TWI630739B - 用於雙端記憶體內金屬電極之降低擴散 - Google Patents

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Abstract

本案揭露一種對雙端儲存器減輕外部材料對其內的擴散。在一些實施例中，一雙端儲存器單元可包含一電極層。該電極層至少部分對離子或化學反應材料可滲透，如氧氣或類似物。該雙端儲存器可進一步包含設置在該電極層與外部材料間的一擴散減緩材料。此擴散減緩材料可被選擇以減少或防止不希望的元件或化合物以減少或避免其對該電極層的曝光。依此，基由被該些不希望的元件或化合物接觸而導致該雙端儲存器的劣化可經由本案之各種實施例減輕。

Description

用於雙端記憶體內金屬電極之降低擴散
本申請案主張2013年3月14日申請之美國臨時專利申請案第61/786,113號“REDUCTION OF DIFFUSION IN AAg ELECTRODE USING W OR Ti PASSIVATION”之申請日的權利，並且將其揭示內容全文以引用的方式併入本文中。
本發明係關於一種電子儲存器；例如，本案揭露說明一雙端記憶體，其減輕了雙端記憶體內的外部材料之擴散。
半導體電子產品的成功，主要是基由從高速電子通訊得出的個人及商業之極大效用。提供這些電子通訊，特別是在全球範圍內，牽涉到多種因素的會聚：通訊基礎設施的發展，以傳輸資料；組件和設備的設計，以引發或促進通訊及其各種應用程式；以及其製造技術來製造這些元件。電子通訊的大量使用需求因而使得有關每個因素催生一個行業。基礎設施開發商提供全球網絡以傳輸資料及人際通訊。軟件開發商提供的應用程式、操作系統、及用於存取、管理及使用該通訊之計算設備。部件設計師開發電子元器件-處理器、記憶體等-來處理和儲存資料。以及製造設施創建該些電子組件。
電子產品的持續成功其中一個原因是品種以及從速度上和電子元件的容量之上升所發展出多樣性的有用之應用程式。此些元件之速度及容進而與一密集晶體比例縮小過程相關聯，其中更小的晶體已導致增加儲存容量，並且在某些情況下，增加處理能力。近年來，例如用於開關、 儲存單元、及其他電子裝置之元件的場效應晶體之元件已成功達成100nm級的尺寸。甚至這樣裝置的更小尺寸已被推裡了。然而，本揭露之發明人認為100納米以下的晶體組件會有相當大的難題，包括短溝道效應、性能劣化、壽命的問題等等。
電阻性記憶體之設備代表了在集體電路技術領域內最近的創新。雖然許多這樣的技術是在開發階段，對於提出的電阻式儲存器的設備和同樣地製造各種技術概念已經由本案發明人被證明可行。本發明人認為，各個電阻式儲存器技術以及用於製造各種電阻式儲存器之各種技術已展現了在競爭技術的半導體電子工業中保持有顯著優點之令人信服的證據。
隨著時間的推移，科技的進步已經提供了一種增加了許多半導體裝置，如晶體，其可以在半導體芯片之一特定面積上被製造。提高半導體器件的數目的一個含意是給半導體芯片和相關聯的電子設備增加儲存容量和處理能力。
鑑於上述情況，本發明人希望繼續開發及製造實用化及電阻式儲存器之技術。
以下說明係供提供對本說明書的一些方面的基本理解本說明書的簡要概述。此概述不是本說明書的詳盡的概述。它既不旨在識別本說明書的關鍵或重要元素，也不描繪本說明書中或在權利要求中的任何範圍中的任何特定實施例的範圍。其目的在於以簡化形式呈現本說明書的某些概念，作為序言，提出本發明的更詳細描述。
本主題公開的各個實施例提供了雙端儲存器，其減輕外部物質的擴散在其中。在一些實施例中，雙端儲存器單元可以包括一個電極層。電極層可以是至少部分地可滲透到一個不期望的元素或化合物，如氧或一些其他化學反應性或非惰性的材料。雙端儲存器可進一步包括設置在所述電極層和外部材料之間的擴散減緩材料。此擴散減緩材料可以被選擇以減少或防止不希望的元件或化合物的擴散，以減少或避免不希望的元件或化 合物到所述電極層的曝光。因此，兩個終端內儲存作為與不期望的元件或化合物的接觸而導致的劣化可以通過各種公開的實施方式來緩解。
在進一步的實施方案中，本發明提供了設置在一個單片堆疊的儲存器單元。儲存器單元可包含底部電極包括導電材料。其特徵在於，進一步，儲存器單元可以包括包含一個電阻材料和頂部電極包括產生離子在頂部電極的邊界上的貴金屬，並且響應該切換介質的電場施加到儲存器單元的開關介質，開關介質是至少部分可滲透的離子。此外，儲存單元可以包括鈍化層，其包括設置在從交換介質的頂部電極的相反側的非貴重金屬，其特徵在於，所述鈍化層減輕大氣氣體的暴露的頂部電極。
在進一步的實施方案中，本發明提供了一種製造儲存器單元的方法。該方法可以包括形成第一導電電極層的基板材料上，並形成第一導電電極層，其是可滲透的至少一種貴金屬的離子的上述電阻變介質。另外，該方法可以包括形成第二導電電極層包括上述的電阻變介質中的至少一種貴金屬和形成擴散減緩層包括所述第二導電電極層之上的非貴金屬。此外，在各種實施方式中，所述第二導電電極層可以被配置為至少產生離子的表面最接近的電阻性交換介質響應於電場中，製造可以在氧氣減少的環境中進行，並在非貴金屬可被配置，以減輕所述第二電阻性交換介質，以氧的暴露。
在本發明的其它方面，提供了一種電子裝置。電子設備可以包括包含具有互補半導體金屬氧化物的設備和一種雙端儲存單元中，都形成至少部分上或在襯底上，其特徵在於，所述儲存器被配置為儲存有關指令的基板儲存器單元陣列操作電子設備。另外，電子設備可以包括被配置成接收關於相對於執行儲存器操作的儲存器單元的陣列和被配置為經由一個執行對所述至少一個雙端儲存器單元中的儲存器操作的控制器的指令的命令接口響應於接收到該指令的命令介面和處理的一個或多個訊號輸入端。在各種實施例中，雙端儲存器單元可包括一底電極，開關介質，頂電極包含貴金屬和包括與所述頂電極直接接觸的非貴重金屬的鈍化層。此外，鈍化層可以被配置為減輕頂端電極對氧的暴露。
下面的描述和附圖中闡述本說明書的某些說明性方面。這些 方面是指示性的，但是，但一小部分，其中本說明書的原理可被採用的各種方式。當結合附圖考慮其它的優點和本說明書的新穎特徵將變得從說明書的以下詳細描述中顯而易見。
一或多個實施方式之細節將如附圖及以下描述說明。其他特徵及優點將會從說明書及附圖顯而易見的。
100‧‧‧雙端儲存器單元
101‧‧‧邊界
102‧‧‧第一電極層
104‧‧‧切換媒體
106‧‧‧第二電極層
108‧‧‧鈍化層
200‧‧‧儲存器單元
202‧‧‧互補金屬氧化物半導體基板
204‧‧‧導體
206‧‧‧底部電極
208‧‧‧電阻切換媒體
210‧‧‧阻隔層
212‧‧‧頂部電極
214‧‧‧鈍化層
216‧‧‧導體
300‧‧‧儲存器單元
302‧‧‧底部電極
304‧‧‧電阻切換媒體
306‧‧‧阻隔層
308‧‧‧頂部電極
310‧‧‧鈍化層
400、500‧‧‧方法
402-408、502-514‧‧‧步驟
600‧‧‧電子裝置
602‧‧‧電腦可持行媒體
604‧‧‧資料通訊介面
606‧‧‧處理器
608‧‧‧操作記憶體
610-620‧‧‧步驟
