关联电子存储器制造技术

一种非易失性电阻转换存储器，包含：由于电子之间的关联性，尤其是经由Ｍｏｔｔ转变，而导致在绝缘和导电状态之间变化的材料。所述材料结晶成为导电状态并且不需要进行电成型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般性涉及集成电路存储器，更具体涉及包含表现出电阻变化的材料的非易失性集成电路存储器的形成。
技术介绍
非易失性存储器是其中存储单元或元件在供给至器件的电源关闭后不丟失其状态的一类集成电路。釆用可在两个方向上被v^化的铁氧体环制成的最早的计算机存储器是非易失性的。随着半导体技术t艮至更高的微型化水平，对于公知的易失性存储器如DRAM (动态随M取存储器)和SRAM (静态RAM)而言，铁氧体器件被舍弃。对于非易失性存储器的需求始终存在。因此，在近四十年中，创造了许多器件以满足该需求。在20世纪70年代晚期，采用连接或者不连接电池(Cell)的金属化层来制造器件。因此，在工厂中，人们可以以非易失性的方法来设定值。 一旦这些器件出厂，它们就不能被重新写入。这种器件被称为ROM (只读存储器)。在1967年，贝尔实验室的Khang和SZE提出使用场效应晶体管(FET)制造的器件，所述场效应晶体管在栅极中具有内部材料层，能够俘获电荷。在20世纪70年代晚期和20世纪80年代早期，可由使用者写入和经由紫外光(UV)通过使电子去俘获来擦除的器件非常成功。UV需要将器件从电路板上移除并且置于UV灯下方15分钟以上。这些非易失性存储器被称作PROM或可编程-ROM。写入方法涉及强制电流从下方的衬底到iiit些俘获位点。这种4吏电子穿过具有相反势能垒的材料层的方法已知为量子隧道效应， 一种仅由于电子的波粒二象性而发生的现象。对用于这些FET的栅极堆叠的许多类型的夹层材料进行了尝试，并且该技术得到许多名称，如MNOS (金属-氮化物-氧化物-半导体)、SNOS (硅-槺极+MNOS)、 SONOS (硅-氧化物+MNOS)和PS/O/PS/S (在硅衬底顶上的多晶珪控制栅极-二氧化桂-多晶珪浮置栅极和薄的隧道氧化物)。这种可擦除并因此为读/写非易失性器件已知为EEPROM，即电可擦除的PROM，这是令人遗憾的误称，因为它们不仅8仅是只读的。典型的EEPROM具有大的单元面积并需要栅极上大电压(12-21伏)以写A/擦除。而且，擦除或写入时间为数十微秒量级。然而，更糟糕的限制因素是有限的擦除/写入循环的次数，仅为稍高于600,000次或为105-106的量级。半导体工业通过扇区化存储阵列使得"页"(亚阵列)可在存储器中被一次擦除，从而使得在EEPROM非易失性晶体管之间不需要通过-栅极(pass-gate)开关晶体管，这种EEPROM称为快闪存储器。在快闪存储器中，为了速度和更高的比特密度，牺牲了保持随机存取(擦 除/写入单比特)的能力。对于具有低功率、高速度、高密度和不可破坏性的期望已经使研究者 对非易失性存储器进行了最近四十年的工作。FeRAM (铁电RAM)提供 低功率、高写入/读^Ul度和超过100亿次的读写周期的寿命。磁存储器 (MRAM)提供高写入/读取速度和长寿命，但是具有高成本和较高的功 率消耗。这些技术均未达到快闪存储器的密度，所以快闪存储器仍然是非 易失性存储器的选择。然而，a认为快闪存储器不容易缩微至65纳米以 下；因此，正在积极寻求可缩微至较小尺寸的新的非易失性存储器。为此，在过去的十至二十年中，对基于表现出与材料相变相关的电阻 变化的某些材料的存储器已有许多研究。在称为PCM (相变存储器)的 一种可变电阻存储器中，当存储器元件短暂熔化并然后冷却至导电结晶态 或不导电非晶态时，电阻发生变化。典型的材料有所不同并包括GeSbTe， 其中Sb和Te可与周期表上相同性质的其它元素互换。这些材料通常称为 石^t^化物。参见,例如Stephan Lai， "Current Status of the phase change memory and Its Future", Intel Corporation, Research note RN2國05( 2005); 2006年5月2日授予DarrellRinerson等人的美国专利No.7,038,935;2005 年6月7日授予Terry L. Gilton的美国专利No. 6，卯3,361;和2005年1 月11日授予Sheng Teng Hsu等人的美国专利No. 6,841,833。然而，由于 这些基于电阻的存储器从导电状态到绝缘状态的转换取决于物理结构现 象，即熔融(最高600'C)和恢复为固态，该现象不能被充分控制以用于 有用的存储器，所以它们还没有被证明是商业上有用的。近来，已经公开了电阻转换场效应晶体管使用Mott-Bhnkman-Rice绝 缘体，如LaTi03。在该材料中，根据所提出的理论，通过与Ba(1_x)SrxTi03 层的界面加入空穴以使得材料从绝缘体变为导体。参见2003年9月23日9授予Hyun Tak Kim等人的美国专利No.6，624，463。该FET使用 Mott-Brinkman-Rice绝缘体作为FET中的沟道。然而，并未给出实际器 件的制造实例。另 一种可变电阻存储器类型包括需要，始高"形成"电压和电流以激活 +变电阻功能的材料。这些材料包括PrxdayMnzO￡, x、 y、 z和￡是变化 的化学计量比，过渡金属氧化物如CuO、 CoO、 VOx、 NiO、 Ti02、 Ta205 和某些钧钬矿如Cr;SrTi03。参见，例如，"Resistive Switching Mechanisms of Ti02 Thin Films Grown By Atomic-Layer Deposition" ， B.J. Choi et al" Journal of Applied Physics 98, 033715 (2005); "Reproducible Resistive Switching In Nonstoichiometric Nickel Oxide Films Grown By RF Reactive Sputtering For Resistive Random Access Memory Applications", Jae-Wan Park et al.， J. Vac. Sci. Technol. A23(5)， Sept/Oct, 2005; "Influence of Oxygen Content On Electrical Properties of NiO Films Grown By RF Reactive Sputtering", Jae-Wan Park et al., J. Vac. Sci. Technol. B24(5), Sept/Oct, 2006 ; "Nonpolar Resistance Switching of Metal/Binary-Transition-Metal Oxides/Metal Sandwiches:Homogeneous/ inhomogeneous Transition of Current Distribution", I. H. lnone et al" arXiv: Cond-mat/0702564v.l， 2007年2月26日；和Brad Her ner申请的美国专 利申请^^开No,2007/0114509本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻转换集成电路存储器，包括：　包含关联电子材料（ＣＥＭ）的电阻转换存储单元；　写入电路，用于使所述电阻转换存储单元根据输入所述存储器中的信息而成为第一电阻状态或第二电阻状态，其中所述ＣＥＭ的电阻在所述第二电阻状态中比在所述 第一电阻状态中更高；和　读取电路，用于感测所述存储单元的状态和提供对应于所述存储单元的感测状态的电信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡洛斯A帕斯德阿劳若，马修D布鲁贝克，约兰塔切林斯卡，
申请(专利权)人：思美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]