发明名称 多资料状态记忆单元
摘要 本发明系揭示一种可程式多资料状态记忆单元,包含一由第一电导材料形成之第一电极层、一由第二电导材料形成之第二电极层、以及沈积于该第一及第二电极层间之第一金属掺杂硫属材料层,该第一层提供一媒介,使电导生成可据以形成俾电耦合该第一及第二电极层。该记忆单元进一步包含一由第三电导材料形成之第三电极层,以及沈积于该第二及第三电极层间之第二金属掺杂硫属材料层,该第二层提供一媒介,使电导生成可据以形成俾电耦合该第二及第三电极层。
申请公布号 TW587347 申请公布日期 2004.05.11
申请号 TW092103287 申请日期 2003.02.18
申请人 麦克隆科技公司 发明人 泰瑞L 吉尔顿
分类号 H01L45/00;G11C11/00 主分类号 H01L45/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种多状态记忆单元,包含: 一由第一电导材料形成之第一电极层; 一由第二电导材料形成之第二电极层; 一沈积于该第一及第二电极层间之第一金属掺杂 硫属材料层,该第一层提供一媒介,使一电导生成 可据以形成俾电耦合该第一及第二电极层; 一由第三电导材料形成之第三电极层;以及 一沈积于该第二及第三电极层间之第二金属掺杂 硫属材料层,该第二层提供一媒介,使一电导生成 可据以形成俾电耦合该第二及第三电极层。2.如 申请专利范围第1项之记忆单元,其中该第一电导 材料包含一银属材料化合物。3.如申请专利范围 第1项之记忆单元,其中至少该第一或第二金属掺 杂硫属材料层其中之一为一自硒化锗、硫化坤、 碲化锗、及硫化锗构成之群属中所选出之一材料 。4.如申请专利范围第1项之记忆单元,其中至少该 第一或第二金属掺杂硫属材料层其中之一包含硒 化锗化合物。5.如申请专利范围第1项之记忆单元, 其中该第一、第二及第三电极之电导材料相同。6 .如申请专利范围第1项之记忆单元,其中该第一金 属掺杂硫属材料层之厚度小于该第二金属掺杂硫 属材料层之厚度。7.如申请专利范围第1项之记忆 单元,其中该第二金属掺杂硫属材料层之厚度小于 该第一金属掺杂硫属材料层之厚度。8.如申请专 利范围第1项之记忆单元,进一步包含: 一由第四电导材料形成之第四电极层;以及 一沈积于该第三及第四电极层间之第三金属掺杂 硫属材料层,该第三层提供一媒介,使一电导生成 可据以形成俾电耦合该第三及第四电极层。9.如 申请专利范围第1项之记忆单元,其中该第一及第 二层之金属掺杂硫属材料相同。10.如申请专利范 围第1项之记忆单元,其中该第一及第二层之金属 掺杂硫属材料包含一银玻璃材料。11.一种多状态 记忆单元,包含: 一耦合第一电压之第一电极; 一耦合第二电压之第二电极; 一多层资料状态堆叠,其中储存多资料状态,该资 料状态堆叠包含: 连结该第一电极之金属掺杂硫属材料之第一部份, 该第一部份具有一第一厚度; 连结该第一部份之电导材料之第三电极;以及 连结该第三电极之金属掺杂硫属材料之第二部份, 该第二部份具有一第二厚度; 其中,将一程式化电压加诸该第一电极促成一由该 第三电极至该第一电极之第一电导生成,以及由该 第二电极至该第三电极之电导生成。12.如申请专 利范围第1项之记忆单元,其中该第一电压相对于 该第二电压为正。13.如申请专利范围第11项之记 忆单元,其中该第一电压相对于该第二电压为负。 14.如申请专利范围第11项之记忆单元,其中该第一 部份系置于该第三电极下方,且该第三电极系置于 该第二部份下方。15.如申请专利范围第11项之记 忆单元,其中该第一部份系置于和该第三电极邻接 处,且该第三电极系置于和该第二部份邻接处。16. 如申请专利范围第11项之记忆单元,其中该第一厚 度小于该第二厚度。17.如申请专利范围第11项之 记忆单元,其中当加诸程式化电压时,在该第二电 导生成将该第二电极耦合至该第三电极之前,该第 一电导生成将该第三电极耦合至该第一电极。18. 一种多状态记忆单元,包含: 一由第一电导材料形成之第一电极层; 一由第二电导材料形成之第二电极层; 一沈积于该第一及第二电极层间之第一金属掺杂 硫属材料层,该第一层提供一媒介,使一电导生成 可据以形成俾电耦合该第一及第二电极层; 一由第三电导材料形成之第三电极层; 一沈积于该第二及第三电极层间之第二金属掺杂 硫属材料层,该第二层提供一媒介,使一电导生成 可据以形成俾电耦合该第二及第三电极层; 一由第四电导材料形成之第四电极层;以及 一沈积于该第三及第四电极层间之第三金属掺杂 硫属材料层,该第三层提供一媒介,使一电导生成 可据以形成俾电耦合该第三及第四电极层。