[发明专利]电阻式随机存取存储器

说明书

技术领域

本发明涉及一种存储器，特别是涉及一种电阻式随机存取存储器。

背景技术

随着各种电子产品的蓬勃发展及功能需求的提高，使得当前全球存储器市场需求急速扩张，其中又以非挥发性存储器(Non-Volatile Memory,NVM)的快速成长最引人注目。为了应对此产业变化，全球各大厂与研究机构对于下一个世代存储器技术开发均早已如火如荼般地展开。在各种可能的技术中，电阻式随机存取存储器(Resistive Random Access Memory，RRAM)具有结构简单、写入操作电压低、可高速操作以及非挥发性等特性，因此电阻式随机存取存储器具有与其它非挥发性存储器竞争的潜力。

然而，当电阻式随机存取存储器的电极的可供进行氧化还原的部分完全被氧化时，电阻式随机存取存储器将无法继续使用。因此，如何提高电阻式随机存取存储器的耐用性为目前业界积极研究开发的目标之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电阻式随机存取存储器，其具有较佳的耐用性(endurance)。

为了达上述目的，本发明提出一种电阻式随机存取存储器，包括第一电极、介电层、至少一第一纳米结构及第二电极。介电层设置于第一电极上。第一纳米结构设置于第一电极与介电层之间，且第一纳米结构包括多个第一群聚型金属纳米粒子及多个第一包覆型金属纳米粒子。第一群聚型金属纳米粒子设置于第一电极上。第一包覆型金属纳米粒子包覆第一群聚型金属纳米粒子，其中第一群聚型金属纳米粒子的扩散系数大于第一包覆型金属纳米粒子的扩散系数。第二电极设置于介电层上。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第一电极的材料例如是过渡金属或其氮化物。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第一电极例如是比第二电极容易氧化。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，介电层的材料例如是高介电常数材料。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第一群聚型金属纳米粒子与第一电极例如是具有相同的金属元素。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第一群聚型金属纳米粒子例如是具有可氧化性(oxidizability)。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第一群聚型金属纳米粒子的材料与第一包覆型金属纳米粒子的材料可分别为过渡金属。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第一包覆型金属纳米粒子的电位例如是高于该些第一群聚型金属纳米粒子的电位。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第一包覆型金属纳米粒子的扩散系数例如是大于介电层的材料的扩散系数。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第一包覆型金属纳米粒子的材料包括一种或两种以上金属。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第二电极的材料例如是过渡金属或其氮化物。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，还包括第一放热电极，且第一电极设置于第一放热电极上。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，还包括至少一第二纳米结构，设置于第二电极与介电层之间，且第二纳米结构包括多个第二群聚型金属纳米粒子及多个第二包覆型金属纳米粒子。第二群聚型金属纳米粒子设置于第二电极上。第二包覆型金属纳米粒子包覆第二群聚型金属纳米粒子，其中第二群聚型金属纳米粒子的扩散系数大于第二包覆型金属纳米粒子的扩散系数。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第二群聚型金属纳米粒子与第二电极例如是具有相同的金属元素。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第二群聚型金属纳米粒子例如是具有可氧化性。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第二群聚型金属纳米粒子的材料与第二包覆型金属纳米粒子的材料可分别为过渡金属。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第二包覆型金属纳米粒子的电位例如是高于该些第二群聚型金属纳米粒子的电位。

依照本发明的一实施例所述，在上述的电阻式随机存取存储器中，第二包覆型金属纳米粒子的扩散系数例如是大于介电层的材料的扩散系数。