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    電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)以及其制作方法技術(shù)

    技術(shù)編號(hào):43885457 閱讀:10 留言:0更新日期:2025-01-03 13:02
    本發(fā)明專利技術(shù)提供一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)結(jié)構(gòu)以及其制作方法。該電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)包含一下電極,位于一基底上,一電阻轉(zhuǎn)換層,位于下電極上,以及一上電極,位于電阻轉(zhuǎn)換層上,其中從一剖面圖來看,電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)具有一平坦頂面以及兩傾斜側(cè)壁,且電阻轉(zhuǎn)換層的一最大寬度大于上電極的一最大寬度。

    【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

    本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域,尤其涉及一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(resistiverandom?access?memory,rram)單元的側(cè)視圖案結(jié)構(gòu)以及其制作方法。


    技術(shù)介紹

    1、電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元(resistive?random?access?memory,rram)具有簡單結(jié)構(gòu)、低工作電壓、高運(yùn)作速度、良好耐久性且與cmos工藝相容等優(yōu)點(diǎn)。rram是可替代傳統(tǒng)的快閃存儲(chǔ)器的最有前景的替代物,以達(dá)到縮小元件尺寸目的。rram正在諸如光盤和非易失性存儲(chǔ)器陣列的各種元件中被廣泛應(yīng)用。

    2、rram單元將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在能夠被引發(fā)相變的材料層內(nèi),rram的物理機(jī)制目前較受到注目的是燈絲理論(filament?theory)。在所有或部分的層內(nèi),材料可以引發(fā)相變,并在高電阻狀態(tài)和低電阻狀態(tài)之間互相切換。不同的電阻狀態(tài)被檢測(cè)后,可以表示為“0”或“1”。在典型的rram單元中,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層包括非晶金屬氧化物,在施加足夠的電壓后,電壓可形成跨越過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層的金屬橋,也就形成低電阻狀態(tài)。接著,可以藉由施加高電流密度的脈沖或以其他方式,以分解或融化所有或部分的金屬結(jié)構(gòu),使金屬橋斷裂,并且恢復(fù)高電阻狀態(tài)。然后當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層迅速冷卻后,將再次從高電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變成低電阻狀態(tài)。


    技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

    1、本專利技術(shù)提供一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(rram)結(jié)構(gòu),包含一下電極,位于一基底上,一電阻轉(zhuǎn)換層,位于下電極上,以及一上電極,位于電阻轉(zhuǎn)換層上,其中從一剖面圖來看,電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)具有一平坦頂面以及兩傾斜側(cè)壁,且電阻轉(zhuǎn)換層的一最大寬度大于上電極的一最大寬度。

    2、本專利技術(shù)還提供一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(rram)結(jié)構(gòu)的制作方法,包含形成一下電極,位于一基底上,形成一電阻轉(zhuǎn)換層,位于下電極上,以及形成一上電極,位于電阻轉(zhuǎn)換層上,其中從一剖面圖來看,電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)具有一平坦頂面以及兩傾斜側(cè)壁,且電阻轉(zhuǎn)換層的一最大寬度大于上電極的一最大寬度。

    3、本專利技術(shù)提供一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(rram)單元結(jié)構(gòu)以及其制作方法,特征在于將rram單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成上頂面較窄而下方較寬,且下電極的剖面呈現(xiàn)三角形,并且下電極的寬度小于上電極的寬度。這種結(jié)構(gòu)的rram單元在運(yùn)行時(shí),產(chǎn)生于頂面的電場會(huì)更為集中,因此可加速rram單元運(yùn)行時(shí)的讀取與寫入速率,并提升元件的質(zhì)量。除此之外也在制作過程中,可讓下電極被其他材料完整覆蓋而得到更好的保護(hù),提高元件的可靠性。

    本文檔來自技高網(wǎng)...

