双端存储器的通态电流的控制制造技术

本发明专利技术提供了包括双端存储部分的存储器器件的制造、构建和/或组装。该双端存储器器件的制造，结合在更大可能范围上对通态电流的精确调整，能够提供增强的能力。

【技术实现步骤摘要】
双端存储器的通态电流的控制相关申请案的交叉引用本专利技术要求于2013年3月14日提交的美国申请案N0.61/785，945的优先权益并且是该案的非临时申请。此案以引用的方式全文并入本文中。
本专利技术总体涉及半导体制造，且更具体来说涉及在诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)的衬底上形成的双端存储器，具有对通过在该双端存储器中所包括的电阻层的通态(例如，被编程状态)电流进行控制的机制。
技术介绍
本专利技术的专利技术人认识到，电阻型随机存取存储器(RRAM)器件较之于相竞争的存储器技术具有若干优势。因此，在互补金属氧化物半导体(CMOS)上形成基于RRAM的存储器器件尤其具有优势。但是，为了在CMOS架构上构建RRAM器件，该RRAM器件一般需要结合相对低温的工艺来构建，这样会对该RRAM的构建带来一些问题。 在构建此类RRAM器件时，专利技术人所面临的一个难题是，在该器件处于通态(on-state)是如何对通过该RRAM器件的电流进行控制。专利技术人所考虑的一些方法倾向于在该RRAM中包括正型或P型半导体材料来作为电阻层来控制该通态电流。此电阻层可以由非晶相的硅或硅锗来构建。有时，相对于多晶相，优选非晶相，这是因为非晶材料的击穿电压高于多晶材料的击穿电压。因而，专利技术人认识到，非晶材料能够保持较大的电压，因此可以提供更为可靠的RRAM器件操作。 遗憾地，由于此类非晶材料所涉及的相对较低的电子迁移率，很难对非晶材料的电阻进行调整。因此，也很难对通过该RRAM器件的电流进行控制。 有鉴于此，期望在没有上述缺陷的情况下控制电阻型随机存取存储器的通态电流的方法和装置。
技术实现思路
以下内容提供的是本专利技术的简要概览，以提供本专利技术的一些方面的基本理解。该概览并非是对本专利技术的总体概览。既不是为了描述本专利技术的关键或重要元件，也不是为了描述本专利技术的任何具体实施例的范围，也不是为了描述权利要求的任何范围。其目的是以简要形式来呈现本专利技术的一些概念来作为对下面将要进行的详细描述的前序。 本专利技术所描述的装置涉及包括在衬底层上的双端存储层的存储器器件。例如，该衬底层可以是金属氧化物半导体(CMOS)层(例如，在内部或上面形成了一个或多个CMOS器件的半导体材料)，并且该双端层可以是电阻型随机存取存储器(RRAM)层。该双端层可以包括活性金属层、电阻型开关材料层(RSML)、电阻层以及欧姆接触层。该电阻层可以包括位于非晶相的第二半导体材料之上的多晶相的第一半导体材料。 本文所描述的系统涉及根据所需的通态电流来制造电阻层。例如，制造组件可以促成包括衬底层和双端存储层的存储器器件的制造。接收组件可以接收与在该双端存储层中所包括的电阻层的目标通态电阻相关联的电阻数据。计算组件可以根据该电阻数据来确定该电阻层的目标厚度。 本专利技术所公开的方法涉及例如通过包括处理器的系统来制造具有双端存储部分的存储器器件，该双端存储部分具有用于调整通态电流的复合电阻层。此方法可以通过下述方式来完成:促成在衬底层上该双端存储层的形成，以及促成在该双端存储层中包括活性金属层、RSML、电阻层以及欧姆接触层。该电阻层可以通过下述方式来制造:促成包括多晶相的第一半导体材料层(例如，欧姆接触层)以及促成包括非晶相的第二半导体材料层(例如，电阻型接触层)。 以下描述和附图阐述本专利技术的某些说明性方面。但是，这些方面指示的是可以应用本专利技术原理的诸多方式中的若干种。通过结合附图，本专利技术的其他优势和新颖特征从以下本专利技术的详细描述中将一目了然。 【附图说明】 通过考虑以下详细描述，结合附图，本专利技术的众多方面、实施例和优势将一目了然，在全文中相似的附图标记指代相似的部分。在本说明书中，阐述中众多特定细节以提供对于本专利技术的透彻理解。但是，应理解，本专利技术的某些方面可以在无需这些特定细节的情况下进行实践；或者是通过其他方法、组件、材料等来实践。在其他例子中，以方块图形式来示出熟知的结构和器件，以利于描述本专利技术。 图1所示为根据本专利技术的某些实施例的具有双端存储部分的实例存储器器件的方块图，该双端存储部分可以包括复合层以用于对通态电流的强化控制。 图2所示为结合根据本专利技术的某些实施例的双端存储器的电阻层对当前方法和现有方法的差异进行比较的图。 图3所示为根据本专利技术的某些实施例的实例双端存储单元的一部分的截面的图，其中在该部分中形成了导电丝。 图4A所示为说明根据现有方法的双端存储器器件的通态电阻的实例系统。 图4B所示为说明根据本专利技术的一些实施例的通态电阻的实例系统。 图5所示为根据本专利技术的某些实施例的第一半导体层厚度对该器件性能的实例效果的图。 图6所示为根据本专利技术的某些实施例的结合双端存储器器件的电阻层来提供通态电阻的强化调整的实例系统。 图7所示为根据本专利技术的某些实施例的结合通态电阻的强化调整来提供额外细节或特征的实例系统。 图8所示为根据本专利技术的某些实施例的制造具有复合电阻层的存储器器件的双端存储部分的实例方法。 图9所示为根据本专利技术的某些实施例的结合存储器器件的双端存储部分的制造来提供额外特征或方面的实例方法，该存储器器件具有复合电阻层来实现强化的通态电流调整特性。 图10所示为根据本专利技术的某些实施例的实例电子操作环境的方块图。 图11所示为根据本专利技术的某些实施例的关于计算环境的实例示意方块图。 【具体实施方式】 本专利技术涉及双端存储器，其中一个实例可以是电阻型开关存储器。专利技术人认为，电阻型开关存储器较之于相竞争的存储器技术可以提供若干优势。因此，有利于在互补金属氧化物半导体(CMOS)上形成基于电阻型开关的存储器器件(或另一个双端存储器器件)。但是，为了在CMOS架构上构建存储器器件，一般需要结合相对低温的工艺来构建该存储器器件，在构建该存储器器件时就会带来一些问题。 在构建此类存储器器件时面临的一个难题是在该器件处于通态时如何对通过该器件的电流进行精确的控制。过去的方法倾向于在该存储器器件中包括P型(正)半导体材料作为电阻层来对该通态电流进行控制。此电阻层通常由非晶相的硅或硅锗来构建。在一些实施例中，较之多晶相，优选非晶相，这是因为非晶材料的击穿电压高于多晶材料的击穿电压。因而，非晶材料可以保持较大的电压，并且因此可以提供更为可靠的存储器器件操作。 不幸地，在一些实施例中，由于此类非晶材料的相对较低的电子迁移率，很难对非晶材料的电阻进行调整。因此，也就难以对通过该存储器器件的电流进行控制。 例如，在各个实施例中，诸如RRAM器件的双端存储器器件可以包括电阻层，该电阻层由非晶材料层构成。该电阻层充当通态电流控制层。具体来说，在通态时，当在位于该电阻层上方(例如，相邻或靠近)的电阻型开关材料层(RSML)中形成导电丝时，该导电丝充当串联电阻器来控制该通态电流。因此，该电阻层的电阻率和/或电阻可以调节该通态电流。但是，很难对非晶材料的电阻率进行调整。 本专利技术的实施例涉及构建双端存储器器件，其中该电阻层由多个层和/或相异的材料组成，以提供对与该双端存储器器件的电阻层相关的电阻和/或通态电流进行更为精确的控制和/或实现更广的可用范围。在一些实施例中，该电阻层可以包括非晶相的P型电阻材料。此外，该电阻层可以进一步包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器器件，包括：衬底层；以及双端存储层，包括活性金属层、电阻型开关材料（RSLM）层、电阻层和欧姆接触层；其中所述电阻层包括位于非晶相的第二半导体材料之上的多晶相的第一半导体材料。

