[发明专利]非易失性存储器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非易失性存储器件及其制造方法。

背景技术

由于在存储器件中要求较高的容量和较低的功耗，正在研究下一代的存储器件，其是非易失性的并且不要求刷新。这些下一代的存储器件要求动态随机存取存储器(DRAM)的高集成度、闪存的非易失性和静态RAM(SRAM)的高速度，例如相变RAM(PRAM)、纳米浮置栅存储器(NFGM)、高分子RAM(PoRAM)、磁性RAM(MRAM)、铁电RAM(FeRAM)和电阻型RAM(RRAM)。

在RRAM中，当较高的电压施加到绝缘体时，可以产生电流流过的通路，因此可以减小电阻。当一旦产生通路时，可以通过施加足够的电压去除通路或者可以再产生通路。

发明内容

本发明提供了包括存储单元的高度集成且高容量的非易失性存储器件及制造该非易失性存储器件的方法，其中当存储单元包括垂直于衬底的信号线时，信号线可以被共享以减少用于进行信号线的选择操作的选择元件的数目。额外的方面将在以下的描述中部分阐述，并从该描述而变得部分明显，或者可以通过实践示例性实施例而习知。

根据示例性实施例，非易失性存储器件可以包括：衬底；多条第一信号线，在衬底上且沿垂直方向；多个存储单元，具有连接到多条第一信号线的末端；多条第二信号线，在衬底上且垂直于多条第一信号线，并且所述第二信号线的每条连接到多个存储单元的另一末端；以及多个选择元件，在衬底上并连接到多条第一信号线的至少两条。

多个选择元件可以每个连接到多条第一信号线中的彼此不相邻的至少两条，并对多条第一信号线中的至少两条进行选择操作。多条第二信号线可以分为多个组，包括在多个组的每个中的多条第二信号线彼此相连。包括在多个组的每个组中的多条第二信号线可以彼此不相邻。

多个存储单元可以布置在一条线上，并且多个存储单元的末端之一可以连接到多条第一信号线之一。在多个存储单元中彼此相邻的一对存储单元可以共享多条第一信号线中的一条，并且多个存储单元中每个包括在不同对中且彼此相邻的存储单元可以共享多条第二信号线中的一条。

多个存储单元可以每个包括：可变电阻体，连接到多条第一信号线中的一条；以及二极管，在多条第二信号线中的一条与可变电阻体之间。

根据示例性实施例，非易失性存储器件可以包括：多个存储单位，包括多个存储单元；多条第一信号线，每个形成在多个存储单位中彼此相邻的一对存储单位之间；多条第二信号线，每条形成在多个存储单位中每个包括在不同的对中且彼此相邻的存储单位之间；以及多个选择元件，每个连接到多条第一信号线中的至少两条。

根据示例性实施例，制造非易失性存储器件的方法可以包括：在衬底上形成多个选择元件；形成多个层叠结构，该多个层叠结构包括多条第二信号线以及在多条第二信号线之间的多个绝缘层；在多个层叠结构的每个的侧面顺次形成二极管层和可变电阻体层；在可变电阻体层之间形成多条第一信号线，每个可变电阻体层形成在多个层叠结构中的两个层叠结构的侧面上；以及将多个选择元件连接到多条第一信号线中的至少两条。

将多个选择元件连接到多条第一信号线中的至少两条可以进一步包括将多个选择元件连接到多条第一信号线中的至少两条，该至少两条是多条第一信号线中彼此不相邻的两条。

该方法还可以包括：将多条第二信号线分成多个组；以及将包括在多个组的每个中的第二信号线彼此相连。包括在多个组的每个中的第二信号线可以彼此不相邻。该方法还可以包括由位于多条第一信号线之一与多条第二信号线之一之间的二极管层和可变电阻体层形成存储单元。

根据示例性实施例，操作非易失性存储器件的方法可以包括：提供多条第一信号线、多个存储单元、多条第二信号线和多个选择元件，其中多个存储单元具有连接到多条第一信号线的末端，多条第二信号线垂直于多条第一信号线并且每个连接到多个存储单元的另一末端，多个选择元件连接到多条第一信号线中的至少两条；以及施加电压到多条第一信号线中的一条第一信号线。

电压可以是写电压，该方法还可以包括：开启多个选择元件中的一个选择元件以选择多条第一信号线中连接到多个存储单元中的一个存储单元的一条第一信号线，并关闭连接到与该条第一信号线相邻的其余第一信号线的多个选择元件；施加接地电压到多条第二信号线中的连接到多个存储单元中的一个存储单元的第二信号线；以及施加禁止电压到与连接到多个存储单元中的该个存储单元的多条第二信号线相邻的其余第二信号线。电压可以是读电压，读电压小于写电压。

附图说明