[发明专利]包含纳米‑轨道电极的非易失性存储单元

权利要求书

1.一种非易失性存储装置，包括多个非易失性存储单元，其中该非易失性存储单元的每一个包括：

第一电极；

二极管控制元件；

存储元件，设置为与该二极管控制元件串联；

第二电极；以及

纳米-轨道电极，宽度为15nm或更小。

2.如权利要求1所述的装置，其中，

该非易失性存储单元的每一个包括位于衬底之上的柱状存储单元；

该存储元件设置在该二极管之上或之下；以及

该存储元件和该二极管设置在该第一电极和该第二电极之间。

3.如权利要求2所述的装置，其中该纳米-轨道电极设置在该存储元件和该二极管之间的该柱状存储单元中。

4.如权利要求3所述的装置，其中，

该存储元件设置在该二极管之上；

该纳米-轨道电极的底部设置为与该二极管的上表面电接触；

该纳米-轨道电极的顶部设置为与该存储元件的下表面电接触；

该第一电极设置为与该二极管的下表面电接触；以及

该第二电极设置为与该存储元件的上表面电接触。

5.如权利要求4所述的装置，还包括绝缘材料，设置为邻近该纳米-轨道电极在该存储元件的该下表面和该二极管的该上表面之间的第一侧和第二侧。

6.如权利要求2所述的装置，其中该纳米-轨道电极设置在该第一电极或该第二电极之一和该存储元件或该二极管之一之间的该存储单元中，从而该纳米-轨道电极在该第一电极或该第二电极之一和该存储元件或该二极管之一之间提供电连接。

7.如权利要求1所述的装置，其中该纳米-轨道电极的宽度为2-15nm、高度为10-100nm和长度为10-100nm，并且其中该宽度小于该长度。

8.如权利要求7所述的装置，其中，

该纳米-轨道电极包括导电材料，该导电材料选自多晶硅、金属或金属合金，作为减小存储单元中电流的串联电阻；

该二极管包括p-i-n二极管；

该存储元件包括可转换金属氧化物、复合金属氧化物层、碳纳米管材料、石墨烯电阻可转换材料、碳电阻可转换材料、相变材料、导电桥元件或可转换聚合物材料的至少一个；

该存储单元是可重写存储单元；以及

该存储装置包括该存储单元的单片三维阵列。

9.如权利要求5所述的装置，其中，

该第一电极和该第二电极包括导体轨道；

每个柱状存储单元具有从上面观察的矩形截面；

该绝缘材料设置为邻近该存储单元的相对的第一侧和第二侧，并且在相邻的第一电极导体轨道之间延伸；以及

该绝缘材料还设置为邻近该存储单元的相对的第三侧和第四侧，并且在相邻的第二电极导体轨道之间延伸。

10.一种制造非易失性存储单元的方法，包括：

形成第一电极；

形成二极管控制元件；

形成第一结构；

在该第一结构之上形成导电层，从而该导电层在该第一结构的侧壁上的一部分形成宽度为15nm或更小的纳米-轨道电极；

形成存储元件；以及

形成第二电极。

11.如权利要求10所述的方法，还包括各向异性蚀刻该导电层以在该第一结构的该侧壁上形成侧壁间隔体，其中该纳米-轨道电极包括该侧壁间隔体。

12.如权利要求10所述的方法，还包括：

形成与该第一结构分隔的第二结构，从而该导电层形成在该第一结构和该第二结构的上表面之上、该第一结构和该第二结构之间、并且在该第一结构和该第二结构的侧壁上；以及

平坦化该导电层，从而从该第一结构和该第二结构的该上表面去除该导电层，而该导电层保留在该第一结构和该第二结构之间、以及在该第一结构和该第二结构的侧壁上。

13.如权利要求10所述的方法，其中该第一结构包括邻近该纳米-轨道电极的第一侧的第一绝缘结构。