700‧‧‧操作及控制環境
702‧‧‧儲存器陣列
704‧‧‧行式控制
706‧‧‧列式控制
708‧‧‧時鐘源
710‧‧‧地址暫存器
712‧‧‧輸入/輸出緩衝器
714‧‧‧指令介面
716‧‧‧狀態機
800‧‧‧操作環境
802‧‧‧計算機
804‧‧‧處理器單元
806‧‧‧系統記憶體
808‧‧‧系統總線
810‧‧‧揮發性
812‧‧‧非揮發性
814‧‧‧硬碟儲存器
816‧‧‧介面
818‧‧‧操作系統
820‧‧‧應用程式
824‧‧‧模組
826‧‧‧資料
828‧‧‧輸入裝置
830‧‧‧介面埠
834‧‧‧輸出調配器
835‧‧‧編解碼器
836‧‧‧輸出裝置
838‧‧‧遠端電腦
840‧‧‧儲存器
842‧‧‧網路介面
許多方面，實施方式，目的和本發明的優點將在考慮下面的詳細描述，並結合附圖，其中相同的參考符號指代相同的部分並結合顯而易見。在本說明書中，許多具體細節進行了闡述，以便徹底理解本發明。但是應當理解，然而，本主題公開的某些方面可以在沒有這些具體細節的情況下實踐，或用其它方法、組件、材料等在其他實例中，公知的結構和設備以框圖的形式來便於描述本發明；圖1示出了一個例子，減輕了外部物質的擴散在其中，在公開的實施例的雙端儲存單元的方框圖；圖2示出一個例子的單片堆疊形成儲存器單元，它可以抵抗外部降解，在進一步的實施方案的方框圖；圖3示出雙端儲存器單元被配置為減輕電阻切換層的氧化，在一個實施例中的一個例子的方框圖；圖4示出的用於製造其中具有抗外力的材料擴散的儲存單元，在其它實施例中的方法之流程圖；圖5示出了用於製造其減輕的交換介質的氧化的儲存單元，在另一實施例(多個)樣本的方法的流程圖；圖6示出了包括雙端儲存器技術耐環境惡化的示例電子設備的框圖；以及圖7示出了根據各種公開的實施例的儲存器裝置的一個示例的操作和控制環境的框圖；圖8描繪了可以在各個實施例結合來實現的示例計算環境的框圖。
本發明涉及一種用於數字信息儲存雙端儲存器單元。在一些實施例中，雙端儲存器單元可包括電阻式技術，諸如電阻性開關的兩終端的儲存單元。阻變二端子儲存器單元(也稱為阻變儲存器單元或阻變儲存器)，如這裡所使用的，包括具有與所述兩個導電觸頭之間的有源區的導電觸點的電路元件。雙端儲存器器件的有源區，在阻變儲存器的情況下，表現出的多個穩定或半穩定的電阻狀態中的，具有不同的電阻的每個電阻狀態。此外，所述多個狀態中的相應的一個可以形成或響應於施加在所述兩個導電觸點合適的電訊號激活。合適的電訊號可以是電壓值，電流值，電壓或電流的極性，或類似物，或合適的組合。電阻切換兩端子儲存裝置，雖然不是窮舉的例子，可以包括一個電阻隨機存取儲存器(RRAM)，等等。
本申請的發明人所熟悉的其他非易失性，雙端儲存器的結構。例如，鐵電隨機存取儲存器(RAM)是一個例子。一些其他的包括磁阻RAM，有機RAM，相變RAM和導電橋接RAM，等等。雙端儲存技術具有不同的優點和缺點，優點和缺點之間的權衡是常見的。例如，這些設備的各種子集可具有相對較快的開關速度，良好的耐久性，高儲存器密度，低成本的製造，使用壽命長，或類似物，或它們的組合。此外，各種子集也可以是難以製造，有許多共同的CMOS製造工藝，讀出性能差，小的開/關阻力比，小的開/關阻力的比率(例如，導致小感測裕度)或兼容性差的問題的熱穩定性，以及其它問題。雖然電阻切換儲存器技術被認為是由本發明是一種具有最大的效益和至少利弊最好的技術，其它二端的儲存技術可被用於一些公開的實施例，其中適合於在普通技術人員的藝術。
本主題公開的實施方式可以提供一種長絲基於儲存器單元。絲狀基於儲存器單元的一個實例可以包括：p型或n型矽(Si)的支承層(例如，p型或n型多晶矽，P型或n型的矽鍺等)、以及能夠被離子化的或可產生離子之一電阻切換層(RSL)(例如，在RSL的邊界和由活性金屬層)。在適宜條件下，例如施加足夠的電壓時，活性金屬層可以提供燈絲形成離子對的電阻切換層。在p型或n型矽支承層可以包括p-型或n型多晶矽，P型或n型的矽鍺等。電阻切換層(其也可以在本領域稱為電阻切換 媒體(RSM))可包括，例如，未摻雜的非晶矽層、具有固有特性的半導體層、矽子氧化物(例如SiOx，其中x具有介於0.1和2的值)，金屬氧化物(如氧化鋅)等。的材料適合於RSL可以包括SiXGeYOZ其它實例(其中X、Y和Z是各自適當的正整數)、氧化矽(例如，SiON的，其中N是一個合適的正整數)、非晶矽(A-Si)、無定形矽鍺(a-SiGe)、TaOB(其中B為合適的正整數)、HfOC(其中C為合適的正整數)、TiOD(其中D是一個合適的正整數)等等或其適當的組合。活性金屬層的實例可包括但不限於：銀(Ag)、金(Au)、鈦(Ti)、氮化鈦(TIN)或鈦的其它合適的化合物、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鎢(W)、釩(V)、鈷(Co)、鉑(Pt)和鈀(Pd)。其他合適的導電材料，以及化合物或前述的或類似材料的組合可用於在本案各些實施例中的活性金屬層。關於相似於前述實施例(次)本主題公開的實施例的一些細節可以在下列美國專利申請中已授權給本申請的受讓人的專利中找到：申請序列號為11/875541提交的2007年10月19日和申請序列號12/575921提交的2009年10月8日，其中每一個都通過引用其各自的全部內容，並出於所有目的結合於此。
但是應當理解的是，各種實施例在本文中可以利用的各種儲存器單元的技術中，具有不同的物理性質。例如，不同的電阻切換儲存器單元的技術可以具有不同的離散的可編程電阻、不同的相關聯的程序/擦除電壓、以及其他鑑別特徵。例如，各種主題公開的實施方案可以採用顯示出的第一開關響應的雙極開關裝置(例如，編程的一組程序狀態中的一個)，以第一極性和第二開關響應的電訊號(例如，擦除，以擦除狀態)到具有第二極性的電訊號。雙極開關裝置形成對比，舉例來說，使用單極裝置呈現所述第一開關響應(例如，編程)和所述第二開關響應(例如，通過焦耳加熱消去)響應於具有相同極性和不同的電訊號大小。
在沒有特定儲存單元的技術或程序/擦除電壓被指定的各個方面和實施本文中意圖是這樣的方面和實施方案包括任何合適的儲存單元技術和程序進行操作/擦除適合該技術的電壓，如會由本技術領域具有通常知識者已知的或由本文所提供的上下文的方式已知的。應當進一步理解的 是，以其他不同儲存單元技術作替代將需要以本技術領域中具有通常知識者所知道方式修改電路，或依據該通常知識改變操作的訊號等級。各實施例所述的取代儲存單元之技術或訊號等級之變化是為本案揭露之考慮範圍之內。
在本發明的至少一些實施例中，所公開的儲存單元的技術可應用於多功能可編程裝置，其可於一可使用壽命間被編程、刪除及多次重新編程。其他實施例中可以採用一個一次性可編程儲存器裝置(例如，在採用寫一次讀多次應用)，具有某些能力，以減輕-或完全避免-儲存裝置的擦除。此外，各種實施例公開了一種具有用於定義不同的數字信息的狀態可測量地不同的電學特性的多狀態裝置；在至少一些實施例中，多態設備可以特徵在於，其便於操作的多態設備(例如，編程操作，擦除操作，讀操作，等等)的非線性電流-電壓關係。
