[发明专利]阻变型随机存储单元、存储器及制备方法

权利要求书

1.一种阻变型随机存储单元，其特征在于，该存储单元自下至上包括：下导电电极、能够形成金属性导电通道的阻变存储层、上导电电极和控制电极，其中：

该控制电极，为导电材料形成的锥形凸起，形成于下导电电极与所述阻变存储层之间，与所述下导电电极一体成型或紧密结合。

2.根据权利要求1所述的阻变型随机存储单元，其特征在于：所述控制电极为圆锥形。

3.根据权利要求1所述的阻变型随机存储单元，其特征在于：所述控制电极采用光学曝光和湿法刻蚀的工艺制备。

4.根据权利要求1所述的阻变型随机存储单元，其特征在于：所述控制电极的厚度为5nm-100nm，其材料为以下材料中的一种或多种：Ti、W、Cu、Ni或Ru。

5.根据权利要求4所述的阻变型随机存储单元，其特征在于：所述控制电极为20nm的Ti材料薄膜层。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的阻变型随机存储单元，其特征在于：所述下导电电极为5nm～500nm的惰性的金属材料或导电金属化合物；所述上导电电极为1nm～500nm的易氧化金属材料。

7.根据权利要求6所述的阻变型随机存储单元，其特征在于：

所述惰性的金属材料为以下材料中的一种或多种：W、Al、Cu、Au、Ag、Pt、Ru、Ti、Ta；

所述惰性的导电金属化合物为以下材料中的一种或多种：TiN、TaN、ITO、IZO；

所述易氧化金属材料为以下材料中的一种或多种：Cu、Ag。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的阻变型随机存储单元，其特征在于：所述阻变存储层为基于固态电解液材料的薄膜层或基于二元过渡族金属氧化物的薄膜层。

9.根据权利要求8所述的阻变型随机存储单元，其特征在于：

所述固态电解液材料为：CuS、AgS、CuI_xS_y或AgGeSe；

所述二元过渡族金属氧化物为：ZrO₂、HfO₂、TiO₂、SiO₂、WO_x、NiO、CuO_x、ZnO、TaO_x或Y₂O₃。

10.一种阻变型随机存储器，其特征在于，该存储器包括：电阻读写单元、地址选择单元和若干权利要求1-9中任一项所述的阻变型随机存储单元；其中：

所述地址选择单元，与所述若干阻变型随机存储单元相连，用于选择进行操作的阻变型随机存储单元；

所述电阻读写单元，与所述地址选择单元和所述若干阻变型随机存储单元相连，用于对所选择的阻变型随机存储单元进行置位、复位或编程操作。

11.一种阻变型随机存储器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

在绝缘衬底上淀积下导电电极；

在所述下导电电极上形成锥形控制电极，该锥形控制电极和所述下导电电极紧密结合；

在所述下导电电极和所述锥形控制电极上形成能够形成金属性导电通道的阻变存储层；以及

在所述阻变存储层上形成上导电电极。

12.根据权利要求11所述的阻变型随机存储器的制备方法，其特征在于，所述控制电极为圆锥形。

13.根据权利要求11所述的阻变型随机存储器的制备方法，其特征在于，所述在下导电电极上形成锥形控制电极的步骤包括：

在下导电电极上通过蒸发、溅射、化学气相沉积、脉冲激光沉积或原子层沉积手段中的一种，淀积一层5nm-100nm厚的导电薄膜，所述导电薄膜的材料为以下材料中的一种或多种：Ti、W、Cu、Ni或Ru；

采用湿法腐蚀形成锥形的控制电极。

14.根据权利要求11-13中任一项所述的阻变型随机存储器的制备方法，其特征在于：所述阻变存储层为基于固态电解液材料的薄膜层或基于二元过渡族金属氧化物的薄膜层。