    【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

    1.一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),包含:

    2.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該下電極具有三角形或梯形剖面結(jié)構(gòu)。

    3.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該電阻轉(zhuǎn)換層包含有多層結(jié)構(gòu),該多層結(jié)構(gòu)包含有第一材料層與第二材料層由下而上堆迭。

    4.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該第一材料層包含氧化鉻、該第二材料層包含氧化鋁。

    5.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該第一材料層直接接觸該基底與該下電極。

    6.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該第一材料層的最大寬度與該第二材料層的最大寬度相等。

    7.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),還包含有兩側(cè)壁子覆蓋在該上電極上,其中該側(cè)壁子的材質(zhì)與該第二材料層相同。

    8.如權(quán)利要求7所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該側(cè)壁子直接接觸部分該第二材料層。

    9.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中從剖面圖來看,該電阻轉(zhuǎn)換層包含有凸起部分,且該上電極具有平坦頂面以及兩傾斜側(cè)壁,并覆蓋在該電阻轉(zhuǎn)換層的該凸起部分上。

    10.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該下電極的最大寬度小于該電阻轉(zhuǎn)換層的該最大寬度。

    11.一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)結(jié)構(gòu)的制作方法,包含:

    12.如權(quán)利要求11所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法,其中該下電極具有三角形或梯形剖面結(jié)構(gòu)。

    13.如權(quán)利要求11所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法,其中該電阻轉(zhuǎn)換層包含有多層結(jié)構(gòu),該多層結(jié)構(gòu)包含有第一材料層與第二材料層由下而上堆迭。

    14.如權(quán)利要求13所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法,其中該第一材料層包含氧化鉻、該第二材料層包含氧化鋁。

    15.如權(quán)利要求13所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法,其中該第一材料層直接接觸該基底與該下電極。

    16.如權(quán)利要求13所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法,其中該第一材料層的最大寬度與該第二材料層的最大寬度相等。

    17.如權(quán)利要求13所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法,還包含有兩側(cè)壁子覆蓋在該上電極上,其中該側(cè)壁子的材質(zhì)與該第二材料層相同。

    18.如權(quán)利要求17所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法,其中該側(cè)壁子直接接觸部分該第二材料層。

    19.如權(quán)利要求11所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法,其中從剖面圖來看,該電阻轉(zhuǎn)換層包含有凸起部分,且該上電極具有平坦頂面以及兩傾斜側(cè)壁,并覆蓋在該電阻轉(zhuǎn)換層的該凸起部分上。

    20.如權(quán)利要求11所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法,其中該下電極的最大寬度小于該電阻轉(zhuǎn)換層的該最大寬度。

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    【技術(shù)特征摘要】

    1.一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),包含:

    2.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該下電極具有三角形或梯形剖面結(jié)構(gòu)。

    3.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該電阻轉(zhuǎn)換層包含有多層結(jié)構(gòu),該多層結(jié)構(gòu)包含有第一材料層與第二材料層由下而上堆迭。

    4.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該第一材料層包含氧化鉻、該第二材料層包含氧化鋁。

    5.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該第一材料層直接接觸該基底與該下電極。

    6.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該第一材料層的最大寬度與該第二材料層的最大寬度相等。

    7.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),還包含有兩側(cè)壁子覆蓋在該上電極上,其中該側(cè)壁子的材質(zhì)與該第二材料層相同。

    8.如權(quán)利要求7所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該側(cè)壁子直接接觸部分該第二材料層。

    9.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中從剖面圖來看,該電阻轉(zhuǎn)換層包含有凸起部分,且該上電極具有平坦頂面以及兩傾斜側(cè)壁,并覆蓋在該電阻轉(zhuǎn)換層的該凸起部分上。

    10.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),其中該下電極的最大寬度小于該電阻轉(zhuǎn)換層的該最大寬度。

    11.一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(rram)結(jié)構(gòu)的制作方法,包含:

    【專利技術(shù)屬性】
    技術(shù)研發(fā)人員:林偉坤談文毅
    申請(qǐng)(專利權(quán))人:聯(lián)芯集成電路制造廈門有限公司
    類型:發(fā)明
    國別省市:

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