[发明专利]以高密度电阻材料为主的半导体存储装置及其制造方法

权利要求书

1.一种存储装置，其特征在于，包含：

多条字线；

多条位线；以及

多个存储单元位于该字线及该位线之间，每一存储单元包含：

一二极管；

多个存储元件，每一存储元件包含一种或多种金属氧化物化合 物，该二极管及该多个存储元件是沿着一介于该多个字线的一对应的 字线和该多个位线的一对应的位线之间的一电流路径以电性串联安 置；

一第一导电栓塞在该二极管之上，并电性耦接该二极管至该多个 存储元件中的一第一存储元件；以及

一第二导电栓塞覆盖该第一存储元件，并电性耦接该第一存储元 件至该多个存储元件中的一第二存储元件，且该第二存储元件与该第 一存储元件的剖面均为圆形，该两个圆形的直径不同。

2.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于：

该位线覆盖在该字线之上并与该字线在交点位置上交错；以及

该存储单元被安置于该交点位置上。

3.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于，该一种或多种金 属氧化物化合物包含氧化钨WO_x、NiO、Nb₂O₅、CuO₂、Ta₂O₅、Al₂O₅、 CoO、Fe₂O₃、HfO₂、TiO₂、SrTiO₃、SrZrO₃以及(BaSr)TiO₃至少一种。

4.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于：

该字线包含具有一第一导电类型的掺杂半导体材料；以及

每一存储单元的该二极管包含一掺杂半导体区域在该对应的字线之 内，以及在邻近于该掺杂半导体区域的该对应的字线的一部位，该掺杂的 半导体区域具有一不同于该第一导电类型的一第二导电类型。

5.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于：

该第一导电栓塞及该第二导电栓塞包含钨；

该第一存储元件是对齐于该第一导电栓塞；以及

该第二存储元件是对齐于该第二导电栓塞。

6.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于，该对应的位线覆 盖该第二导电栓塞。

7.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于：

该字线具有字线宽度，且邻近的字线被一字线分隔距离所隔开；

该位线具有位线宽度，且邻近的位线被一位线分隔距离所隔开；以及

在该多个存储单元内的每一该存储单元具有一存储单元区域，该存储 单元区域具有沿着该第一方向的一第一侧边，以及沿着该第二方向的一第 二侧边，该第一侧边具有一长度等于该位线宽度及该位线分隔距离的总 和，该第二侧边具有一长度等于该字线宽度及该字线分隔距离的总和。

8.根据权利要求7所述的存储装置，其特征在于，该第一侧边的该 长度等于一特征尺寸F的两倍，以及该第二侧边的该长度等于一特征尺寸 F的两倍，使得该存储单元面积等于4F²。

9.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于，更包含偏压电路 其用来施加跨越该二极管与在该多个存储单元中的一被选择的存储单元 的该多个存储元件的该串联安置的偏压调整，以储存一多位数据值于该被 选择的存储单元中，该偏压调整包含：

一第一偏压调整以建立一高电阻状态于该多个存储元件中的一第一 存储元件中，以及一初始电阻状态在该多个存储元件中的一第二存储元件 中，以储存该多位数据值的一第一数据值在该被选择的存储单元中；以及

一第二偏压调整以建立一低电阻状态于该一第一存储元件中，以及该 初始电阻状态在该第二存储元件中，以储存该多位数据值的一第二数据值 在该被选择的存储单元中。