專利名稱：非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于一種存儲(chǔ)器元件，特別是有關(guān)于一種電阻式非揮發(fā)性存儲(chǔ)器。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器仍以快閃式存儲(chǔ)器(FlashMemory)為主流，但其有操作電壓大、操作速度慢、資料保存性差等缺點(diǎn)，將限制快閃式存儲(chǔ)器未來的發(fā)展。此外，在元件微縮制程的趨勢(shì)下，過薄的閘極氧化層的穿遂效應(yīng)，將導(dǎo)致資料保存性不佳，亦是當(dāng)前嚴(yán)重的問題。目前已有許多新式非揮發(fā)性存儲(chǔ)器材料和元件正被積極研發(fā)中，包括磁存儲(chǔ)器(MRAM)、相變化存儲(chǔ)器(OUM)和電阻式存儲(chǔ)器(RRAM)等。其中電阻式非揮發(fā)性存儲(chǔ)器具有功率消耗低、操作電壓低、寫入抹除時(shí)間短、耐久度長(zhǎng)、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)、非破壞性讀取、多狀態(tài) 存儲(chǔ)、元件制程簡(jiǎn)單及可微縮性等優(yōu)點(diǎn)。Baek等人利用栓塞底電極去減少兩個(gè)穩(wěn)態(tài)的電阻值變異[I. G. Baek et al. , in Tech. Dig. of IEDM (2005) ] ;Kim 等人是利用緩沖層二氧化銥(IrO2)去改善兩個(gè)穩(wěn)態(tài)的電阻值變異，并可以除去寫入失敗的危險(xiǎn)[D.C. Kim et al.，Appl.Phys. Lett.，88,232106(2006)]。傳統(tǒng)的電阻式非揮發(fā)性存儲(chǔ)器常發(fā)生轉(zhuǎn)態(tài)穩(wěn)定性不佳等問題，限制其在非揮發(fā)性存儲(chǔ)器元件的應(yīng)用。另方面，電阻式存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)有兩種一個(gè)晶體管(transistor)與一個(gè)電阻體的組合(ITlR)和一個(gè)二極管(diode)與一個(gè)電阻體的組合(IDlR)，其中IDlR電阻式存儲(chǔ)器具有可微縮至較小元件的優(yōu)勢(shì)，但需匹配一種單邊電阻轉(zhuǎn)態(tài)(unipolarresistive switchingbehavior)的電阻體才能達(dá)成IDlR電阻式存儲(chǔ)器的功能。因此,需要一種單邊電阻轉(zhuǎn)態(tài)(unipolar resistive switching behavior)操作的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其具有高耐久度、高穩(wěn)定性、制作容易且成本低等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，包括一下導(dǎo)電層；一電阻轉(zhuǎn)態(tài)層，設(shè)置于上述下導(dǎo)電層上；一氧缺緩沖層，設(shè)置于上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)層上；以及一上導(dǎo)電層，設(shè)置于上述氧缺緩沖層上。為使本發(fā)明能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下


圖Ia為本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的剖面示意圖。圖Ib為比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的剖面示意圖。圖2a為本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的電壓電流量測(cè)結(jié)果。圖2b為比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的電壓電流量測(cè)結(jié)果。圖3a為本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的耐久度測(cè)試圖。圖3b比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的耐久度測(cè)試圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)カ測(cè)試。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的非破壞性讀取測(cè)試。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的電壓脈沖耐久度測(cè)試圖。主要元件 符號(hào)說明500 非揮發(fā)性存儲(chǔ)器；200 基板；202 絕緣層；204 鈦薄膜；206 鉬薄膜；207 下導(dǎo)電層；208 電阻轉(zhuǎn)態(tài)層；209 雙層氧化物薄膜結(jié)構(gòu)；210 氧缺緩沖層；212 上導(dǎo)電層；