現在參照附圖，圖1示出了一個示例配置以抵抗內儲存單元100的外部材料的擴散所描繪的雙終端儲存器單元100的框圖，儲存器單元100可包括第一電極層102和第二電極層106的第一電極層102和第二電極層106可以用作接觸點，在各種實施例中，用於施加一個操作訊號到儲存器單元100中的第一電極層102和第二電極層106可以是電的導體，例如金屬，摻雜的導電性矽或矽的化合物，和類似物。
在一些實施例中，儲存器單元100可以是電阻性儲存器單元。各種雙端儲存器單元的技術可以有由可測量地不同的電或磁特性值定義不同的狀態。中的電阻式儲存器的情況下，不同的狀態可以由一個開關介質104第一電極層102或第二電極層106的可測量地不同的電阻值來定義，其可以是離子供體層，被配置為生成離子的邊界到切換媒體104響應於電場穿過儲存器單元100例如，第二電極層106可產生離子施加至少在切換媒體104和第二電極層106切換媒體104可以是電絕緣的材料製成的邊界101，而且，其至少部分地可滲透的離子。作為離子內切換媒體104響應於所施加的電壓提供電場遷移，開關介質104的電阻可以在可測量的方式改變，提供至少一個不同的電阻狀態。
一種合適的材料，第二電極層106是一種貴金屬。貴金屬往 往產生在反應離子的電場(例如，在切換媒體104和第二電極層106的邊界101)，並且因此可以提供基礎以改變開關介質104在各種實施方式的電特性，在沒有一個施加的電場中，金屬離子成為金屬原子(例如，不具有淨電荷)內的開關介質104和內切換媒體104保持穩定，它們各自的位置。然而，貴金屬往往滲透到外部的活性物質。例如，貴金屬往往可以透過氧氣。因此，氧暴露於第二開關層106通過第二電極層106，和接觸開關介質104可遷移在邊界101，從而導致開關介質104在邊界101的氧化往往可以影響器件的電性能，如改變阻力、降低導電性，並進一步流過一個氧化的材料可以進一步促進氧化作用，增強影響到設備的電特性。在某些情況下，這可能導致儲存單元100中，破壞了壽命，耐用性，記憶保持，或其它特性儲存單元100的劣化。
以減輕內儲存單元100的外部材料的擴散，鈍化層108可以在上面的第二材料層可以設置106的鈍化層108可以被選擇，以減輕外部材料(例如，氧，反應性元素或化合物，等等)的擴散通過鈍化層108。因此，鈍化層108可以充當一個屏障，以減輕或避免不需要的物質接觸第二電極層106，如氧氣或其它活性物質。
在一些實施例中，鈍化層108可以是一個非貴金屬。雖然在一些非貴金屬氧化的情況下可相對於發生鈍化層108，儲存單元100可以在不顯著受此氧化鈍化層108的實例的操作，通過第二電極層106和第一電極的場層102創建的串聯電路，其包括第二電極層106，切換媒體104，並且第一電極層102，但不包括鈍化層108。因此，鈍化層108的氧化將不會直接影響該串聯電路的電特性。此外，由於鈍化層108減輕氧或其它反應性物質，通過鈍化層108，化學或第二電極層106的離子降解擴散，切換媒體104或第一電極層102可以減輕或避免。因此，儲存單元100可提供抵抗不期望的元素或化合物，提高壽命，耐用性，記憶保持，或類似的儲存單元100的擴散的儲存單元。
圖2描述了一個示例儲存器單元200的框圖，包括層的單塊堆，在按照本發明的進一步實施方案。儲存器單元200可以被形成在基板202的基材202可以是矽或矽化合物，在各種實施例。在進一步的實施方案 中，基板202可具有形成在或在基板202的一個或多個互補金屬氧化物半導體(CMOS)器件。
如所描繪的，第一導體(如金屬絲)204可以形成在或者至少部分地在半導體基板202第一導體204可以是電子儲存器陣列的控制線，在一些實施方案中，如一個字線，位線中，資料線，源極線等的電子儲存器陣列。在進一步的實施方案中，第一導體204可以是導電金屬，導電摻雜的矽或矽化合物，或類似物，或其它合適的導體。在其它實施例中，第一導體204可以包括金屬(如鋁，銅)和導電矽化合物(如p型摻雜的多晶矽，p摻雜的多晶矽鍺或類似物)；一種或多種金屬(如鋁，銅，鈦，氮化鈦，鎢，氮化鉭)；或類似物。
接著上文，儲存器單元200可以包括形成為與第一導體204的底部電極206接觸可作為儲存器單元200的第一電觸點，結合執行儲存器操作相對於儲存器單元200的底部電極206(例如，編程，擦除，讀等，儲存單元200)。在各種實施方式中，底部電極206可以是電導體(例如，金屬，摻雜的矽，等等)。
除了上述內容，儲存器單元200可以包括電阻開關置於上述底部電極206之電阻切換媒體(介質)208可以是電絕緣體介質208。除了以上所述，電阻開關介質208可至少部分地滲透通過儲存器單元200遷移內電阻的離子在施加的施加電壓切換介質208產生的離子(如金屬離子)可以改變電阻率電阻開關中型208在不同的和可衡量的方式，確定不同的數字狀態。
儲存器單元200還可以包括上述電阻的開關介質208，阻隔層210的阻隔層210可以選擇為控制離子遷移到電阻切換介質208，以控制電阻的氧化交換介質208，或等等。在一些實施例中，阻隔層210優選地氧化相對於電阻開關介質208在一些實施例中，阻隔層210可包括非貴金屬如鈦，氧化鈦，氧化鎢等。在至少一個實施例中，阻隔層210可以具有的厚度為約10納米(nm)或更小。在進一步的實施方案中，阻隔層210的厚度可以在範圍為約3nm的至10nm左右。在各種實施例中，阻隔層210可以形成物理氣相沉積過程。
頂部電極212可以是上述屏障層210頂部電極212可以是一種貴金屬，在一些實施例中。在進一步的實施方案中，頂部電極212可以用作儲存器單元200的電操作的接觸點(例如，結合底電極206)。因此，根據各種實施例，節目訊號，擦除訊號，讀訊號等，可以應用到頂部電極212和底部電極206，以便編程，擦除或讀出儲存單元200中頂部電極212可以被選擇以生成離子，內電阻切換介質208中，響應於所施加的電場。當施加足夠大的寫入電壓時，貴金屬離子移向負極端子，並且當電壓被降低或不應用中，金屬離子成為金屬原子和抗蝕劑的進一步運動。在各種實施方式中，所述金屬原子可形成內電阻的金屬細絲開關介質208而改變的電阻切換介質208的電阻率。
儲存器單元200還可以包括鈍化層214和第二導體216的鈍化層214可以是一個非貴金屬，在一些實施例中。在進一步的實施方案中，鈍化層214可以被選擇來減輕額外的外部材料擴散進入或穿過鈍化層214(例如，氧)。例如，鈍化層214可以被選擇，以減輕或防止氧氣或其它化學或離子鍵的反應性材料的擴散進入或穿過鈍化層214因此，鈍化層214可以減少或避免下面的鈍化層214的儲存單元200的層的氧化(例如，電阻切換媒體208)。各種實施方案中提高操作完整性儲存器單元200第二導體216，包括耐久性，壽命，儲存器保留或類似物，可以是一個儲存器陣列或電子裝置的第二操作線，如一個字線，資料線，位線，源極線等，在儲存器陣列的。
