[发明专利]具有多层器件结构的电阻式随机存取存储器（RRAM）

权利要求书

1.一种电阻式存储器，包括：

第一电极和第二电极；以及

多层电阻切换网络，设置在所述第一电极和所述第二电极之间，所述多层电阻切换网络包括：

IV族元素掺杂层；

第一碳掺杂层，设置在所述IV族元素掺杂层和所述第一电极之间；和

第二碳掺杂层，设置在所述IV族元素掺杂层和所述第二电极之间。

2.根据权利要求1所述的电阻式存储器，其中，所述IV族元素掺杂层包括掺杂到介电材料内的金属材料。

3.根据权利要求2所述的电阻式存储器，其中，所述介电材料包括氧化硅或氧化铪。

4.根据权利要求2所述的电阻式存储器，其中，所述金属材料包括锆、钛或铪。

5.根据权利要求1所述的电阻式存储器，其中，所述第一碳掺杂层包括掺杂到第一介电材料内的碳，并且所述第二碳掺杂层包括掺杂到第二介电材料内的碳。

6.根据权利要求5所述的电阻式存储器，其中，所述第一介电材料和所述第二介电材料的每种均包括氧化硅或氧化铪。

7.根据权利要求5所述的电阻式存储器，其中，所述第一介电材料和所述第二介电材料包括相同的元素。

8.根据权利要求1所述的电阻式存储器，其中，所述第一碳掺杂层中的碳的浓度与所述第二碳掺杂层中的碳的浓度不同。

9.根据权利要求1所述的电阻式存储器，其中，所述第一碳掺杂层的厚度与所述第二碳掺杂层的厚度不同。

10.根据权利要求1所述的电阻式存储器，其中，所述IV族元素掺杂层的厚度高于所述第一碳掺杂层的厚度或所述第二碳掺杂层的厚度。

11.一种制造电阻式存储器的方法，包括：

使用溅射在第一电极上形成第一碳掺杂层；

使用溅射在所述第一碳掺杂层上形成IV族元素掺杂层；

使用溅射在所述IV族元素掺杂层上形成第二碳掺杂层；以及

使用溅射在所述第二碳掺杂层上形成第二电极。

12.根据权利要求11所述的制造电阻式存储器的方法，其中，使用溅射在所述第一电极上形成所述第一碳掺杂层包括：

将导电膜用作电极层；以及

通过使用溅射将介电材料和碳靶共沉积在所述电极层上使得所述介电材料掺杂有碳来形成碳掺杂薄膜。

13.根据权利要求12所述的制造电阻式存储器的方法，其中，所述导电膜是氮化钛膜。

14.根据权利要求12所述的制造电阻式存储器的方法，其中，所述介电材料包括氧化硅或氧化铪。

15.根据权利要求11所述的制造电阻式存储器的方法，其中，使用溅射在所述第一碳掺杂层上形成所述IV族元素掺杂层包括：

通过使用溅射将介电材料和IV族元素靶共沉积在所述第一碳掺杂层上使得所述介电材料掺杂有所述IV族元素来形成IV族元素掺杂膜。

16.根据权利要求15所述的制造电阻式存储器的方法，其中，所述IV族元素包括锆、钛或铪。

17.根据权利要求15所述的制造电阻式存储器的方法，其中，所述介电材料包括氧化硅或氧化铪。

18.根据权利要求11所述的制造电阻式存储器的方法，其中，使用溅射在所述IV族元素掺杂层上形成所述第二碳掺杂层包括：

通过使用溅射将介电材料和碳靶共沉积在所述IV族元素掺杂层上使得所述介电材料掺杂有碳来形成碳掺杂膜。

19.根据权利要求18所述的制造电阻式存储器的方法，其中，所述介电材料包括氧化硅或氧化铪。

20.一种电阻式存储器单元，包括：

一对电极；以及

多层电阻切换网络，设置在所述一对电极之间，所述多层电阻切换网络包括：

一对碳掺杂层，每个碳掺杂层均包括掺杂有碳的氧化硅；和

IV族元素掺杂层，设置在所述一对碳掺杂层之间，所述IV族元素掺杂层包括掺杂有IV族元素的氧化硅。