发明名称 可再现电阻之可变绝缘记忆体装置及其形成方法
摘要
申请公布号 TWI331794 申请公布日期 2010.10.11
申请号 TW095129961 申请日期 2006.08.15
申请人 美光科技公司 发明人 刘峻
分类号 H01L21/8242 主分类号 H01L21/8242
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种记忆体元件,包括:一基板;一介电层,其于该基板上且直接接触该基板;一第一电极,其形成于该基板上且实质上于该介电层中一开口中,该第一电极之一第一端部大于该第一电极之一第二端部;一第二电极;以及一介于该第一电极与该第二电极之间且于该开口中的电阻可变绝缘层,其中该电阻可变绝缘层系一氧化物层。如请求项1之记忆体元件,其中该第一电极具有一似锥形形状。如请求项1之记忆体元件,其中该第一电极系选自由铂、钛、金与SrRuO3所组成之群组。如请求项3之记忆体元件,其中该第一电极系SrRuO3。如请求项1之记忆体元件,其中该第二电极系选自由铂、钛、金与SrRuO3所组成之群组。如请求项1之记忆体元件,其中该电阻可变绝缘层系选自由PCMO薄膜、钙钛矿结构与氧化膜所组成之群组。如请求项6之记忆体元件,其中该电阻可变绝缘层系选自由Pr0.7Ca0.3MnO3、Nb2O5、TiO2、TaO5与NiO所组成之群组。如请求项1之记忆体元件,其中该电阻可变绝缘层系经掺杂或未经掺杂之BaTiO3、SrTiO3或SrZrO3。如请求项1之记忆体元件,其中该记忆体元件系一电阻可变记忆体装置。如请求项1之记忆体元件,其中平坦化介于该第一电极与该第二电极之间的该电阻可变绝缘层。如请求项1之记忆体元件,其中该第二电极系形成在该电阻可变绝缘层上。如请求项1之记忆体元件,进一步包括一形成在该基板与该第一电极之间的传导填塞物。一种记忆体元件,包括:一基板;一介电层,其形成于该基板上且直接接触该基板,该介电层具有一形成于该介电层中从该介电层之一上部表面至该基板的开口;一第一电极,其形成于该基板上及该介电层中之该开口中,该第一电极具有一似锥形结构且由物理气相沉积形成;一电阻可变绝缘层,其形成于该介电层中之该开口中之该第一电极上;以及一第二电极,其形成在该电阻可变绝缘层上。如请求项13之记忆体元件,其中该第一电极系选自由铂、钛、金与SrRuO3所组成之群组。如请求项14之记忆体元件,其中该第一电极系SrRuO3。如请求项14之记忆体元件,其中该第二电极系选自由铂、钛、金与SrRuO3所组成之群组。如请求项14之记忆体元件,其中该电阻可变绝缘层系选自由PCMO薄膜、钙钛矿结构与氧化膜所组成之群组。如请求项14之记忆体元件,其中该电阻可变绝缘层系经掺杂或未经掺杂之BaTiO3、SrTiO3或SrZrO3。如请求项14之记忆体元件,其中该电阻可变绝缘层系选自由Pr0.7Ca0.3MnO3、Nb2O5、TiO2、TaO5与NiO所组成之群组。如请求项14之记忆体元件,其中该电阻可变绝缘层系形成于该介电层上。如请求项13之记忆体元件,其中平坦化介于该第一电极与该第二电极之间的该电阻可变绝缘层。如请求项13之记忆体元件,其中该第二电极系形成在该电阻可变绝缘层上。如请求项13之记忆体元件,其中该记忆体元件系一电阻可变记忆体元件。如请求项13之记忆体元件,进一步包括一形成在该基板与该第一电极之间的传导填塞物。一种处理器系统,包括:一处理器;以及一记忆体装置,用以与该处理器沟通,该记忆体装置包含一记忆体元件,包含:一基板;一介电层,其直接接触该基板;一第一电极,其形成于该基板上且于该介电质层中一开口中,该第一电极之一第一端部大于该第一电极之一第二端部;一第二电极;以及一介于该第一电极与该第二电极之间且在该开口中的电阻可变绝缘层,其中该电阻可变绝缘层系一氧化物层,以及其中该第一电极之该第二端部系被导向较该第一电极之该第一端部接近该第二电极。如请求项25之处理器系统,其中该第一电极具有一似锥形形状。如请求项25之处理器系统,其中该第一电极系选自由铂、钛、金与SrRuO3所组成之群组。如请求项27之处理器系统,其中该第一电极系SrRuO3。