在一些實施例中，頂部電極212和底部電極206可以包括能產生自由離子在界面處它們的貴金屬材料(例如，頂部電極212和勢壘層210的界面，底部電極206和電阻的界面切換介質208等)，在施加電壓寫入或擦除電壓。在一些實施例中，頂部電極212和底部電極206可以是金屬單質，離子鍵合的金屬(例如合金)，摻雜的矽或摻雜的矽化合物，或類似物，或上述物質的適當組合。此外，頂部電極212和底部電極206可包括一個附加層(次)(一些非常薄，例如2至3毫微米)，例如Ti，TiN的，W，或TaN等，相鄰的頂部電極212或下電極206。
在替代或額外實施例中，一個或多個其他層可以被包括在儲 存器單元200中，例如，中間層，可以提起相鄰的在圖2中示出作為一個示例，一個合適的一層或更多層其減輕或控制電阻切換介質208的無意的氧化材料層可以位於儲存器單元200中，一個或多個層之間，例如頂部電極212和電阻開關之間介質208(其可以包括勢壘層210或者是分開的阻隔層210)。作為另一個例子，在一些實施例中，儲存器單元200可以具有較少的層在圖2中，例如比所描繪的，頂部電極202和底部電極208可以在這樣的實施方式被去除，並且電阻開關材料208可製成的導電金屬絲電接觸儲存陣列(例如，第一導體204)。因此，可以理解本領域已知的或製成的儲存單元200由本文所提供的本公開的範圍內被認為是背景的方式已知本領域中普通技術人員認為合適的變型。
圖3描繪了在一個或多個其他本主題公開的各方面的示例儲存器單元300的框圖。儲存器單元300可以是單塊堆提供一種二端子儲存器單元。此外，儲存單元300可以被配置，以減輕或避免儲存器單元300中的至少一個子集內的污染物材料的擴散。
儲存單元300可以包括CMOS基板上形成層的單塊堆。層的疊層可以包括底部電極302，電阻開關介質304，阻擋層306，頂部電極308和鈍化層310的底部電極302可包括金屬，摻雜的矽(例如，p型矽，p型多晶矽，n型矽等)，摻雜的矽鍺(例如，P+矽鍺，等等)，或其它合適的摻雜矽化合物。電阻開關介質304可以由各種材料或者材料的不同層組成。例如，電阻開關介質304可以是具有高的電阻，並且具有至少部分滲透性(例如，響應於一個電訊號)給頂部電極308和底部電極302的離子，或以產生的離子的任何合適的材料或交換介質內或電阻開關介質304(如金屬或氧離子)的邊界。此外，所使用的電阻開關介質304的材料可以是與半導體製造工藝(例如，堆疊，蝕刻，掩蔽，沉積等)，包括CMOS工藝兼容。這樣的材料的實例可包括未摻雜的無定形矽(a-Si)的材料，硫屬化物，在玻璃上的矽，氧化物，如二氧化鈦氧化鈦(TiOx)，氧化鉭(TaOx)，氧化矽(例如，SiOx)如二氧化矽(SiO2)，矽亞氧化物(如的SiOx，其中0<X2)，氧化鉿(HfOx)，氧化鎳(NiOX)，氧化鎢(WOX)，氧化鋁(AlOx製成)，銅氧化物(CuOx)，氧化鍺(的GeOx)，矽鍺氧化物(SixGeySez)， 硒化銀(Ag2Se)，銅亞硫酸鹽(Cu2S)，其它的氧化物，或合適的組合物，它是至少部分多孔的相對於該粒子，離子，或類似物。在各種實施例中，在沒有施加電壓時，電阻切換媒體(媒介)304不包含金屬離子。
除了以上所述，阻擋層306可以被選擇，以控制不希望的離子遷移進入電阻切換介質304，或者代頂部電極308與電阻性開關介質304在各種實施方式之間的不希望的離子，阻擋層306可以被形成為具有適合於離子的中度形成/流入電阻開關介質304。在一些實施例中的厚度，阻擋層306的厚度可以為10nm或更小(例如，範圍為約3nm的至10nm左右)。合適材料的阻擋層306的實施例可包括鈦，氮化鈦，以及TiO。頂電極308可以是一種貴金屬，在各種實施例。可用於頂電極308的貴金屬的實例可包括銀，金，鉑，鈀等。
鈍化層310可以由非貴重金屬製成。實例可包括鎢(W)、鎢的氮化物(例如，WN，W2N，WN2等)、鈦、氮化鈦、鋁、鎢化鈦、銅或類似物，或合適的化合物或它們的組合。鎢能夠被利用，例如，在與所用的，至少在一部分，用於製造儲存器單元300的鈍化層310可沉積在直接接觸到頂部電極308，在一些實施例中，反應性離子蝕刻工藝相結合。作為一個實例，鈍化層310可以被沉積和物理氣相沉積(PVD)或化學氣相沉積(CVD)。在一個或多個實施例中，鈍化層310的厚度可以在的範圍為約10nm至50nm左右。
前述圖已經描述了相對於具有這樣的儲存單元相關聯的多個組件(例如，層)的儲存單元或儲存操作。但是應當理解的是，在本主題公開的一些合適的可供選擇的方面，如圖表可以包括在其中指定的那些組件和操作，某些指定的組件/操作，或附加的組件/操作。子組件也可以被實現為電連接到其他子組件而不是包括在父組件/層內。例如，一個中間層，可以提起相鄰的所公開的或多個層。作為一個例子，其減輕或控制意外的氧化可以定位一個或多個公開的層之間的合適的阻擋層。在其它實施例中，所公開的儲存器堆棧或設置的薄膜層可以具有比所描述的層較少。例如，切換層可以電導線直接接觸，而不是與電極層或接觸層存在。此外，應該注意的是一個或多個公開的方法可以被組合成一個單一的過程提供聚 合功能。所公開的體系結構的組件還可以與一種或多種在本領域中沒有具體描述本文中但已知由本領域技術人員或取得的技術人員已知的技術通過本文提供的上下文的方式在其他組件交互。
在視圖中的示例性圖表的上文所述，可根據所揭示的標的物而實施的工藝方法，將更好地參照圖1的流程圖4理解-5雖然為了使說明更簡單，圖的方法4-5示出和描述為各自的一系列框，但應理解並了解，所主張的標的物不受方框的次序限制，因為可以按不同順序發生某些塊或同時從什麼其它塊在此描繪和描述。此外，並非所有示出的塊不一定要實現本文所描述的各方法所要求。此外，還應該理解，在整個本說明書中所公開的方法能夠被儲存在製造品上，以便運輸和傳送這些方法的電子設備的。製造的術語製品，如使用的，意在涵蓋可從任何計算機可讀設備，設備中有一種載體，或儲存介質一起訪問的計算機程序。此外，製造這樣的製品可包括緊湊閃存卡，通用串行總線儲存器卡，安全數字儲存卡或類似物品(例如，迷你SD，微型SD等)，或製造便利的其他合適的物品儲存的數字信息或便攜式儲存的數字信息。
圖4示出了用於製造根據本發明的附加實施例的雙端儲存器的示例方法400的流程圖。在一些實施例中，方法400可使用至少氧氣減少的環境中的一部分用於製造雙端儲存器。在替代的或附加的實施方案中，製造中的至少一個子集，可以採用反應性離子蝕刻工藝(例如，等離子蝕刻工藝)。
在402，方法400可以包括形成第一導電電極層的基板材料上。所述第一導電電極層可以是金屬，導電摻雜的矽，摻雜的多晶矽，或摻雜的矽化合物(例如，p型或n型的矽鍺等)，或者類似物。在404，方法400可以包括形成第一導電電極層以上的電阻變介質。該電阻切換介質可以是可至少部分可滲透的至少一種貴金屬的離子的材料。在406處，方法400可以包括形成第二導電電極層包括至少一種貴金屬，上面的電阻變介質。進一步，所述第二導電電極層可以被配置為生成離子的表面最接近的電阻性交換介質響應於電場在兩個末端儲存器應用。