19.如 申请专利范围第18项之记忆单元,其中至少该第一 、第二、第三及第四电极层之一包含一银属材料 化合物。20.如申请专利范围第18项之记忆单元,其 中该第一、第二、第三、及第四电导材料相同。 21.如申请专利范围第18项之记忆单元,其中该第一 金属掺杂硫属材料层之厚度小于该第二金属掺杂 硫属材料层之厚度,且该第二金属掺杂硫属材料层 之厚度小于该第三金属掺杂硫属材料层之厚度。 22.如申请专利范围第18项之记忆单元,其中该第一 、第二、及第三层之金属掺杂硫属材料相同。23. 如申请专利范围第18项之记忆单元,其中至少该第 一、第二、第三金属掺杂硫属材料层其中之一包 含一自硒化锗、硫化砷、碲化锗及硫化锗组成之 群属中所选出之材料。24.如申请专利范围第18项 之记忆单元,其中至少该第一、第二、第三金属掺 杂硫属材料层其中之一包含硒化锗化合物。25.如 申请专利范围第18项之记忆单元,其中该第一电极 置于该第二电极下方,该第二电极置于该第三电极 下方,且该第三电极置于该第四电极下方。26.如申 请专利范围第18项之记忆单元,其中当加诸程式化 电压时,在该第二电导生成将该第二电极耦合至该 第三电极之前,该第一电导生成将该第三电极耦合 至该第一电极。27.一种记忆装置,包含: 一包含复数个以列及行排列之记忆阵列,每一记忆 单元包含: 由第一电导材料生成之第一电极层并和个别列耦 合; 由第二电导材料生成之第二电极层; 沈积于邻接第一及第二电极层间之第一金属掺杂 硫属材料层,该第一层提供一媒介,使一电导生成 可据以形成以电耦合至该第一及第二电极层; 由第三电导材料生成之第三电极层并和个别行耦 合;以及 沈积于邻接第二及第三电极层间之第二金属掺杂 硫属材料层,该第二层提供一媒介,使一电导生成 可据以形成以电耦合至该第二及第三电极层; 一列址解码器,用于选取和一列址有关之记忆单元 列; 一行址解码器,用于选取和一行址有关之记忆单元 行; 和该记忆阵列耦合之读取及写入电路,以对该列址 及行址解码器所选取之该记忆单元读取资料及写 入资料; 一于该记忆装置之读取及写入电路及一外部资料 终端机间耦合之资料路径;以及 一指令解码器,其用于产生控制讯号以回应加诸该 记忆装置之记忆体指令。28.如申请专利范围第27 项之记忆装置,其中每一记忆单元之第一电导层系 由一银属材料化合物所形成。29.如申请专利范围 第27项之记忆装置,其中该第一、第二及第三电极 之电导材料相同。30.如申请专利范围第27项之记 忆装置,其中该第一金属掺杂硫属材料层之厚度小 于该第二金属掺杂硫属材料层之厚度。31.如申请 专利范围第27项之记忆装置,其中每一记忆单元进 一步包含: 一由第四电导材料形成之第四电极;以及 一沈积于该第三及第四电极层间之第三金属掺杂 硫属材料层,该第三层提供一媒介,使一电导生成 可据以形成以电耦合该第三及第四电极。32.如申 请专利范围第27项之记忆装置,其中该第一及第二 层之金属掺杂硫属材料相同。33.如申请专利范围 第27项之记忆装置,其中该第一及第二金属掺杂硫 属材料包含一银玻璃材料。34.如申请专利范围第 27项之记忆装置,其中至少该第一或第二金属掺杂 硫属材料层其中之一包含一自硒化锗、硫化砷、 碲化锗、及硫化锗组成之群属中所选出之材料。 35.如申请专利范围第27项之记忆装置,其中至少该 第一或第二金属掺杂硫属材料层其中之一包含硒 化锗化合物。36.一种记忆装置,包含: 一包含复数个以列及行排置之记忆单元之记忆体 阵列,该记忆单元包含: 一耦合一个别列之第一电极; 一耦合一个别行之第二电极; 一储存多资料状态之多层资料状态堆叠,该资料状 态堆叠包含: 一和该第一电极邻接之第一金属掺杂硫属材料层, 该第一层具有第一厚度; 一和该第一层邻接之第三电导材料电极层;以及 一和该第三电极邻接之第二金属掺杂硫属材料层, 该第二层具有第二厚度; 其中加诸该第一电极之程式化电压促成由第三电 极层至第一电层之第一电导生成,且以及由第二电 极至该第三电极层之第二电导生成; 一列址解码器,用于选取和一列址有关之记忆单元 列; 一行址解码器,用于选取和一行址有关之记忆单元 行; 和该记忆阵列耦合之读取及写入电路,以对该列址 及行址解码器所选取之该记忆单元读取资料及写 入资料; 一于该记忆装置之读取及写入电路及一外部资料 终端机间耦合之资料路径;以及 一指令解码器,其用于产生控制讯号以回应加诸该 记忆装置之记忆体指令。