存储器单元及存储信息的方法技术

一些实施例包含存储器单元，所述存储器单元具有沟道支撑材料、所述沟道支撑材料上方的介电材料、所述介电材料上方的载流子捕获材料及所述载流子捕获材料上方且直接抵靠于所述载流子捕获材料的导电电极材料；其中所述载流子捕获材料包含镓、铟、锌及氧。一些实施例包含存储信息的方法。提供一种存储器单元，所述存储器单元具有沟道支撑材料、所述沟道支撑材料上方的介电材料、所述介电材料上方的载流子捕获材料及所述载流子捕获材料上方且直接抵靠于所述载流子捕获材料的导电电极材料；其中所述载流子捕获材料包含镓、铟、锌及氧。确定是否在所述载流子捕获材料中捕获载流子以借此确认所述存储器单元的存储器状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及
技术介绍
存储器为一种类型的集成电路，且在计算机系统中用于存储数据(S卩，信息)。通常在个别存储器单元的一个或一个以上阵列中制造集成存储器。存储器单元可为易失性、半易失性或非易失性。非易失性存储器单元可长期存储数据，且在一些实例中可在缺少电力的情况下存储数据。易失性存储器会耗散且因此需刷新/重写以维持数据存储。所述存储器单元经配置以将存储器保持或存储在至少两种不同可选状态中。在二进制系统中，所述状态被视为“0”或“ I ”。在其它系统中，至少一些个别存储器单元可经配置以存储两种能级或状态以上的信息。存在研发经改进存储器的持续目标。例如，用于存储器单元中的组件可随时间降级，这可导致存储器单元的性能特性降低，且最终导致所述存储器单元发生故障。因此，希望研发具有改善的稳定性的存储器单元。作为另一实例，希望减小由个别存储器单元消耗的面积量以增加可保持在个别芯片上的存储器量。希望研发改进的存储器及用于使用存储器存储信息的改进方法。
技术实现思路
【附图说明】图1为实例实施例存储器单元的概略横截面图。图2概略地说明图1存储器单元的各种操作模式。图3为另一实例实施例存储器单元的概略横截面图。图4概略地说明图3存储器单元的各种操作模式。【具体实施方式】一些实施例包含使用铟镓锌氧化物作为电荷捕获材料的新存储器单元。铟镓锌氧化物可被称为IGZO或GIZ0。字母G、1、Z及0的顺序并不暗示由此类字母表示的原子成分的相对量；且因此术语IGZO及GIZO彼此完全同义。用于本文描述的实施例中的IGZO可包括任何合适化学计算比。例如，在一些实施例中IGZO可被视为包括Ga2O3: In2O3: ZnO的一比率；且此比率可为任何合适比率，包含(例如)1:1: 1、2: 2: 1、3: 2: 1、4: 2:1 等等。图1中展示实例存储器单元10。此存储器单元包括沟道支撑材料12及沟道支撑材料上方的堆叠14。堆叠14包含介电材料16、载流子捕获材料18及导电电极材料20。在所示实施例中，介电材料16在沟道支撑材料12上方且直接抵靠于沟道支撑材料12 ;载流子捕获材料18在介电材料16上方且直接抵靠于介电材料16 ;且所述导电电极材料20在所述载流子捕获材料上方且直接抵靠于所述载流子捕获材料。各种材料16、18及20的所示相对厚度说明许多实施例的一者，且实际相对厚度可为任何合适厚度。所述存储器单元还包括延伸到所述沟道支撑材料中的一对源极/漏极区域22及24。沟道支撑材料12可包括任何合适组分或组分组合；且在一些实施例中可包括石墨烯、IGZO的一者或一者以上及各种半导体材料(例如，硅、锗等等)中的任一者、基本上由石墨烯、IGZO的一者或一者以上及各种半导体材料(例如，硅、锗等等)中的任一者组成或由石墨稀、IGZ0的一者或一者以上及各种半导体材料(例如，娃、错等等)中的任一者组成。如果沟道支撑材料12包括半导体材料，那么在一些实施例中此半导体材料可为p型背景掺杂。在一些实施例中所述沟道支撑材料可为半导体基底(例如，单晶硅基底)的部分，或可由半导体基底支撑。例如，沟道支撑材料可包括石墨烯及/或IGZ0、基本上由石墨烯及/或IGZO组成或由石墨烯及/或IGZO组成，且在一些实施例中可被支撑在单晶硅基底上方。介电材料16可包括任何合适组分或组分组合；且在一些实施例中可包括二氧化硅、氮化硅、氧化铪、氧化锆等等的一者或一者以上、基本上由二氧化硅、氮化硅、氧化铪、氧化锆等等的一者或一者组成或由二氧化硅、氮化硅、氧化铪、氧化锆等等的一者或一者组成。载流子捕获材料18包括IGZ0，且因此可包括包含镓、铟、锌及氧的组合物、基本上由所述组合物组成或由所述组合物组成。在一些实施例中，所述载流子捕获材料可表现为n型材料。在一些实施例中，所述载流子捕获材料可掺杂有一种或一种以上合适掺杂物，包含(例如)氢。导电电极材料20可包括任何合适组分或组分组合；且在一些实施例中可包括元素金属(例如，银、金等等)、金属混合物(例如，合金等等)、含金属的化合物(例如，金属硅化物、金属氮化物等等)及/或掺杂导电半导体材料(例如，掺杂导电硅、掺杂导电锗等等)、基本上由元素金属(例如，银、金等等)、金属混合物(例如，合金等等)、含金属的化合物(例如，金属硅化物、金属氮化物等等)及/或掺杂导电半导体材料(例如，掺杂导电硅、掺杂导电锗等等)组成或由元素金属(例如，银、金等等)、金属混合物(例如，合金等等)、含金属的化合物(例如，金属硅化物、金属氮化物等等)及/或掺杂导电半导体材料(例如，掺杂导电硅、掺杂导电锗等等)组成。载流子捕获材料18与导电材料20之间的界面可为二极管结19。在一些实施例中，电极材料20包括金属，且载流子捕获材料18与电极材料20之间的界面为肖特基(Schottky)型二极管结。沟道支撑材料12可支撑形成于介电材料16下方且介于所述源极/漏极区域22与24之间的沟道26。源极/漏极区域22及24可为任何合适导电区域。