在408，方法400可以包括形成擴散減緩層包括所述第二導 電電極層上的非貴金屬。在一些實施例中，所述非貴金屬可被配置，以減輕所述第二導電電極層與氧或其它不希望的粒子的曝光。因此，擴散減緩層可以抵抗或避免氧氣或其它活性物質的滲透雙端儲存器中，提高壽命的儲存器和耐力。
在各種實施方式中，本發明的發明人已經確定，步驟406和408之間的時間應控制。根據實驗結果，晶片可以在步驟406中被處理，並受到環境氣氛中，如果步驟408中約24小時後進行電阻開關介質可能已經有不期望的特性(例如氧化性氧)。在各種實施例中，晶片可以在步驟406中被處理，並受到在真空或惰性的環境中，並且在這種實施例中的步驟408-約24小時內下列晶片在步驟406中處理，而不用在電阻開關具有不希望的介質可被執行屬性(例如，氧化，污染和不希望的材料，等等)。在各種實驗中，如果晶片在步驟406中，受環境氣氛，處理和在步驟408中處理約4小時內的步驟406之後，該電阻切換介質可能不具有不希望的特性。根據上述的各種實施例可以包括使晶片或類似物，以受控制的環境中，或以時間的減少量的步驟406和步驟408，或前述的組合之後。
圖5示出了根據本主題公開的其他實施例中製造二端子儲存器單元的實例方法500的流程圖。在502，方法500可以包括：提供包括在所述半導體襯底內的一部分上形成的，或者至少在至少一個CMOS器件的半導體襯底。此外，在504，方法500可以包括上或在半導體襯底上形成導電線。在一些實施例中，所述導電線可以作為位線，字線，資料線，源極線，或類似的，或儲存器陣列裝置。在506，方法500可以包括形成在襯底上並與所述導電線接觸的第一電極。在508，方法500可以包括形成第一電極上方的開關中。切換介質可以是至少在一部分的電阻材料可滲透的至少一種貴金屬的離子，在一些實施例中。在510，方法500可以包括形成阻擋層之上的開關平台。可以形成勢壘層的厚度範圍為約3nm的約10nm的進一步實施方案。除了以上所述，在512，方法500可以包括形成第二電極包含所述至少一種貴金屬在阻擋層。在514，方法500可以包括形成鈍化層，第二電極之上。非貴重金屬的鈍化層可以被形成，例如。在各種實施方式中，可以形成鈍化層的厚度範圍為約10nm至50nm左右。接著上文，方法 500可包括形成在與鈍化層接觸的第二導電線(例如，金屬硬掩模)。
在各種實施方式中，類似於上文在圖4的討論中，晶片受到上述過程可具有以下步驟508和514在其它實施例之間的受控制的環境(如真空，惰性氣體)，步驟508和514之間的經過時間可以被控制，例如約30分鐘至約4小時之間，約1至約8小時，或類似物之間，如果受到環境空氣中。在其它實施例中，最大的組合經過的時間和控制環境可以被用於減少不希望的變化來切換介質，或類似物。
圖6示出了用於實現本發明的一個或多個方面的示例電子設備600的框圖。在各種實施例中，電子設備600可以被配置用於製造或便利二端子儲存器單元的製造。例如，電子設備600可以至少部分地位於內的製造設備，儲存器，儲存器模塊，手持式計算機，個人計算機，網絡計算機，或類似物。但是應當理解的是，裝置600被表示為包括功能塊，其可以是表示由硬件，軟件，或其組合(例如，固件)實施的功能塊。在一些方面中，所述功能塊可表示非臨時性計算機可讀介質。在其它方面，所述功能塊可表示臨時性計算機可讀介質。
電子設備600可以包括包含，一旦執行儲存操作的電子可執行組件602，促進具有電阻二端的儲存單元的製造到外部物質的擴散的二端子儲存器單元中的至少一個子集內。電子可執行組件602可被操作，執行，或者通過資料通訊接口604的資料通訊接口604訪問可以包括資料總線，資料線，位線，有線或無線通訊接口，網絡或網絡接口等或合適的組合。在本主題公開的至少一個方面中，所儲存的操作，以便於兩個終端的儲存單元的製造可以包括儲存在一個操作存貯器的計算機可執行指令(們)608或由(多個)處理器執行的606的一個子集以方便的電子裝置600的功能在另一個方面中，一個儲存的一個或多個操作可以由一個或多個電氣，機械或電氣-機械裝置來代替用於由處理器執行的操作，響應於觸發裝置或機械自動化手段。
如圖所示，電子可執行組件602可包括操作610，用於形成第一電極層在襯底上。在各種實施例中，襯底可以是包括至少一個CMOS器件形成在其上或至少在其中部的半導體基板。此外，電子可執行組件602 可包括操作612用於形成第一電極層之上的開關介質，並且操作614用於形成阻擋層在所述開關介質。在一些實施例中，操作614可以被配置以形成所述阻擋層的厚度在約10納米的範圍內大約為3nm。除了上述之外，電子可執行組件602可包括操作616，用於形成第二電極層上的阻擋層。所述第二電極層可以被選擇為一種貴金屬，其中，貴金屬的離子是至少在開關介質內的部分移動。在進一步的實施方案中，電子可執行組件602可包括操作618用於形成鈍化層在所述第二電極層。鈍化層可以包括從非貴金屬選中，作為一個例子的材料，該抗蝕劑或避免減緩反應性物質(例如，氧氣等)。此外，電子可執行組件602可包括操作620在與鈍化層接觸形成金屬硬掩模。能夠形成金屬硬掩模，以用於促進，至少部分地控制操作相對於該二端的儲存單元提供的控制線。
在各種本主題公開的實施方案中，所公開的儲存器結構可被用作一個獨立的或集成的嵌入式儲存器件具有CPU或微型計算機。一些實施例可以被實現，例如，作為計算機儲存器的一部分(例如，隨機存取儲存器，高速緩存儲存器，只讀儲存器，儲存器等)。其他實施例可以被實現，例如，作為一個便攜式儲存設備。合適的便攜式儲存設備的實例可包括可移動儲存器，諸如安全數字(SD)卡，通用串行總線(USB)記憶棒，緊湊式閃存(CF)卡，或上述物質的類似物，或合適的組合。(參見，例如，圖7和圖8，下文)。
NAND閃存用於小型閃存設備，USB設備，SD卡，固態硬盤(SSD)和儲存級內存，以及其他形式的因素。雖然NAND已被證明是成功的技術推波助瀾的驅動器縮小到更小的設備和更高的芯片密度，在過去的十年中，隨著科技的縮減近25納米(nm)的儲存單元技術，一些結構，性能和可靠性問題變得明顯。雙端儲存器，諸如電阻切換儲存器，可以減輕由NAND FLASH在等於或低於25nm的技術觀察到的許多問題。本主題公開的各方面提供改進的耐久性和壽命為二端儲存器，減輕或避免了外部物質的擴散，如氧或雙端儲存器中的至少一部分內的其他反應的元素或化合物。
為了提供背景，對於所公開的主題的各個方面，圖7中，以 及在下面的討論中，本發明旨在提供一個合適的環境的簡要，概括描述，其中所公開的主題的各方面可實現或處理。雖然本主題已經在製造或操作這種儲存器雙端儲存器和處理方法的一般上下文中描述了以上，本領域的技術人員將認識到，本發明也可以與其他的儲存器單元陣列的組合來實現的儲存單元或處理方法。此外，本領域的技術人員將理解，所公開的過程可以用一個處理系統或計算機處理器，無論是單獨的或與主計算機一起使用來實施(例如，計算機圖8，下文的802)，其可以包括單處理器或多處理器計算機系統，小型計算設備，大型計算機，以及個人計算機，手持式計算設備(例如，PDA，智能手機，手錶)，基於微處理器或可編程消費或工業電子設備等。所示各方面也可以被實施在其中任務由通過通訊網絡鏈接的遠程處理設備執行的分佈式計算環境。然而，有一些，如果本主題創新的不是所有的方面可以在獨立的電子器件，諸如儲存卡，閃存儲存器模塊，可移動儲存器，或類似的情況下實踐。在分佈式計算環境中，程序模塊可以位於本地和遠程儲存器儲存模塊或設備。
