存储器单元和形成存储器单元的方法_3

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分 20为由ALD形成的部分,而第二部分22可通过ALD或不通过ALD形成。图5到7说明其中 第一部分20为由ALD形成的部分的实例实施例。
[0037] 参考图5,结构1化包含W上参考图1论述的电极12和电介质材料13。切换区16 的第一部分20形成于电极12上,并且在所显示的实施例中,其直接抵靠电极12的上表面。 第一部分20可通过ALD形成,并且在一些实施例中,可形成为厚度在大于0A到小于或等 于约12A范围内。
[003引参考图6,切换区的第二部分22是使用例如ALDXVDW及PCD中的一或多种方法 形成于第一部分20上。切换区16具有总厚度"T",在一些实施例中,所述总厚度可在约6A 到约20 A范围内。在一些实施例中,由ALD形成的部分20可占切换区16的总厚度至少约 50体积%;在其它实施例中,可占总厚度约50体积%W下;并且在一些实施例中,可占总厚 度约50体积%。
[0039]第一和第二部分20和22为切换区16的个别的离散部分,并且可包含W上参考图 3论述的组合物。因此,在一些实施例中,图6的部分20和22中的一者包含过渡金属氧化 物,而另一者则不包含。举例来说,在一些实施例中,由ALD形成的部分20可包含一或多种 过渡金属与氧的组合,基本上由或由一或多种过渡金属与氧的组合组成;而部分22可包含 一或多种非过渡元素与氧的组合,基本上由或由一或多种非过渡元素与氧的组合组成;其 中所述非过渡元素的至少一者可选自由金属、半金属、碱±元素W及其混合物组成的群组。 在其它实施例中,由ALD形成的部分20可包含一或多种非过渡元素与氧的组合,基本上由 或由一或多种非过渡元素与氧的组合组成;而第二部分22可包含一或多种过渡金属与氧 的组合,基本上由或由一或多种过渡金属与氧的组合(组成)。在一些实施例中,两个层均 可由一或多种过渡金属氧化物(例如,氧化給、氧化粗等)组成。在一些实施例中,该些层 中的一层或两层可包含一或多种金属氮化物(如氮化侣),并且在该类实施例中,金属氮化 物可为绝缘性金属氮化物。
[0040] 参考图7,离子源区18形成于切换区16上,而顶部电极14形成于所述离子源区 上。在所显示的实施例中,离子源区18包含单一均质组合物,但在其它实施例中,其可包含 两个或两个W上个别的离散部分(例如,W上参考图4论述的部分40和42)。在一些实施 例中,离子源区18包含铜、银W及侣中的至少一者;并且还可包含蹄。
[0041] 如上文参考图1论述,一些实施例可包括厚度达到小于约一个单层的切换区的一 个ALD形成部分。图8和9说明该类实施例的一个实例。
[0042] 参考图8,结构10c包含W上参考图1论述的电极12和电介质材料13。切换区16 的第一部分20形成于电极12上,并且在所显示的实施例中,其直接抵靠电极12的上表面。 第一部分20可通过任何适合的处理形成,并且在一些实例实施例中,可使用ALD、CVD、PVD W及电极12的表面氧化中的一或多种方法形成。
[0043]切换区的第二部分是使用ALD形成于第一部分20上,并且在所显示的实施例中, 第二部分包含跨部分20的表面形成的散落改性区50。在一些实施例中,改性区50可使用 含过渡金属的前驱物来形成,并且因此可包含一或多种过渡金属。或者或另外,改性区50 可使用含非过渡元素的前驱物来形成,并且因此可包含一或多种非过渡元素。在一些实施 例中,该类非过渡元素可选自由金属、半金属、碱±元素W及其混合物组成的群组;并且因 此可例如包含侣和娃中的一或二者。
[0044]改性区50可通过使用过少的ALD循环形成而无法形成完整单层,并且在一些实施 例中,可其使用一到五个ALD循环形成。
[0045] 参考图9,离子源区18形成于切换区16上,而顶部电极14形成于所述离子源区 上。在所显示的实施例中,离子源区18包含单一均质组合物,但在其它实施例中,其可包含 两个或两个W上个别的离散部分(例如W上参考图4论述的部分40和42)。在一些实施例 中,离子源区18包含铜、银W及侣中的至少一者;并且还可包含蹄。