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例系提供ー種非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其利用電阻值的改變來達(dá)到存儲(chǔ)效應(yīng)。本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器系采用貴金屬作為底電極，之后成長(zhǎng)ニ氧化鋯(ZrO2)薄膜作為電阻轉(zhuǎn)態(tài)層，再于電阻轉(zhuǎn)態(tài)層上成長(zhǎng)摻雜氧化鈣的ニ氧化鋯(CaO = ZrO2)作為氧缺緩沖層，以形成雙層氧化物薄膜結(jié)構(gòu)；并利用活性金屬作為上電極改變存儲(chǔ)器薄膜內(nèi)部的氧狀態(tài)及其分布。此方法可大幅提升單邊操作時(shí)元件的耐久度與穩(wěn)定性。圖Ia系為本發(fā)明一實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的剖面示意圖。本發(fā)明ー實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500系設(shè)置于基板200上。非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的主要元件包括ー絕緣層202，設(shè)置于基板200上。一下導(dǎo)電層207，設(shè)置于絕緣層202上。ー電阻轉(zhuǎn)態(tài)層208，設(shè)置于下導(dǎo)電層207上。一氧缺緩沖層(oxygen vacancy barrier layer) 210,設(shè)置于電阻轉(zhuǎn)態(tài)層208上。一上導(dǎo)電層212,設(shè)于氧缺緩沖層210上。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，電阻轉(zhuǎn)態(tài)層208和其上的氧缺緩沖層210系共同構(gòu)成非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的雙層氧化物薄膜結(jié)構(gòu)209。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基板200可包括硅基板。絕緣層202可包括ニ氧化硅薄膜，其厚度可介于IOOnm至500nm之間。下導(dǎo)電層207可為兩層金屬層堆迭而成的復(fù)合層以作為底電極，如圖Ia所示，下導(dǎo)電層207可包括下層的ー鈦(Titanium，Ti)薄膜204以及上層鉬(Platinum, Pt)薄膜206,上述下導(dǎo)電層207的厚度可介于IOnm至IOOOnm之間。電阻轉(zhuǎn)態(tài)層208可包括ニ氧化鋯(ZrO2)薄膜，其厚度可介于IOnm至IOOOnm之間。氧缺緩沖層210可為具有一金屬氧化物摻質(zhì)的ニ氧化鋯薄膜，其中金屬氧化物摻質(zhì)包括氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)、氧化釔(Y2O3)或上述組合，且氧缺緩沖層210的厚度可介于Inm至IOOOnm之間。包括鈦(Ti)薄膜的上導(dǎo)電層212可作為上電極，其厚度可介于IOnm至IOOOnm之間。接著將進(jìn)ー步說明本發(fā)明ー實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的制造方法。首先，提供一基板200,例如一娃基板，并對(duì)其進(jìn)行RCA (Radio Corporation of America)清洗制程。之后，可利用高溫爐管制程，于硅基板200上成長(zhǎng)一二氧化硅薄膜作為絕緣層202，絕緣層202系用來隔絕與基板200之間的漏電流。接著，可利用電子束真空蒸鍍(E-beamevaporation)或派鍍法(sputtering),于絕緣層202上形成ー層鈦薄膜204。類似地，利用另一次電子束真空蒸鍍(E-beam evaporation)或派鍍法(sputtering),于鈦薄膜204上形成ー層鉬薄膜206,上述鈦薄膜204和鉬薄膜206系形成一下導(dǎo)電層207 (可視為底電極207)。接著，可利用交流磁控派鍍法(RF magnetron sputtering),于鉬薄膜206上成長(zhǎng)一二氧化鋯(ZrO2)薄膜作為電阻轉(zhuǎn)態(tài)層208。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，例如為ニ氧化鋯薄膜的電阻轉(zhuǎn)態(tài)層208的成長(zhǎng)溫度約為200°C、電漿功率密度約為2. 63W/cm2、工作壓カ約為lOmTorr、氣體流量約為 18sccm(lS氣(Ar):氧氣(O2) =12 : 6)。接下來系描述本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的氧缺緩沖層210的形成方式?？衫媒涣鞔趴貫R鍍法，于電阻轉(zhuǎn)態(tài)層208上成長(zhǎng)ー氧缺緩沖層210，其可包括具有金屬氧化物摻質(zhì)的ニ氧化鋯薄膜，例如摻雜氧化鈣的ニ氧化鋯(CaO = ZrO2)薄膜。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，氧缺緩沖層210的成長(zhǎng)溫度約為200°C、電漿功率密度約為2. 63W/cm2、工作壓カ約為lOmTorr、氣體流量約為18sccm(lS氣(Ar)氧氣(O2) =12 6)。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，氧缺緩沖層210的金屬氧化物摻質(zhì)可包括氧化鎂(MgO)、氧化釔(Y2O3)或上述組
ム
ロ ο最后，可利用電子束蒸鍍法并藉由金屬光罩定義上電極的面積和形成位置，以于氧缺緩沖層210上成長(zhǎng)ー鈦金屬薄膜做為上導(dǎo)電層212(可視為上電極212)。經(jīng)過上述制程之后，形成本發(fā)明一實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500。圖Ib系為比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器600的剖面示意圖。比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器600與本發(fā)明ー實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的不同處僅為比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器600不具有摻雜氧化鈣的ニ氧化鋯薄膜的氧缺緩沖層208，因此，比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器600的上電極212直接成長(zhǎng)于電阻轉(zhuǎn)態(tài)層208上，其余元件皆與本發(fā)明ー實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500相同。