在一些实施例中，源极/漏极区域可对应于形成于半导体材料12内的掺杂导电区域。在其它实施例中，材料12可包括石墨烯、IGZO或非半导体材料；且源极/漏极区域可对应于形成于延伸到此材料12中的开口内的导电材料(例如，含金属的材料)。所说明的堆叠14包括从沟道支撑材料12的一上表面延伸到电极材料20的一上表面的垂直侧壁15及17。在其它实施例中，材料16、18及20的一者或一者以上的图案化可不同于其它材料。例如，介电材料16的图案化可不同于材料18及20，使得材料16向外延伸到源极/漏极区域22及24上方，而材料18及20保持如所示般图案化。因此，在一些实施例中垂直侧壁15及17可为仅沿所述材料18及20，而非沿全部材料16、18及20延伸。所说明的存储器单元可为同时跨半导体裸片制造为集成电路存储器阵列一部分的多个存储器单元中的一者。将IGZO并入存储器单元中的优点为:可用相对较低温度处理制造IGZO(例如，可在小于或等于约150°C的温度下形成IGZ0)。此低温处理可比较高温度处理更容易并入集成制造序列中，原因在于:所述低温处理较不可能损坏集成电路组件。在一些实施例中，这可提供适合用于三维堆叠结构的制造中的方法论。电荷捕获材料18的IGZO可被用作具有低少数载流子浓度的宽带隙半导体材料。存储器单元10可被视为具有两种不同的存储器状态，其中所述存储器状态中的一者具有存储于电荷捕获材料18中的相对较高电荷量，且所述存储器状态中的另一者具有存储于此电荷捕获材料中的相对较低电荷量。图2展示存储器单元10的实例操作模式，其中以带隙图来说明此类模式。初始状态在图2的顶部展示为“存储器状态I”。与展示为“存储器状态2”且在下文描述的另一存储器状态相比，所述存储器状态具有存储于载流子捕获材料18上的相对较少电荷。图2中所示的下一个状态为“电子注入”状态，其中电极材料20的能级升高使得电子(说明为e_)从材料20注入到电荷捕获材料18上。在图2中以虚线分别展示材料18及20的初始能量状态，且此类材料的升高能量状态分别以实线展示在能级18a及20a处。在一些实施例中，可通过跨二极管结19(图1)提供电场而升高电极材料20的能级，使得电极材料20相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器单元，其包括：沟道支撑材料；介电材料，其在所述沟道支撑材料上方；载流子捕获材料，其在所述介电材料上方；所述载流子捕获材料包括镓、铟、锌及氧；及导电电极材料，其在所述载流子捕获材料上方且直接抵靠于所述载流子捕获材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.26 US 13/190,8211.一种存储器单元，其包括: 沟道支撑材料； 介电材料，其在所述沟道支撑材料上方； 载流子捕获材料，其在所述介电材料上方；所述载流子捕获材料包括镓、铟、锌及氧；及 导电电极材料，其在所述载流子捕获材料上方且直接抵靠于所述载流子捕获材料。2.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述导电电极材料包括金属。3.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述载流子捕获材料直接抵靠于所述介电材料。4.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述导电电极材料为第二导电材料，且所述存储器单元进一步包括介于所述载流子捕获材料与所述介电材料之间的第一导电材料。5.根据权利要求4所述的存储器单元，其中所述第一导电材料包括金属。6.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述沟道支撑材料包括镓、铟、锌及氧。7.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述沟道支撑材料包括半导体材料。8.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述沟道支撑材料包括石墨烯。9.一种存储器单元，其包括: 沟道支撑材料； 介电材料，其在所述沟道支撑材料上方； 第一含金属的材料，其在所述介电材料上方且直接抵靠于所述介电材料； 载流子捕获材料，其在所述第一含金属的材料上方且直接抵靠于所述第一含金属的材料；所述载流子捕获材料包括镓、铟、锌及氧；及 第二含金属的材料，其在所述载流子捕获材料上方且直接抵靠于所述载流子捕获材料。10.根据权利要求9所述的存储器单元，其中所述第一含金属的材料、所述载流子捕获材料与所述第二含金属的材料一起形成具有实质上垂直侧壁的堆叠，所述实质上垂直侧壁从所述介电材料的上表面延伸到所述第二含金属的材料的上表面。11.根据权利要求9所述的存储器单元，其中所述介电材料包括二氧化硅、氮化硅、氧化铪及氧化锆中的一者或一者以上。12.根据权利要求9所述的存储器单元，其中所述载流子捕获材料掺杂有氢。13.根据权利要求9所述的存储器单元，其中所述沟道支撑材料包括镓、铟、锌及氧。14.一种存储信息的方法,其包括: 提供存储器单元，所述存储器单元包括沟道支撑材料、所述沟道支撑材料上方的介电材料、所述介电材料上方的载流子捕获材料及所述载流子捕获材料上方且直接抵靠于所述载流子捕获材料的导电电极材料；其中所述载流子捕获...

【专利技术属性】
技术研发人员：古尔特杰·S·桑胡，D·V·尼马尔·拉马斯瓦米，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US