如请求项25之处理器系统,其中该第二电极系选自由铂、钛、金与SrRuO3所组成之群组。如请求项25之处理器系统,其中该电阻可变绝缘层系经掺杂或未经掺杂之BaTiO3、SrTiO3或SrZrO3。如请求项25之处理器系统,其中该电阻可变绝缘层系选自由Pr0.7Ca0.3MnO3、Nb2O5、TiO2、TaO5与NiO所组成之群组。如请求项25之处理器系统,其中该记忆体元件系一电阻可变记忆体元件。一种形成记忆体元件之方法,该方法包括:形成一介电层于一基板上,且该介电层直接接触该基板;形成一第一电极于该介电层中一开口中,使得该第一电极之一第一端部大于该第一电极之一第二端部;在该第一电极上及该介电层中该开口中形成一电阻可变绝缘层;以及形成一第二电极,其中该电阻可变绝缘层系形成于该第一电极与该第二电极之间。如请求项33之方法,其中形成该第一电极包括:形成具有一似锥形形状之该第一电极。如请求项33之方法,其中形成该第一电极包括:沉积一传导材料,并且当沉积该传导材料时以相对于该基板之顶部表面成小于75度的角度旋转该基板。如请求项35之方法,其中往一单一方向沉积该传导材料,使得该传导材料在该基板上形成一似锥形结构。如请求项33之方法,其中该第一电极系用一选自由铂、钛、金与SrRuO3所组成之群组的材料予以形成。如请求项33之方法,其中该电阻可变绝缘层系用经掺杂或未经掺杂之BaTiO3、SrTiO3或SrZrO3予以形成。如请求项33之方法,其中该电阻可变绝缘层系选自由Pr0.7Ca0.3MnO3、Nb2O5、TiO2、TaO5与NiO所组成之群组。如请求项38之方法,其中该电阻可变绝缘层系藉由脉冲雷射沉积、物理气体沉积、溅镀或化学气体沉积予以形成。一种形成记忆体元件之方法,该方法包括:在一基板上直接形成一介电层;在该介电层内形成一开口;沉积一传导材料于该开口中,沉积方式为当沉积该传导材料时旋转该基板,该传导材料系往一单一有角度方向予以沉积,使得该传导材料在该基板上形成一似锥形结构,该似锥形结构系一第一电极;形成一电阻可变绝缘层于该开口中;以及在该电阻可变绝缘层上其形成一第二电极。如请求项41之方法,其中以相对于该基板之顶部表面成小于75度的角度沉积该传导材料。如请求项41之方法,其中该第一电极系用一选自由铂、钛、金与SrRuO3所组成之群组的材料予以形成。如请求项41之方法,其中该电阻可变绝缘层系用经掺杂或未经掺杂之BaTiO3、SrTiO3或SrZrO3予以形成。如请求项44之方法,其中该电阻可变绝缘层系藉由脉冲雷射沉积、物理气体沉积、溅镀或化学气体沉积予以形成。如请求项41之方法,其中该电阻可变绝缘层系选自由Pr0.7Ca0.3MnO3、Nb2O5、TiO2、TaO5与NiO所组成之群组。如请求项41之方法,进一步包括在形成该第二电极之前,先平坦化该电阻可变绝缘层。一种形成记忆体元件之方法,该方法包括:在一基板上直接形成一介电层;在该介电层内形成一第一开口;加宽该介电层内的该第一开口之一部分,以形成一第二开口;沉积一穿过该第一开口与该第二开口之传导材料;当沉积该传导材料时旋转该基板,该传导材料系往一单一有角度方向予以沉积,使得该传导材料在该基板上形成一似锥形结构,,该似锥形结构系一第一电极;形成一电阻可变绝缘层于该第一开口与该第二开口中;以及在电阻可变绝缘层上其形成一第二电极。如请求项48之方法,其中以相对于该基板之顶部表面成小于75度的角度沉积该传导材料。如请求项48之方法,其中该第一电极系用一选自由铂、钛、金与SrRuO3所组成之群组的材料予以形成。如请求项48之方法,其中该电阻可变绝缘层系用经掺杂或未经掺杂之BaTiO3、SrTiO3或SrZrO3予以形成。如请求项51之方法,其中该电阻可变绝缘层系藉由脉冲雷射沉积、物理气体沉积、溅镀或化学气体沉积予以形成。如请求项48之方法,其中该电阻可变绝缘层系选自由Pr0.7Ca0.3MnO3、Nb2O5、TiO2、TaO5与NiO所组成之群组。如请求项48之方法,进一步包括在形成该第二电极之前,先平坦化该电阻可变绝缘层。
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