[发明专利]包括局部丝状沟道的电阻性存储器单元、包括其的器件、以及制造其的方法

权利要求书

1.一种形成电阻性存储器单元的方法，包括：

提供衬底，所述衬底包括具有形成在其中的沟槽的电介质材料；

形成第一电极；

通过在所述沟槽内沉积亚化学计量氧化物的层而在所述第一电极上形成具有总宽度W的切换层前体，所述亚化学计量氧化物包括多个氧空位；

在所述切换层前体上形成第二电极，所述第二电极的至少一部分形成为氧交换层；

对所述切换层前体进行处理以形成内部区域以及与所述内部区域相邻的第一外部区域和第二外部区域，其中，所述处理包括通过在所述电介质材料中形成一个或多个出入孔而将所述切换层前体的第一侧和第二侧暴露于含氧大气并且在所述含氧大气中对所得到的结构进行热处理，以便用氧占据所述多个氧空位中的至少一些邻近所述第一侧和所述第二侧的氧空位，并且其中，在所述处理之后：

所述内部区域设置在所述氧交换层下方且具有小于所述切换层的所述总宽度W的宽度W1；并且

所述第一外部区域和所述第二外部区域均包括大体上化学计量的氧化物；以及

执行形成过程以形成切换层，所述切换层包括至少一个丝状体，其中，所述至少一个丝状体仅存在于所述内部区域的所述宽度W1内。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述切换层前体的所述第一侧和所述第二侧上形成保护层，其中，所述保护层包括不透氧材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理还包括在所述含氧大气中对所述切换层前体进行热处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，

在所述沟槽内沉积所述亚化学计量氧化物的层包括沉积所述层以使得所述切换层前体的所述第一侧和所述第二侧分别接触所述沟槽的相对侧壁。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

形成所述切换层前体包括在所述第一电极上沉积大体上化学计量的氧化物的层；并且

所述处理包括对所述氧交换层和所述切换层前体进行热处理，以便形成大体上位于所述氧交换层之下的所述内部区域。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述形成过程使所述氧空位在所述内部区域内形成单个丝状体。

7.一种电阻性存储器单元，包括：

第一电极；

形成在所述第一电极上的具有总宽度W的切换层；

第二电极，所述第二电极形成在所述切换层上；

其中：

所述第二电极的至少一部分形成为氧交换层；所述切换层包括第一侧、第二侧、内部区域、以及与所述内部区域相邻的第一外部区域和第二外部区域，所述内部区域包括亚化学计量氧化物，所述第一外部区域和所述第二外部区域包括大体上化学计量的氧化物；所述内部区域设置在所述氧交换层下方且具有宽度W1，所述宽度W1小于所述切换层的总宽度W；

所述切换层设置在形成于衬底的电介质材料中的沟槽内；并且

通过用不透氧材料填充形成在所述电介质材料中的一个或多个出入孔来形成所述切换层的保护层。

8.根据权利要求7所述的电阻性存储器单元，其中，所述亚化学计量的氧化物包括多个氧空位。

9.根据权利要求8所述的电阻性存储器单元，其中，所述电阻性存储器单元能够响应于所施加的电压而在导通状态与关断状态之间重新配置；以及

当所述电阻性存储器单元处于导通状态时，所述多个氧空位的至少一部分仅在所述内部区域的所述宽度W1内形成至少一个丝状体。

10.根据权利要求9所述的电阻性存储器单元，其中，所述电阻性存储器单元处于关断状态，所述至少一个丝状体被破坏。

11.根据权利要求7所述的电阻性存储器单元，还包括保护层，所述保护层位于所述切换层的所述第一侧和所述第二侧上。