圖7示出了儲存單元陣列702，根據本主題公開的各方面的示例操作和控制環境700的框圖。在本主題公開的至少一個方面中，儲存單元陣列702可以包括各種儲存器單元的技術，其中包括兩個末端的儲存單元。特別地，儲存器單元陣列可以包括電阻切換兩端子的儲存器單元能抵抗外力的材料的擴散，如本文所述。
列控制器706可以形成相鄰的儲存單元陣列702。而且，列控制器706可以與儲存器單元陣列702中列控制器706的位線可以控制各自的位線電耦合，施加適當的編程，擦除或讀出電壓施加到選定的位線。
另外，操作和控制環境700可以包括行控制器704行控制器704可以形成相鄰列控制器706，以及與儲存器單元陣列702的行控制器704的字線電連接，可以選擇特定的行的儲存單元具有一個合適的選擇電壓。此外，行控制器704可以有助於編程，擦除或通過在選定的字線施加合適的電壓，讀出操作。
一種時鐘訊號源708可提供相應的時鐘脈衝，以便定時進行讀，寫，和行控制的程序的操作704和列控制器706的時鐘源708可進一 步便於選擇的字線或位線中的響應到由操作和控制環境700接收外部或內部命令的輸入/輸出緩衝器712可以被連接到外部主機裝置，諸如計算機或其他處理設備(未示出，但見例如圖8中的計算機802，下文)由I/O緩衝區或其他I/O通訊介面方式。輸入/輸出緩衝器712可以被配置為接收寫入資料時，收到一個擦除/刪除指令，輸出讀出的資料，並且接收地址資料和命令資料，以及地址資料為各自的指令。地址的資料可以傳輸到行控制器704和列控制器706由地址寄存器710。此外，輸入的資料通過訊號輸入線傳遞到儲存器單元陣列702，並輸出資料從儲存器陣列702通過訊號輸出線接收。輸入資料可從主機裝置接收，並輸出資料可通過I/O緩衝器傳送到主機裝置。
命令從主機裝置接收到可被提供給一個指令介面714，指令介面714可以被配置為接收來自主機裝置的外部控制訊號，並且確定資料輸入到輸入/輸出緩衝器712是否是寫資料，命令或一個地址。輸入命令可被轉移到一個狀態機716。
狀態機716可被配置為管理程序和儲存單元陣列的重編程702狀態機716接收從經由輸入/輸出緩衝器712和指令介面714的主機裝置的命令，並管理讀、寫、擦除、資料輸入、資料輸出以及與儲存器單元陣列702在一些方面相關的類似的功能，狀態機716可以發送和接收有關的成功接收或執行各種命令的確認和否定確認。
為執行讀、寫、擦除、輸入、輸出等功能，狀態機716可以控制時鐘訊號源708控制時鐘源708可引起經配置以促進行控制器704和列控制器的輸出脈衝706實現特定的功能。輸出脈衝可以傳送到選定的位線由列控制器706，舉例來說，或字線由列控制器704，例如。
在結合圖8，下面描述的系統和方法可在硬件中實施，例如在單個集成電路(IC)芯片中，多個集成電路，專用集成電路(ASIC)，或類似物。另外，在其中的一些過程塊或所有出現在每一個過程中的順序不應當被認為是限制性的。而，應當理解的是，一些過程塊可以以各種順序來執行，而不是全部可以被顯式地示出。
參考圖8，一個合適的操作環境800為實現所要求保護的主 題的各方面包括計算機802，計算機802包括處理單元804，系統儲存器806，編解碼器835，以及系統總線808。系統總線808的系統組件耦合，包括但不限於系統儲存器806至處理單元804的處理單元804可以是任何各種可用的處理器。雙微處理器和其他多處理器體系結構也可用作處理單元804。
系統總線808可以是任何若干類型的總線結構，其中包括儲存器總線或儲存器控制器，外圍總線或外部總線，和/或使用任何各種可用的總線體系結構包括一個本地總線的，但並不限定於，工業標準架構(ISA)，微通道架構(MSA)，擴展ISA(EISA)，智能驅動電子設備(IDE)，VESA局部總線(VLB)，外圍組件互連(PCI)，卡總線，通用串行總線(USB)，高級圖形端口(AGP)，個人計算機儲存卡國際協會總線(PCMCIA)，火線(IEEE1394)，以及小型計算機系統接口(SCSI)。
系統儲存器806包括易失性儲存器810和非易失性儲存器812，其可以使用一種所公開的儲存器架構中，儲存器單元，儲存過程，或類似的一個或多個，在各種實施例。基本輸入/輸出系統(BIOS)，包含基本例程以在計算機802內的元件之間傳送信息，諸如在啟動期間，被儲存在非易失性儲存器812另外，根據本創新，編解碼器835可以包括編碼器或解碼器，其特徵在於，編碼器或解碼器的至少一個可以由硬件，軟件，或硬件和軟件的組合中的至少一種。雖然，編解碼器835被描繪為單獨的組件，編解碼器835可包含在非易失性儲存器812中以說明的方式，而非限制，非易失性儲存器812可以包括只讀儲存器(ROM)，可編程ROM(PROM)，電可編程ROM(EPROM)，電可擦除可編程ROM(EEPROM)或閃存。非易失性儲存器812可使用所公開的儲存器體系結構的一個或多個，在至少一些公開的實施例。此外，非易失性儲存器812可以是計算機儲存器(例如，用計算機802或主板它們物理上集成的)，或可移動儲存器。與公開的實施方案的合適的可移動式儲存器的例子，可以實現可以包括安全數字(SD)卡，緊湊型閃存(CF)卡，通用串行總線(USB)記憶棒，或類似的。易失性儲存器810包括隨機存取儲存器(RAM)，其充當外部高速緩衝儲存器，並且還可以使用在各種實施例中 的一個或多個公開的儲存器體系結構。通過說明而非限制的方式，RAM以許多形式可用，諸如靜態RAM(SRAM)，動態RAM(DRAM)，同步DRAM(SDRAM)，雙倍資料速率SDRAM(DDR SDRAM)，以及增強的SDRAM(ESDRAM)，等等。
計算機802還可以包括可移動/不可移動，易失性/非易失性計算機儲存介質。圖8示出，例如，磁盤儲存器814的磁盤儲存814包括，但不限於，設備，如磁盤驅動器，固態盤(SSD)，軟盤驅動器，磁帶驅動器，Jaz驅動器，Zip驅動器，LS-100驅動器，閃存卡，或記憶棒。另外，磁盤儲存器814可以單獨地或與其他儲存介質，包括組合，但不限於，光盤驅動器，例如緊緻盤ROM設備(CD-ROM)，CD可記錄驅動器(CD-R驅動器包括儲存介質)，CD可重寫驅動器(CD-RW驅動器)或數字多功能盤ROM驅動器(DVD-ROM)。為便於磁盤儲存814到系統總線808的連接，可移動或不可移動接口被典型地使用諸如接口816可以理解，磁盤儲存器814可儲存關於用戶的信息。這樣的信息可以被儲存在或提供到服務器或用戶設備上運行的應用程序。在一個實施例中，用戶可以被通知(例如，由輸出裝置(次)836的方式)被儲存到磁盤儲存814和/或發送到服務器或應用程序的信息的類型。用戶可以提供的機會，選擇加入或退出有這樣的信息收集和/或與服務器或應用程序共享(例如，從輸入設備828輸入方式)的。
