[发明专利]具有多等级单元的无形成电阻式随机存储器的结构和方法

权利要求书

1.一种用于操作多等级电阻式随机存取存储器单元的方法，所述多等级电阻式随机存取存储器单元具有连接在一起的电流控制器件和电阻式随机存取存储器器件，所述方法没有“形成”步骤，并且包括通过将所述电流控制器件控制为一个电流等级来将所述电阻式随机存取存储器器件设定为一个电阻等级，其中，设定所述电阻式随机存取存储器器件包括对所述电阻式随机存取存储器器件的顶部电极施加第一电压以及对所述电阻式随机存取存储器器件的底部电极施加第二电压，所述第二电压高于所述第一电压，其中，在设定所述电阻式随机存取存储器器件步骤发生之前所述电阻式随机存取存储器没有经历“形成”步骤，其中，所述“形成”步骤在所述电阻式随机存取存储器的电阻材料层中产生导电路径。

2.根据权利要求1所述的用于操作多等级电阻式随机存取存储器单元的方法，其中，设定所述电阻式随机存取存储器器件包括对所述电阻式随机存取存储器器件施加第一极性的设定电压。

3.根据权利要求2所述的用于操作多等级电阻式随机存取存储器单元的方法，进一步包括通过施加与所述第一极性相反的第二极性的重置电压来重置所述电阻式随机存取存储器器件。

4.根据权利要求3所述的用于操作多等级电阻式随机存取存储器单元的方法，其中，

所述第一极性是从所述顶部电极至所述底部电极；以及

所述设定电压限定为所述第二电压和所述第一电压之间的差值。

5.根据权利要求4所述的用于操作多等级电阻式随机存取存储器单元的方法，其中，将所述电阻式随机存取存储器器件设定为一个电阻等级包括将所述电阻式随机存取存储器器件的所述顶部电极接地。

6.根据权利要求4所述的用于操作多等级电阻式随机存取存储器单元的方法，其中，所述第一电压等于或高于V_set。

7.根据权利要求3所述的用于操作多等级电阻式随机存取存储器单元的方法，其中，重置所述电阻式随机存取存储器器件包括：

将所述电阻式随机存取存储器单元的顶部电极偏置为高电压；以及

将所述电阻式随机存取存储器单元的底部电极偏置为低电压。

8.根据权利要求7所述的用于操作多等级电阻式随机存取存储器单元的方法，其中，重置所述电阻式随机存取存储器器件包括将所述电阻式随机存取存储器器件的底部电极接地。

9.根据权利要求7所述的用于操作多等级电阻式随机存取存储器单元的方法，其中，所述第二电压被限定为所述高电压和所述低电压之间的差值，其中，所述第二电压等于或高于V_stop。

10.根据权利要求3所述的用于操作多等级电阻式随机存取存储器单元的方法，进一步包括通过对所述电阻式随机存取存储器器件施加所述第一极性的第三电压来读取所述电阻式随机存取存储器器件。

11.根据权利要求10所述的用于操作多等级电阻式随机存取存储器单元的方法，其中，所述第三电压小于所述第一电压。

12.一种制造电阻式随机存取存储器结构的方法，包括：

在衬底上形成电流控制器件；以及

形成电阻式随机存取存储器器件，所述电阻式随机存取存储器器件被设置成与所述电流控制器件连接，形成所述电阻式随机存取存储器器件进一步包括：

形成底部电极；

在所述底部电极上形成介电材料层；

对所述介电材料层实施缺陷工程处理工艺，所述缺陷工程处理工艺包括对所述介电材料层施加气体，并对所述气体加热；以及

在所述介电材料层上形成顶部电极，

所述电阻式随机存取存储器器件包括具有缺陷工程膜的电阻材料层，以在所述电阻式随机存取存储器器件的使用中没有经历“形成”步骤，所述“形成”步骤在所述电阻式随机存取存储器的电阻材料层中产生导电路径。

13.根据权利要求12所述的制造电阻式随机存取存储器结构的方法，其中，所述缺陷工程处理工艺包括在200℃至500℃的范围内的处理温度下对所述电阻式随机存取存储器结构施加NH₃气体。