圖2a為本發(fā)明一實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的電壓電流量測(cè)結(jié)果。如圖2a所示，當(dāng)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500施加正(負(fù))直流偏壓時(shí)，電流會(huì)隨著電壓增加而增加，當(dāng)電流上升至限流值(5mA),其偏壓為形成電壓(forming voltage),通常需要較大的偏壓，此時(shí)由原始狀態(tài)(original state ；0-state)轉(zhuǎn)換到低電阻狀態(tài)(low resistance state ;LRS,或可稱為ON-state)。接著，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500施予負(fù)偏的抹除電壓(turn-off voltage)時(shí),約-12V時(shí)元件電流開始下降，在-2V時(shí)電流急遽下降至原本的電流值，此時(shí)低電阻狀態(tài)的電流轉(zhuǎn)態(tài)到高電阻狀態(tài)(highresistance state ;HRS,或可稱為0FF_state)。接著,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500施予負(fù)偏的寫入電壓(turn-onvoItage)時(shí)，電流會(huì)隨著電壓增加而增加,約-3V時(shí)到達(dá)電流限流值(5mA)，此時(shí)高電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)換至低電阻狀態(tài)，且此電阻轉(zhuǎn)換特性可以多次重復(fù)操作。亦即我們可以利用控制施予偏壓的大小使本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500產(chǎn)生電阻的轉(zhuǎn)換以達(dá)到存儲(chǔ)目的，在無外加電源供應(yīng)下，高低電阻態(tài)皆能維持其存儲(chǔ)態(tài)，可用于非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的應(yīng)用。值得注意的是，如圖2a所示，本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500其抹除電壓(turn-off voltage)約為-I. 5V,而寫入電壓(turn-on voltage)約為_3V,均為負(fù)值電壓，具有單邊電阻轉(zhuǎn)態(tài)(unipolar resistive switching behavior)的特性,適合匹配ニ極管(diode)組成IDlR的電阻式非揮發(fā)性存儲(chǔ)器。
圖2b為比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器600的電壓電流量測(cè)結(jié)果。對(duì)該元件施予負(fù)偏的抹除電壓時(shí)，約-14V時(shí)元件電流開始下降，在-2V時(shí)電流急遽下降至原本的電流值，此時(shí)低電阻狀態(tài)的電流轉(zhuǎn)態(tài)到高電阻狀態(tài)；對(duì)該元件施予負(fù)偏的寫入電壓吋，電流會(huì)隨著電壓增加而增加，約-3V時(shí)到達(dá)電流限流值(5mA)，此時(shí)高電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)換至低電阻狀態(tài)，且此電阻轉(zhuǎn)換特性可以重復(fù)操作。由結(jié)果顯示比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器600和本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500具有類似的電流電壓特性，因此非揮發(fā)性存儲(chǔ)器600也具有單邊電阻轉(zhuǎn)態(tài)的特性。但是經(jīng)耐久度測(cè)試顯示，具有氧缺緩沖層的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500具有較優(yōu)秀的耐久度特性，上述耐久度測(cè)試結(jié)果系顯示于后述的第3a至6圖及相關(guān)的敘述。
本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的的電阻轉(zhuǎn)態(tài)機(jī)制系如下所述。如圖Ia所示，本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的ニ氧化鋯電阻轉(zhuǎn)態(tài)層208和其上的氧缺緩沖層210系共同構(gòu)成雙層氧化物薄膜結(jié)構(gòu)209，其中氧缺緩沖層210例如可為具有金屬氧化物摻質(zhì)的ニ氧化鋯薄膜，包括氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)、氧化釔(Y2O3)的金屬氧化物摻質(zhì)系做為ニ氧化鋯的穩(wěn)定劑(stabilizer)，以使ニ氧化鋯的結(jié)晶狀態(tài)在降溫時(shí)能維持在高溫的立方晶(cubic)相而不隨溫度變化發(fā)生相轉(zhuǎn)變及體積的變化而產(chǎn)生裂損，因而可以提升氧缺緩沖層的電氣和機(jī)械特性，另ー方面，這些摻質(zhì)可調(diào)整控制ニ氧化鋯氧缺空位的濃度，使其具有較佳離子導(dǎo)電性及優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。例如為氧化鈣(CaO)的金屬氧化物摻質(zhì)可提供含氧空位(oxygen vacancy),其缺陷化學(xué)反應(yīng)式(I)為