但是應當理解的是，圖8描述了軟件充當用戶和在合適的操作環境800的這樣的軟件包括操作系統818的操作系統818，其可以儲存在磁盤儲存814中描述的基本計算機資源之間的中介，動作通過程序模塊824的操作系統818用於控制和分配計算機資源802的應用程序資源的管理的820佔據優勢，和程序資料826，如引導/關閉事務表等中，儲存任一中系統儲存器806或盤儲存814應當理解的是，要求保護的主題可以用各種操作系統或操作系統的組合來實現。
用戶輸入的命令或信息輸入到計算機802通過輸入裝置828輸入裝置828包括，但不限於，指示設備，例如鼠標，跟踪球，指示筆，觸摸墊，鍵盤，話筒，操縱桿，遊戲墊，圓盤式衛星天線，掃描儀，TV 調諧卡，數碼相機，數碼攝像機，網絡攝像頭等等。這些和其它輸入設備通過系統總線808經由接口端口830接口端口830包括，例如，串行端口，並行端口，遊戲端口，以及通用連接到處理單元804串行總線(USB)。輸出裝置(次)836使用一些相同類型的端口作為輸入設備(多個)的828因此，例如，一個USB端口可以用於提供輸入到計算機802，並輸出信息從計算機802向輸出設備836輸出適配器834被提供以說明存在一些輸出設備，如顯示器，揚聲器，和打印機以及其他輸出設備，這需要特殊的適配器。輸出適配器834包括，作為說明而不是限制，視頻和聲音卡的方式來提供輸出設備836和系統總線808之間的連接的裝置。應當注意的是，其他設備和/或設備的系統提供輸入和輸出能力，例如遠程計算機(次)838。
計算機802可以在網絡環境中使用的一個或多個遠程計算機的邏輯連接，如遠程計算機運行838遠程計算機838可以是個人計算機，服務器，路由器，網絡PC，工作站，基於微處理器的電器，對等設備，智能電話，平板電腦，或其他網絡節點，並且通常包括許多元件的描述相對於計算機802為簡單起見，只記憶儲存裝置840中示出與遠程計算機(次)838遠程計算機(次)838被邏輯地連接到計算機802通過網絡接口842，然後經由通訊連接(次)844的網絡接口842包括連接線和/或無線通訊網絡，例如本地-area網絡(LAN)和廣域網(WAN)和蜂窩網絡。LAN技術包括光纖分佈式資料接口(FDDI)，銅分佈式資料接口(CDDI)，以太網，令牌環等。WAN技術包括，但不限於，點對點鏈路，電路交換網，如綜合業務數字網(ISDN)及其變體，分組交換網絡，以及數字用戶線(DSL)。
通訊連接(次)844指的是硬件/軟件來連接網絡接口842與系統總線808而通訊連接844被示出為清楚起見內部計算機802，它也可以是外部的計算機802的硬件/用於連接到網絡接口842所需的軟件包括，只作示例，內部和外部技術，諸如，調製解調器，包括常規電話級調製解調器，電纜調製解調器和DSL調製解調器，ISDN適配器，以及有線和無線以太網卡，集線器和路由器。
本發明的所說明的方面也可以被實施在其中某些任務由通過通訊網絡鏈接的遠程處理設備執行的分佈式計算環境。在分佈式計算環境中，程序模塊或儲存的信息，指令，或類似的可以位於本地或遠程儲存器儲存設備中。
而且，可以理解，本文描述的各種部件可以包括電氣電路，其可以包括部件和合適的值的電路元件，以實現本主題公開的各實施例。此外，它可以被理解的是，許多不同的組件都可以在一個或多個集成電路芯片來實現。例如，在一個實施例中，一組元件可以在一個單一的集成電路芯片來實現。在其他實施例中，一個相應的一個或多個組件被製造或在單獨的集成電路芯片上實現。
如本文中所使用的，術語“組件”，“系統”，“架構”等意在指代計算機或電子相關的實體，或者是硬件，硬件和軟件，軟件(例如，執行中的)的組合，或固件。例如，組件可以是一個或更多個晶體管，儲存單元，晶體管或儲存器單元的結構中，門陣列，可編程門陣列，專用集成電路，控制器，處理器，在運行的過程處理器，對象，可執行程序，程序或應用程序訪問或使用半導體儲存器中，計算機或類似物，或適當組合的接口。該組件可以包括可擦除編程(例如，儲存在可擦寫儲存器中的至少進程指示部分)或硬編程(例如，在製造時燒入不可擦除儲存器處理的指令)。
通過舉例說明的方式，在處理從儲存器執行與所述處理器都可以是組件。作為另一個例子，一個體系結構可包括電子硬件(例如，並行或串行晶體管)，處理指令和處理器的結構，在合適的給電子硬件的配置的方式而執行的處理的指令。此外，架構可包括單個組件(例如，晶體管，門陣列，...)或元件(排列例如，一個系列或晶體管的並聯電路，與程序電路，電源引線相連的門陣列，電地，輸入訊號線和輸出訊號線，依此類推)。一個系統可以包括一個或多個部件，以及一個或多個硬件架構。一個例子系統可以包括開關模塊架構，包括交叉的輸入/輸出線，並通過柵極晶體管，以及動力源極，訊號發生器，通訊總線(SES)，控制器，I/O接口，地址寄存器，等等。但是應當理解的是，在定義一些重疊預 期，以及一個結構或一個系統可以是一個獨立部件，或另一種架構的組件，系統等。
除了上述之外，本公開的主題可以使用通常的製造，編程或工程技術來產生硬件，固件，軟件，或任何合適的組合來控制電子設備被實現為方法，裝置或製造的物品實現所公開的主題。其中本文中使用的術語“設備”和“製品”意在涵蓋一種電子設備，半導體設備，計算機，或從任何計算機可讀設備，載體或介質訪問的計算機程序。計算機可讀介質可以包括硬件介質或軟件的介質。此外，該介質可以包括非臨時性介質或傳輸介質。在一個實例中，非短暫性媒介可包括計算機可讀介質的硬件。計算機可讀介質的硬件的具體實例可包括但不限於磁儲存設備(例如，硬盤，軟盤，磁條...)，光盤(例如，壓縮光盤(CD)，數字多功能盤(DVD)...)，智能卡，以及閃存設備(例如，卡，棒，鍵驅動器...)。計算機可讀傳輸介質可包括載波，或類似物。當然，本領域的技術人員將認識到許多變型中，可以對這種配置，而不脫離所公開的主題的範圍或精神。
以上所描述的包括本發明的實施例。它是，當然，不可能描述組件或方法的每個可想到的組合用於描述本主題創新的，但本領域的普通技術人員所能夠認識到許多進一步的組合和本主題創新的排列都是可能的。因此，所公開的主題旨在涵蓋落入本發明的精神和範圍內的所有此類更改，修改和變型。此外，就術語“包括”的程度，“包含”，“具有”或“具有”及其變體被用於在詳細描述或權利要求書中來說，此術語意在為包括以類似於的方式術語“包括”作為“包含”當在權利要求中用作銜接詞所解釋的。
此外，詞“示範性”在本文中用於表示充當實例，例子或說明。本文中描述為“示範性”的任何方面或設計並不一定要被解釋為優於或勝過其他方面或設計。相反，使用詞語示例性旨在以具體方式呈現概念。如本申請中使用的術語“或”意在表示包含性“或”而不是排他性“或”。也就是說，除非另外指定，或者從上下文清楚，“X使用A或B”意指任何自然的包括性排列。也就是說，如果X使用A；X使用B；或X採 用A和B，那麼“X採用A或B”在任何上述情況下的滿足。此外，冠詞“一”和“一個”用在本申請和所附權利要求書一般應解釋為是指“一個或多個”，除非另有指定或從上下文可以清楚指的是單數形式。
