[发明专利]阻变存储器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体来说，涉及阻变存储器件及其制备方法。

背景技术

阻变存储器件(RRAM，RESISTANCE RANDOM ACCESS MEMORY)是以在外加电场作用下材料的电阻可在高阻态和低阻态之间实现可逆转换为基础的一种非挥发存储器。在不同的外加电压条件下，阻变存储器件的电阻值在高阻态和低阻态之间可以实现可逆转换，以此来实现“1”或“0”的存储。阻变存储器件具有制备简单、操作电压低、读写速度快、保持时间长、非破坏性读取、低功耗、与传统互补金属氧化物半导体（CMOS，COMPLEMENTARY METAL OXIDE SEMICONDUCTOR）工艺兼容性好等优点。

随着半导体技术的日益发展，实际应用中对存储设备的要求越来越高，存储设备不断向着大存储容量、高存储密度发展。对于由阻变存储器件构成的存储器来说如何增加由阻变存储器件构成的存储器的存储密度，成为需要解决的一个重要问题。

发明内容

本发明实施例提供了阻变存储器件及其制备方法，可以使得由阻变存储器件构成的存储器的存储密度大幅上升。

一方面，本发明实施例提供了一种阻变存储器件，包括：

设置在衬底上的底电极、设置在所述底电极上的第一阻变层、设置在所述第一阻变层上的控制层及设置在所述控制层上的顶电极，所述控制层包括位于所述第一阻变层表面上的第一电极、第二电极及填充在所述第一电极和所述第二电极之间的第二阻变层，所述顶电极设置在所述第二阻变层上。

另一方面，本发明实施例还提供了一种阻变存储器件的制备方法，包括：

在衬底上形成底电极；在所述底电极上形成第一阻变层；在所述第一阻变层上形成控制层，所述控制层包括位于所述第一阻变层表面上的第一电极、第二电极及填充在所述第一电极和所述第二电极之间的第二阻变层；在所述控制层的所述第二阻变层上形成顶电极。

与现有技术相比，本发明实施例提供的阻变存储器件在顶电极和第一阻变层之间增加一层控制层，通过在控制层上的第一电极、第二电极上施加电压来改变阻变存储器实际顶电极的面积，进而可以使第一阻变层在低阻态时的电阻由固定值变为由在第一电极、第二电极上施加的电压控制的可变值，使得阻变存储器件处于低阻态时有不同的阻值，从而实现阻变存储器件的多值存储，大大增加由阻变存储器件构成的存储器的存储密度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明阻变存储器件结构示意图；

图2A为本发明阻变存储器件制备方法的一个实施例流程图；

图2B至图2D为本发明一个实施例制备阻变存储器件的示意图；

图2E为本发明阻变存储器件控制层的制备方法的一个实施例流程图；

图2F发明一个实施例制备阻变存储器件控制层的一个示意图；

图2G为本发明阻变存储器件控制层的制备方法的另一个实施例流程图；

图2H发明一个实施例制备阻变存储器件控制层的另一个示意图；

图2I为本发明一个实施例制备阻变存储器件的另一个示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

参见图1，为本发明一个实施例阻变存储器件结构示意图。

该阻变存储器件包括设置在衬底101上的底电极102、设置在底电极上的第一阻变层103、设置在第一阻变层103上的控制层104及设置在控制层104上的顶电极105。