[发明专利]具有聚焦的电场的电阻式随机存取存储器单元

权利要求书

1.一种电阻式随机存取存储器(ReRAM)装置，包括：

包括多个层的多层金属电极结构，其中所述多个层中的每个层包括选自第一组的第一材料和选自第二组的第二材料，其中所述第一组由Ag、Au、Pt、Pd、Cu、Rh、或者其合金或混合物组成，并且其中所述第二组由Mg、Ta、TaN、Si、Al、Ti、TiN、W、Hf、Nb、Zr、或者其合金或混合物组成；以及

切换介质，其中所述多个层中的最接近所述切换介质的第一层包括所述第二组的第二材料的最大浓度，并且其中所述多个层中的最远离所述切换介质的第二层包括所述第二组的第二材料的最低浓度。

2.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器装置，其中所述多个层中的每个层具有在大约0.05nm和大约4nm之间的厚度。

3.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器装置，其中所述多个层中的每个层具有不同的厚度。

4.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器装置，其中所述多个层包括两层到十层之间。

5.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器装置，其中所述多个层包括多于十层。

6.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器装置，其中所述第二层的第二组的第二材料的浓度为百分之零。

7.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器装置，其中所述电极结构形成锥状结构，在每个层的外边缘上形成有氧化物或绝缘体材料。

8.根据权利要求7所述的电阻式随机存取存储器装置，其中包括所述第二材料的最大浓度的所述层进一步包括最大量的氧化物或绝缘体材料。

9.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器装置，其中所述多层金属电极结构可以是在所述电阻式随机存取存储器装置内的顶部电极、底部电极、或两者。

10.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器装置，进一步包括第二电极结构，其中所述多层金属电极结构与所述切换介质的第一侧耦合，并且所述第二电极结构与所述切换介质的第二侧耦合，所述第二侧与所述第一侧相反。

11.根据权利要求10所述的电阻式随机存取存储器装置，其中所述第二电极结构是包括第二多个层的第二多层金属电极结构，其中所述第二多个层中的每个层包括选自所述第一组的第一材料以及选自所述第二组的第二材料，其中所述第一组由Ag、Au、Pt、Pd、Cu、Rh、或者其合金或混合物组成，其中所述第二组由Mg、Ta、TaN、Si、Al、Ti、TiN、W、Hf、Nb、Zr、或者其合金或混合物组成，并且其中所述第二多个层中的最接近所述切换介质的第一层包括所述第二组的第二材料的最大浓度，并且其中所述第二多个层中的最远离所述切换介质的第二层包括所述第二组的第一材料的最低浓度。

12.一种存储器装置，包括：

至少一个层，包括第一组的元素中的一个和第二组的元素中的一个，其中所述第一组选自由Ag、Au、Pt、Pd、Cu、Rh、或者其合金或混合物组成的组，并且其中所述第二组选自由Mg、Ta、TaN、Si、Al、Ti、TiN、W、Hf、Nb、Zr、或者其合金或混合物组成的组；

切换介质，其中所述第一组的元素的浓度连续地变化，并且所述第二组的元素的浓度连续地变化，其中所述第二组的元素的浓度在所述切换介质附近处最大，并且所述第一组的元素的浓度在最远离所述切换介质处最大；以及

接触体，其中所述层位于所述切换介质和所述接触体之间。

13.根据权利要求12所述的存储器装置，其中所述层具有在大约0.05nm和大约4nm之间的厚度。

14.根据权利要求12所述的存储器装置，其中所述第二组的元素的浓度在最远离所述切换介质的所述至少一个层上的位置处为百分之零。

15.根据权利要求12所述的存储器装置，其中所述电极结构形成锥状结构，在所述层的外边缘上形成有氧化物或绝缘体材料。