物理状态(即吸引或排斥)相应于一电路状态。排斥状态为一开启电路接面。吸引状态为一形成整流接面的关闭状态。当电力从接面移除时，便维持其物理状态，用于形成非挥发性存储器单元。

发明内容

本发明提出一种存储器单元及其形成方法，其整合纳米管存储器及电阻存储器，而使存储密度增倍。

本发明提供一种存储器单元，包含一第一导电线、一底电极、一纳米碳管层、一中间电极、一电阻层、一顶电极以及一第二导电线。第一导电线设置于一基底上。底电极设置于第一导电线上。纳米碳管层设置于底电极上。中间电极设置于纳米碳管层上，因而底电极、纳米碳管层以及中间电极构成一纳米管存储器部分。电阻层设置于中间电极上。顶电极设置于电阻层上，因而中间电极、电阻层以及顶电极构成一电阻存储器部分。第二导电线设置于顶电极上。

本发明提供一种形成存储器单元的方法，包含下述步骤。首先，形成一第一导电线于一基底上。接着，依序由下而上形成一底电极层、一毯覆式纳米碳管层、一中间电极层、一毯覆式电阻层以及一顶电极层于第一导电线上。而后，图案化顶电极层、毯覆式电阻层、中间电极层、毯覆式纳米碳管层以及底电极层，以形成由下而上堆叠的一底电极、一纳米碳管层、一中间电极、一电阻层以及一顶电极，因而底电极、纳米碳管层以及中间电极构成一纳米管存储器部分，以及中间电极、电阻层以及顶电极构成一电阻存储器部分。

基于上述，本发明提出一种存储器单元及其形成方法，其形成一第一导电线于一基底上，一底电极于第一导电线上，一纳米碳管层于底电极上，一中间电极于纳米碳管层上，一电阻层于中间电极上，一顶电极于电阻层上，以及一第二导电线于顶电极上。因而，底电极、纳米碳管层以及中间电极构成一纳米管存储器部分，且中间电极、电阻层以及顶电极构成一电阻存储器部分。如此一来，本发明则整合纳米管存储器及电阻存储器，而形成双位(twin bits)存储器单元，因而使存储密度增倍。

附图说明

图1为本发明一实施例的形成存储器单元的方法的剖面示意图；