CaO < Zr°2 >Ca; + V" +0；(I)每摻雜ー莫耳氧化鈣(CaO)，就制造ー莫耳含氧空位。因此，本發(fā)明實(shí)施例的氧缺緩沖層210中的氧離子可藉由上述含氧空位而擴(kuò)散，因而可得到很好的離子導(dǎo)電性。圖3a為本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的耐久度測(cè)試(endurance test)圖。上述耐久度測(cè)試條件為對(duì)非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的上導(dǎo)電層212給予偏壓且非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的下導(dǎo)電層207給予接地(GND)，其中高電阻狀態(tài)(HRS，在圖中列示為0FF_state)與低電阻狀態(tài)(LRS，在圖中列示為ON-state)皆在-O. 3V偏壓讀取的連續(xù)轉(zhuǎn)態(tài)操作條件下的電流值，本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500在超過400次以上的連續(xù)轉(zhuǎn)態(tài)操作下，高電阻狀態(tài)與低電阻狀態(tài)的電阻比仍保有100倍，其顯示具有本發(fā)明實(shí)施例具有氧缺緩沖層的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500具有優(yōu)秀的耐久度特性。圖3b比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器600的耐久度測(cè)試圖。上述耐久度測(cè)量條件系與圖3a所描述的測(cè)量條件相同。如圖3b所示，比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器600在12次的連續(xù)轉(zhuǎn)態(tài)操作下，高電阻狀態(tài)(HRS，在圖中列示為OFF-state)與低電阻狀態(tài)(LRS，在圖中列示為ON-state)的電阻比仍保有100倍。但由第3a和3b圖可以明顯看出，本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的轉(zhuǎn)態(tài)次數(shù)相較于比較例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器600多出35倍以上，所以本發(fā)明實(shí)施例的具有摻雜氧化鈣的ニ氧化鋯薄膜的氧缺緩沖層的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500可以大幅的增加單邊操作的耐久度與穩(wěn)定性。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的存儲(chǔ)カ測(cè)試，其亦利用-I. 5V的抹除電壓與-3V的寫入電壓將非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500分別轉(zhuǎn)態(tài)至低電阻存儲(chǔ)狀態(tài)與高電阻存儲(chǔ)狀態(tài)，之后以-O. 3V電壓讀取低電阻存儲(chǔ)狀態(tài)(LRS，在圖中列示為ON-state)與高電阻存儲(chǔ)狀態(tài)(HRS，在圖中列示為OFF-state)的兩存儲(chǔ)態(tài)的電流值，在放置I X IO6秒后，仍可正確讀取資料且無任何存儲(chǔ)特性劣化產(chǎn)生，且高電阻存儲(chǔ)狀態(tài)與低電阻存儲(chǔ)狀態(tài)之間的電阻比值皆大于1000倍。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的非破壞性讀取測(cè)試，首先利用利用-I. 5V的抹除電壓與-3V的寫入電壓脈沖將非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500分別轉(zhuǎn)態(tài)至低電阻與高電阻存儲(chǔ)狀態(tài)，之后以-O. 3V的電壓連續(xù)讀取低電阻存儲(chǔ)狀態(tài)(LRS，在圖中列示為ON-state)與高電阻存儲(chǔ)狀態(tài)(HRS，在圖中列示為OFF-state)的兩狀存儲(chǔ)態(tài)的電阻值，不管是在室溫(在圖中列示為RT)或是150°C的高溫條件下，在連續(xù)讀取超過10000秒的情況下，本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的低電阻與高電阻存儲(chǔ)狀態(tài)仍維持800倍以上的鑒別度，沒有任何存儲(chǔ)特性劣化產(chǎn)生。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的電壓脈沖耐久度測(cè)試圖，其用以測(cè)試非揮發(fā)性存儲(chǔ)器在高速(短脈沖時(shí)間)操作下的耐久度。脈沖耐久度的測(cè)試條件為對(duì)非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的上電極施予ー寫入電壓脈沖，其脈沖寬度與高度分別為50ns與-6V，因此，非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的存儲(chǔ)狀態(tài)由高電阻狀態(tài)(HRS，在圖中列示為OFF-state)轉(zhuǎn)換至低電阻狀態(tài)。