[0046] 图1到7的实施例使用包含两个离散部分的切换区。在其它实施例中,切换区可 包含两个W上离散部分。举例来说,图10显示结构lOd,其说明具有在第二部分22上包含 第S部分52的切换区16的实例实施例存储器单元。在一些实施例中,所有部分20、22W 及52可使用ALD形成。在其它实施例中,所述部分中的一或多者是使用除ALD外的处理形 成,但所述部分中的至少一者是使用ALD形成的,W便能够谨慎调整该一部分的组成和厚 度。在一些实施例中,图1到10的多个离散部分可保留在完成结构中,并且在其它实施例 中,结构可经加热或者W其它方式经处理W将所述部分中的至少一些部分合并入经组合的 组合物(例如,合金化组合物)中。举例来说,在一些实施例中,交替的氧化給层与氧化娃 层可通过ALD(或其它适合的沉积法,如CVD或PVD)形成为离散部分,并且该些层可在随后 进行处理W在整个切换区中形成娃酸給。所述个别层可具有任何适合的厚度;并且在一些 实施例中,可具有小于或等于约20A,小于或等于约12A,小于或等于约10A等厚度。可宜 使用ALD来形成薄层,如厚度小于或等于约20A的层。在另一个实例实施例中,氧化侣給可 通过合并氧化給层与氧化侣层形成于整个切换区中。在另一个实例实施例中,包含侣、氧W 及娃的材料(例如,娃酸侣)可通过合并氧化侣层与二氧化娃层形成于整个切换区中。
[0047] 部分52可包含任何适合的组合物,并且在一些实施例中,可包含W上关于部分20 和22论述的组合物中的一或多者。此外,虽然显示部分52为连续层,但在其它实施例中, 所述部分可经形成为包含少于一个完整单层;并且因此可类似于图8和9的散落区50而形 成。
[0048]在一些实施例中,切换区的整体可通过ALD形成为具有在大于0A到小于或等于 约20A,或小于或等于约12A范围内的厚度的单一组合物。举例来说,图11显示例示具有 包含单一由ALD形成的组合物54的切换区16的实例实施例存储器单元的结构lOe。在一些 实施例中,该类组合物可包含W下一或多者,基本上由或由W下一或多者组成;GeS、GeSe、 SiO、ZrO、TiO、化0、HfO、AlO、WO、SnO、佩0、ZrTiO、ZrWO、AlTiO、VO、MoO、NiO、YO、ReO、MnO、 Fe0、SiA10、SiTi0等;其中所列组合物是根据元素组成描述。在一些实施例中,该类组合物 可包含W下中的一或多者,基本上由或由W下中的一或多者组成;氧与侣、給、娃、铁W及错 中的一或多者的组合。
[0049] 使用ALD形成切换区16的整体的优点在于如此作法可实现切换区的组成和厚度 的严格控制。维持切换区较薄(即,在大于0A到小于或等于约20A,或小于或等于约12A 的厚度范围内)的优点在于如此作法可使得PMC对电压改变快速反应(即,可实现高可切 换性),此可能是一些应用中所期望的。
[0050] 图1到11的各种存储器单元可为可同时经制造W便能形成集成电路存储器阵列 的大量存储器单元的代表。
[0051] W上论述的存储器单元和阵列可并入电子系统中。该类电子系统可用于(例如) 存储器模块、装置驱动器、电源模块、通讯模块、处理器模块W及专用模块中,并且可包括多 层多巧片模块。所述电子系统可为宽广范围的系统中的任何一者,例如钟、电视机、移动电 话、个人计算机、汽车、工业控制系统、航空器等。
[0052] 附图中各个实施例的特定定向只为达说明目的,把且在一些应用中该类实施例可 相对于所显示定向旋转。文中所提供的说明书和附随的权利要求书设及具有各个特征之间 论述关系的任何结构,不论所述结构是呈附图的特定定向,还是相对于所述定向旋转。
[0053] 为了简化附图,【附图说明】的所述横截面视图只显示截面平面内的特征,而不显示 截面平面后方的材料。
[0054] 当上文中提到某一结构为"在另一种结构上"或"抵靠"另一种结构时,所述结构 可直接在另一结构上或还可存在介入结构。相对来说,当提到某一结构为"直接在另一种结 构上"或"直接抵靠"另一种结构时,则不存在介入结构。当提到某一结构为"连接"
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