[发明专利]非易失性存储器单元

说明书

技术领域

本发明实施例涉及一种非易失性存储器单元。

背景技术

非易失性存储器是甚至在电源被切断且再次接通之后也能够检索信息位的一种类型的存储器。在过去几年，相较于传统硬盘存储媒体(例如磁带及光盘(CD))，非易失性存储器备受关注。在众多类型的非易失性存储器当中，电阻式非易失性存储器因其快速的存取时间及高装置密度而被视为颇具前景的存储器技术。然而，电阻性非易失性存储器的发展可能在装置微型化方面面临挑战。当所要装置尺寸继续缩小时，需要考虑例如功率、操作时间及循环耐久性等的所有性能指标。

发明内容

本发明实施例提供一种非易失性存储器单元，其包括：数据存储单元，其经配置以存储信息位，所述数据存储单元具有第一端及第二端，所述第一端耦合到位线；选择单元，其经配置以存取所述数据存储单元，所述选择单元具有耦合到选择线的第一端、耦合到所述数据存储单元的所述第二端的第二端及耦合到源极线的第三端；以及切换单元，其经配置以执行形成操作，所述切换单元具有耦合到形成线的第一端及耦合到所述数据存储单元的所述第二端的第二端。

附图说明

当结合附图阅读时，根据以下具体实施方式最好地理解本揭示的方面。应注意，根据行业中的标准惯例，未必按照比例绘制各种特征。事实上，为了论述清楚起见，各种特征的尺寸可任意增加或减少。

图1展示根据一些实施例的非易失性存储器阵列的示意图。

图2A展示根据一些实施例的非易失性存储器单元的电路图。

图2B展示根据一些实施例的用于图2A的非易失性存储器单元的数据存储单元的框图。

图2C展示根据一些实施例的图2A的非易失性存储器单元的横截面图。

图3A展示根据一些实施例的非易失性存储器单元的电路图。

图3B展示根据一些实施例的图3A的非易失性存储器单元横截面图。

图4展示根据一些实施例的非易失性存储器单元的横截面图。

具体实施方式

以下揭示内容提供用于实施所提供的标的物的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件及布置的特定实例以简化本揭示。当然，这些仅为实例且不希望具限制性。举例来说，在以下描述中第一特征形成于第二特征上方或第一特征形成于第二特征上可包含其中第一及第二特征是直接接触而形成的实施例，且也包含其中额外特征可形成于第一特征与第二特征之间使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本揭示可在各种实例中重复元件符号及/或字母。此重复是出于简单及明确目的，且其本身并不指示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。

此外，为易于描述，在本文中可使用例如“下方”、“之下”、“下”、“之上”、“上方”及类似物的空间相对术语，以描述如图式中所说明的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。所述空间相对术语希望涵盖在使用或操作中的装置除图式中所描绘的定向外的不同定向。设备可以其它方式经定向(旋转90度或以其它定向)，且同样可相应地解释本文中所使用的空间相对描述符。

电阻式非易失性存储器或电阻性随机存取存储器(RRAM)经配置为将数据逻辑状态存储于嵌入式可变电阻元件中的一种类型的非易失性存储器。然而，随着装置几何大小不断减小，现有RRAM技术遇到制造挑战。同时，操作电压及电流应随着元件及特征的小型化而减小。否则，用于形成RRAM单元的过高形成电压电平可损坏存储器结构。因为电压应力可持续性在更先进的制造工艺(例如28nm工艺或更好的工艺)下变得较弱，所以这种情况对于较薄的装置特征来说将变得更为严峻。

鉴于以上提及的问题，本发明实施例中论述改进的RRAM架构。可使用先进的工艺流程来实施所提出的RRAM单元，同时保持在高形成电压电平下的可持续性。装置占据面积保持较小且制造工艺与当前主流工艺流程兼容。循环耐久性可有效增加且RRAM的性能因此得到增强。