接著，再對(duì)非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的上電極施予一抹除電壓脈沖，其脈沖寬度與高度分別為50ns與-4V，意即將非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的存儲(chǔ)狀態(tài)由低電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)換至高電阻狀態(tài)。如圖6所示的經(jīng)過上述寫入和抹除電壓脈沖條件下的耐久度測(cè)試結(jié)果顯示，本發(fā)明實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500可以連續(xù)操作超過200次，且具有高速(50ns)的電阻轉(zhuǎn)態(tài)特性。如前所述，本發(fā)明實(shí)施例的氧缺緩沖層210的金屬氧化物摻質(zhì)系做為穩(wěn)定劑(stabilizer)與提供含氧空位，而金屬氧化物摻質(zhì)在氧缺緩沖層210中的溶解度系與溫度和壓カ相關(guān)。就提高離子導(dǎo)電率的立場(chǎng)而言，穩(wěn)定劑能完全溶解，且產(chǎn)生低濃度缺陷(氧空缺)，即缺陷間不至于相互作用的范圍內(nèi)，含氧空位濃度愈高，離子導(dǎo)電率愈好。因此，氧缺緩沖層210中金屬氧化物摻質(zhì)的含量會(huì)改變本身的離子導(dǎo)電率，因而會(huì)影響非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的可靠度。
第I表本發(fā)明實(shí)施例的具有不同金屬氧化物摻質(zhì)的含量的氧缺緩沖層210的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器500的可靠度測(cè)試結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器包括 一下導(dǎo)電層； 一電阻轉(zhuǎn)態(tài)層，設(shè)置于所述的下導(dǎo)電層上； 一氧缺緩沖層，設(shè)置于所述的電阻轉(zhuǎn)態(tài)層上；以及 一上導(dǎo)電層，設(shè)置于所述的氧缺緩沖層上。
2.如權(quán)利要求I所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器更包括 一基板，設(shè)置于所述的下導(dǎo)電層的下方；以及 一絕緣層，設(shè)置于所述的下導(dǎo)電層和所述的基板之間。
3.如權(quán)利要求I所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述的下導(dǎo)電層為鉬。
4.如權(quán)利要求I所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述的上導(dǎo)電層包括鈦、氮化鈦或上述組合。
5.如權(quán)利要求2所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述的絕緣層為二氧化硅薄膜。
6.如權(quán)利要求I所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述的電阻轉(zhuǎn)態(tài)層為二氧化鋯薄膜。
7.如權(quán)利要求I所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述的氧缺緩沖層包括具有一金屬氧化物摻質(zhì)的二氧化鋯薄膜。
8.如權(quán)利要求7所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述的金屬氧化物摻質(zhì)包括氧化鈣、氧化鎂、氧化釔或上述組合。
9.如權(quán)利要求7所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述的金屬氧化物摻質(zhì)的含量介于Imol %至2mol%之間。
10.如權(quán)利要求I所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其特征在于，對(duì)所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器施加一形成電壓時(shí)，會(huì)于所述的電阻轉(zhuǎn)態(tài)層中形成一導(dǎo)電路徑，使所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器從一原始狀態(tài)轉(zhuǎn)換到一低電阻狀態(tài)，且其中當(dāng)施加一抹除電壓于所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器時(shí)，可打斷所述的電阻轉(zhuǎn)態(tài)層的所述的導(dǎo)電路徑，使所述的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器從所述的低電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)換到一高電阻狀態(tài)，其中所述的形成電壓和所述的抹除電壓皆為負(fù)值，屬單邊電阻轉(zhuǎn)態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非揮發(fā)性存儲(chǔ)器。上述非揮發(fā)性存儲(chǔ)器包括一下導(dǎo)電層；一電阻轉(zhuǎn)態(tài)層，設(shè)置于上述下導(dǎo)電層上；一氧缺緩沖層，設(shè)置于上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)層上；以及一上導(dǎo)電層，設(shè)置于上述氧缺緩沖層上。
文檔編號(hào)H01L45/00GK102646790SQ201110041908
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者曾俊元, 李岱螢 申請(qǐng)人:華邦電子股份有限公司