此外，的詳細描述中的一些部分已被呈現在上內電子儲存器中的資料比特的算法或過程的操作條件。這些過程描述或表示是指這些識別在本領域中使用的以有效地傳達其工作的實質內容，對他人同樣熟練的機制。的方法，在此，一般地，設想為導致期望結果的行為的自洽序列。該行為是物理量的那些需要物理操縱。通常，儘管不一定，這些量採用能夠被儲存，傳送，組合，比較，和/或以其他方式操縱的電和/或磁訊號的形式。
已經證明，主要是為了共同使用的原因，將這些訊號稱為比特，值，元素，符號，字符，術語，數字，或諸如此類。然而，應當牢記的是，所有這些和類似的術語將與適當的物理量相關聯，並且僅僅是應用於這些量的方便的標籤。除非特別聲明，否則，或從前面的討論中明顯看出，可以理解，貫穿本公開的主題，利用諸如處理，計算，複製，模仿，確定或發送等的討論，請參閱操作和流程處理系統，和/或類似的消費者或工業電子設備或機器，該電路中，寄存器或電子裝置的儲存器內操縱或變換表示為物理(電氣或電子的)的資料或訊號的數量時，為其它資料訊號類似地表示為物理量內的機器或計算機系統儲存器或寄存器或其它這種信息儲存，傳輸和/或顯示裝置。
在關於由上述部件，結構，電路，處理執行的各種功能和類似的術語(包括提及的“裝置”)，用於描述這些組件的目的是對應的，除非另有說明，任何組件，它執行所描述的組件(例如，功能等價物)的指定功能，即使在結構上不等同於所公開的結構，該結構在各實施例的本文所說明的示範性方面的執行函數。此外，儘管特定特徵可能已經公開僅相對於若干實現中的一個，這樣的特徵可以與其他實現的一個或多個其它特徵組合，如可能期望和有利的任何給定或特定的應用程序。還應當認識到，實施例包括系統以及具有用於執行的動作和/或所述各種處理的事件的計算機可執行指令的計算機可讀介質。
本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範圍。必須指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置包含於本發明之範圍內。

Claims (20)

  1. 一種儲存器單元，包含：一單塊堆包含複數個層沿一第一方向堆疊，該複數個層包含：一底部電極，該底部電極包含一導電材料；一切換媒體，設置於沿該第一方向在該底部電極上，該切換媒體包含一電阻材料；以及一頂部電極，設置於沿該第一方向在該切換媒體上，包含因應施加於該儲存器單元之一電場在該頂部電極及該切換媒體之一邊界產生離子的一貴金屬，其中該切換媒體係至少部分對該離子可滲透；一鈍化層，設置於沿該第一方向在該頂部電極上，包含一非貴金屬，其中該鈍化層降低位於沿該第一方向在該鈍化層上方的一或多個大氣氣體進入該頂部電極及該切換媒體之擴散。
  2. 如請求項1所述之儲存器單元，其中該鈍化層係直接與該頂部電極接觸。
  3. 如請求項1所述之儲存器單元，其中該鈍化層之該非貴金屬係從一組包含鎢、氮化鎢、鈦合金、鈦鎢合金、鋁合金、銅及氮化鈦中選擇。
  4. 如請求項1所述之儲存器單元，其中該鈍化層於一無氧環境中被沉積於該頂部電極上方。
  5. 如請求項4所述之儲存器單元，其中該鈍化層係經由使用一物理氣相沉積法被沉積。
  6. 如請求項4所述之儲存器單元，其中該該鈍化層係經由使用一化學氣相沉積法被沉積。
  7. 如請求項1所述之儲存器單元，其中該頂部電極之該貴金屬係銀。
  8. 如請求項1所述之儲存器單元，其中該底部電極之該導電材料包含一導電金屬及一摻雜矽材料。
  9. 如請求項1所述之儲存器單元，其中該切換媒體包含一未摻雜非晶質矽、矽的一非晶質化合物或一矽子氧化物。
  10. 如請求項1所述之儲存器單元，其中該鈍化層具有於約10納米至約50納米間之範圍的一厚度。
  11. 如請求項1所述之儲存器單元，進一步包含一阻隔層設置於該切換媒 體與從一組包含鎢、氮化鎢、鈦合金、鈦鎢合金、鋁合金、銅及氮化鈦中選擇之該頂部電極。
  12. 如請求項11所述之儲存器單元，其中該阻隔層具有約3納米至約10納米間之一厚度。
  13. 如請求項1所述之儲存器單元，進一步包含：一半導體基板，其上設置該儲存器單元，該半導體基板包含至少一互補金屬氧化物半導體裝置；一第一金屬導體，該第一金屬導體係建立於該半導體基板上並且係與該底部電極電性接觸；以及一第二金屬導體，至少部分形成為與該鈍化層接觸之一金屬蝕刻遮罩，其中該第一金屬導體及該第二金屬導體促進至該儲存器單元之一訊號的應用。
  14. 一種製造儲存器單元之方法，包含：於一基板材質上形成一第一導電電極層；於該第一導電電極層上方形成具對至少一貴金屬之離子可滲透之一電阻性切換媒體；形成一第二導電電極層於該電阻性切換媒體上，該第二導電電極層包含該電阻性切換媒體上之該至少一貴金屬；以及於該第二導電電極層上形成包含一非貴金屬之一擴散減緩層，其中該擴散減緩層係組態以減緩其上方的一或多個大氣氣體進該第二導電電極層及該電阻性切換媒體之擴散；以及其中，該第二導電電極層係組態以基於一電場至少在最接近該電阻性切換媒體之一表面產生離子。
  15. 如請求項14所述之方法，進一步包含該擴散減緩層之非貴金屬之選擇係從一組包含鎢、鈦合金、鈦鎢合金、鋁合金、銅、氮化鎢及氮化鈦中選擇。
  16. 如請求項14所述之方法，進一步包含在形成該第二導電電極層後，將該儲存器單元受於環境氣氛中，其中該形成該擴散減緩層係在形成該第二導電電極層後約4個小時內進行。
  17. 如請求項14所述之方法，進一步包含形成一阻隔層，該阻隔層係從一組包含鈦合金、氧化鈦合金及二氧化鈦合金中選擇並且係設置於該電阻性切 換媒體及該第二導電電極層之間，其中該阻隔層具有約10納米或更少的厚度，以及該擴散減緩層具有約10納米至約50納米之範圍內的厚度。
  18. 如請求項14所述之方法，進一步包含在形成該第二導電電極層後，將該儲存器單元受於惰性氣氛中，其中該形成該擴散減緩層係在形成該第二導電極層後約24個小時內進行。
  19. 一種裝置，包含：一陣列排列之儲存器單元，其中該陣列排列之儲存器單元的一儲存器單元包含：一單塊堆包含複數個層沿一第一方向堆疊，該複數個層包含：一底部電極，該底部電極包含一導電材料；一切換媒體，設置於沿該第一方向在該底部電極上，該切換媒體包含一電阻材料；一頂部電極，設置於沿該第一方向在該切換媒體上，包含因應施加於該儲存器單元之一電場在該頂部電極及該切換媒體之一邊界產生離子的一貴金屬，其中該切換媒體係至少部分對該離子可滲透；以及一鈍化層，設置於沿該第一方向在該頂部電極上，包含一非貴金屬，其中該鈍化層降低位於沿該第一方向在該鈍化層上方的一或多個大氣氣體進入該頂部電極及該切換媒體之擴散。
  20. 如請求項19所述之裝置，其中該鈍化層係與該頂部電極層直接接觸。
TW103109555A 2013-03-14 2014-03-14 用於雙端記憶體內金屬電極之降低擴散 TWI630739B (zh)

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