[发明专利]在电阻式随机存取存储器单元中形成接触以降低单元编程所需电压的方法和装置

说明书

电阻式随机存取存储器的单元包括电阻式元件和存取器件。电阻式元件包括(i)第一电极和(ii)第二电极。存取器件被配置为选择和取消选择单元。存取器件包括(i)连接至第一接触的第一端子和(ii)连接至第二接触的第二端子。第二接触经由第三接触连接至电阻式元件的第二电极。第三接触包括(i)与第二接触相接触的第一表面和(ii)与第二电极相接触的第二表面。第一表面限定第一表面面积，并且第二表面限定第二表面面积。第一表面面积大于第二表面面积。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年10月15日提交的第61/713894号美国临时申请的优先权。通过引用将上述被引用的申请的全部公开内容并入此处。

技术领域

本公开总体涉及电阻式随机存取存储器(RRAM)单元，并且更具体地，涉及用于在RRAM单元中形成接触以降低对RRAM单元编程所需电压的技术。

背景技术

电阻式随机存取存储器(RRAM)阵列包括布置于字线和位线相交处的RRAM单元。RRAM单元包括作为电阻式元件的绝缘材料(例如，电介质)。绝缘材料的电阻在电流在一个方向上流经绝缘材料时增加，并且在电流在相反的方向上流经绝缘材料时降低。因此，RRAM单元可以(i)通过让电流在一个方向上流经RRAM单元被编程为高电阻状态，并且(ii)通过让电流在相反的方向上流经RRAM单元被编程为低电阻状态。高电阻状态可以用来表示逻辑高(二进制1)，并且低电阻状态可以用来表示逻辑低(二进制0)，反之亦然。

使用相反极性的电流被编程为高和低电阻状态的RRAM单元被称为双极型RRAM单元。备选地，RRAM单元可以通过让两种不同幅度的电流在相同方向上流经RRAM单元的绝缘材料被编程为高和低电阻状态。使用在相同方向上的两种不同幅度的电流被编程为高和低电阻状态的RRAM单元被称为单极型RRAM单元。

每个RRAM单元包括存取器件(诸如二极管或晶体管)。此存取器件与电阻式元件串联连接。使用存取元件可以在读和写操作期间选择和取消选择RRAM阵列中的RRAM单元。

发明内容

电阻式随机存取存储器的单元包括电阻式元件和存取器件。电阻式元件包括(i)第一电极和(ii)第二电极。存取器件被配置为选择和取消选择单元。存取器件包括(i)连接至第一接触的第一端子和(ii)和连接至第二接触的第二端子。第二接触经由第三接触连接至电阻式元件的第二电极。第三接触包括(i)与第二接触相接触的第一表面和(ii)与第二电极相接触的第二表面。第一表面限定第一表面面积，并且第二表面限定第二表面面积。第一表面面积大于第二表面面积。

在另一特征中，第三接触具有棱锥或圆锥的形状。

在另一特征中，单元还包括在第二接触与第三接触的第一表面之间的接口金属层。

在另一特征中，第三接触被部分地蚀刻以减小第三接触的体积。

在其它特征中，电阻式元件包括与第二电极相邻布置的第一过渡金属氧化物层，以及与(i)第一过渡金属氧化物层和(ii)第一电极相邻布置的第二反应金属层。

在另一特征中，第一过渡金属氧化物层靠近第一层的中心相对于第一层的其余部分更薄。

在其它特征中，电阻式元件的第一电极连接至第四接触，并且连接至存取器件的第一端子的第一接触经由第五接触连接至位线。

在其它特征中，第六接触被布置于(i)连接至存取器件的第一端子的第一接触与(ii)第五接触之间，并且第六接触具有第三接触的结构。

在另一特征中，电阻式元件被配置为(i)响应于跨第一电极和第二电极施加第一电压而具有第一电阻，并且(ii)响应于跨第一电极和第二电极施加第二电压而具有第二电阻。

在另一特征中，存取器件还包括连接至字线的控制端子。