37.如申请专利范围第36 项之记忆装置,其中该第一电压相对于该第二电压 为正。38.如申请专利范围第36项之记忆装置,其中 该第一部份置于该第三电极下方,且该第三电极置 于该第二部份下方。39.如申请专利范围第36项之 记忆装置,其中该第一部份置于和该第三电极邻接 处,且该第三电极置于和该第二部份邻接处40.如申 请专利范围第36项之记忆装置,其中该第一厚度小 于该第二厚度。41.如申请专利范围第36项之记忆 装置,其中当加诸程式化电压时,在该第二电导生 成将该第二电极耦合至该第三电极之前,该第一电 导生成将该第三电极耦合至该第一电极。42.一种 储存多资料状态于一记忆体之方法,包含: 储存一第一资料状态,使一第一电极对一第二电极 短路以将一电阻由一初始电阻改变至第一电阻; 储存一第二资料状态,使该第二电极对一第三电极 短路以将该第一电阻改变至第二电阻; 储存一第三资料状态,实体上维持介于该第一及第 二电极以及该第二电极及第三电极间之该初始电 阻。43.如申请专利范围第42项之方法,其中该第一 电极对第二电极之短路包含加诸一程式化电压以 促使来自该第一电极之电导生成,其耦合该第一电 极至该第二电极,且其中第二电极对第三电极之短 路包含加诸一程式化电压以促使来自该第一电极 之电导生成,其耦合该第二电极至该第三电极。44. 如申请专利范围第43项之方法,其中当加诸程式化 电压时,在该第二电极对该第三电极短路之前,该 第一电极对该第二电极短路。45.如申请专利范围 第42项之方法,进一步包含储存一第四资料状态,使 该第三电极对一第四电极短路以将该第二电阻改 变至该第三电阻。46.一种形成多状态记忆单元之 方法,包含: 由一第一电导材料形成一第一电极层; 于该第一电极层上由一金属掺杂硫属材料形成一 第一层; 于该第一层上由一第二电导材料形成一第二电极 层; 于该第二电极层上由一金属掺杂硫属材料形成一 第二层;以及 于该第二层上由一第三电导材料形成一第三电极 层; 该第一层提供一媒介促使一电导生成可据以形成 以电耦合该第一及第二电极层,且该第二层提供一 媒介促使一电导生成可据以形成以电耦合该第二 及第三电极层。47.如申请专利范围第46项之方法, 其中形成该第一电极层包含由一银属材料化合物 形成该第一电极层。48.如申请专利范围第46项之 方法,其中形成该第一及第二电极层包含由相同型 式材料形成之第一及第二电极。49.如申请专利范 围第46项之方法,其中形成该第一层及形成该第二 层包含形成该第一层其厚度小于该第二层之厚度 。50.如申请专利范围第46项之方法,其中形成该第 一层及形成该第二层包含形成该第一层其厚度大 于该第二层之厚度。51.如申请专利范围第46项之 方法,进一步包含: 于该第三电极层上形成一第三金属掺杂硫属材料 层;以及 于该第三层上由一第四电导材料形成一第四电极 层,该第三层提供一媒介,使一电导生成可据以形 成俾电耦合该第三及第四电极层。52.如申请专利 范围第46项之方法,其中该第一及第二层之金属掺 杂硫属材料相同。53.如申请专利范围第46项之方 法,其中至少该第一或第二层其中之一之金属掺杂 硫属材料包含一自石硒化锗、硫化砷、碲化锗、 及硫化锗组成群属中所选出之材料。54.如申请专 利范围第46项之方法,其中至少该第一或第二层其 中之一该金属掺杂硫属材料包含硒化锗之化合物 。55.如申请专利范围第46项之方法,其中该第一电 极形成于第一层下方,该第一层形成于该第二电极 下方,该第二电极形成于第二层下方,该第二层形 成于该第三电极层下方。56.如申请专利范围第46 项之方法,其中该第一电极邻接该第一层形成,该 第一层邻接该第二电极形成,该第二电极邻接该第 二层形成,且该第二层邻接该第三电极层形成。图 式简单说明: 图1为本发明具体实施例横切面图; 图2a-c为图1具体实施例横切面图说明其运作; 图3为本发明另一具体实施例之横切面图; 图4为本发明之包含一或多记忆阵列之典型记忆体 装置方块图。
地址 美国