【技术特征摘要】
2013.03.14 US 61/785,945;2013.06.05 US 13/910,4021.一种存储器器件，包括: 衬底层；以及 双端存储层，包括活性金属层、电阻型开关材料(RSLM)层、电阻层和欧姆接触层； 其中所述电阻层包括位于非晶相的第二半导体材料之上的多晶相的第一半导体材料。2.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述衬底层包括互补金属氧化物半导体(CMOS)。3.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述双端存储层包括电阻型随机存取存储器(RRAM)单元。4.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述第一半导体材料是包括多晶硅锗(SiGe)的P型导电半导体材料。5.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述第二半导体材料是包括非晶SiGe的P型电阻型半导体材料。6.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述第一半导体材料的厚度处于大约5纳米至大约50纳米的范围内，而所述第二半导体材料的厚度处于大约20纳米至大约200纳米的范围内。7.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述第一半导体材料的电阻率处于大约0.001欧姆厘米至大约0.5欧姆厘米的范围内，而所述第二半导体材料的电阻率处于大约5欧姆厘米至大约50欧姆厘米的范围内。8.根据权利要求1所述的存储器器件，进一步包括包含第一导电金属的第一金属层、包含第二导电金属的第二金属层以及氧化物层，其中所述双端存储层位于所述第一金属层与所述第二金属层之间，而所述氧化物层位于所述第一金属层与所述衬底层之间。9.根据权利要求8所述的存储器器件，其中: 所述活性金属层位于所述第二金属层与所述RSML层之间，并且包含银、钛或铜中的一种，并且； 所述RSML层位于所述活性金属层与所述电阻层之间并且包含厚度在I纳米至20纳米之间的氧化钛(T1x)层以及厚度在2纳米至10纳米之间的氧化硅(S1x)层；以及 所述欧姆接触层位于所述电阻层与所述第一金属层之间，并且包含P+...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·H·金，P·卢，C·C·陈，赵星贤，
申请(专利权)人：科洛斯巴股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US