[发明专利]用于三维非易失性电阻式随机存取存储器的纳米颗粒基体

权利要求书

1.一种非易失性存储器装置，包括：

第一电极；

第二电极；以及

第一存储器材料，所述第一存储器材料设置在所述第一电极和所述第二电极之间，其中所述第一存储器材料包括绝缘材料，所述绝缘材料具有分布在所述绝缘材料内的多个金属纳米颗粒，其中所述纳米颗粒低于渗流阈值分布，并且其中所述金属纳米颗粒选自由以下材料组成的组：钯、铂、铑、钌、锆、锡、钼、铬、钽、铪、钒、及其合金，其中所述第一存储器材料包括纳米颗粒，所述纳米颗粒表面上的成分不同于所述纳米颗粒内部的成分，所述纳米颗粒表面包括选自由以下材料组成的组的材料：硅、锗、硼、氮、氧、钯、铂、铑、钌、镍、金、银、铝、钛、钨、锆、锡、钼、铬、钽、铪、钒、及其合金。

2.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中所述第一电极实质上垂直于所述第二电极。

3.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，还包括：

第三电极，所述第三电极实质上平行于所述第一电极延伸；

第四电极，所述第四电极实质上平行于所述第二电极延伸；

第二存储器材料，所述第二存储器材料设置在所述第一电极和所述第四电极之间；以及

第三存储器材料，所述第三存储器材料设置在所述第三电极和所述第二电极之间。

4.如权利要求3所述的非易失性存储器装置，其中所述第二存储器材料和所述第三存储器材料各自包括绝缘材料，所述绝缘材料具有分布在所述绝缘材料内的多个金属纳米颗粒，其中所述纳米颗粒低于渗流阈值分布，并且其中所述金属纳米颗粒选自由以下材料组成的组：钯、铂、铑、钌、镍、金、银、铝、钛、钨、锆、锡、钼、铬、钽、铪、钒、及其合金。

5.如权利要求1所述的非易失性存储器装置，还包括设置在所述第一电极和所述第一存储器材料之间的第一成核层。

6.如权利要求5所述的非易失性存储器装置，其中所述成核层包括：

与所述纳米颗粒材料相同的材料；或

与所述纳米颗粒材料不同的材料；或

具有比所述纳米颗粒材料更低的表面能的材料；或

所述成核层具有表面形貌，所述表面形貌具有表面粗糙度，在与所述第一电极的界面相垂直的表面上的粗糙度大于在与所述第一电极相接触的表面上的粗糙度；或

所述成核层在朝向基体的表面内具有高密度缺陷。

7.一种非易失性存储器装置，包括：

衬底；

设置在所述衬底上的第一绝缘层；

设置在所述第一绝缘层上的第一电极层；

设置在所述第一电极层上的第二绝缘层；

设置在所述第二绝缘层上的第二电极层；

设置在所述第二电极层上的第三绝缘层，其中穿过所述第三绝缘层、所述第二电极层、所述第二绝缘层、所述第一电极层以及所述第一绝缘层形成通孔或沟槽，以暴露所述衬底的一部分；

设置在所述通孔或沟槽内的存储器材料层，其中所述存储器材料包括绝缘材料，所述绝缘材料具有分布在所述绝缘材料内的多个金属纳米颗粒，其中大量的所述纳米颗粒低于渗流阈值分布，并且其中所述金属纳米颗粒选自由以下材料组成的组：钯、铂、铑、钌、锆、锡、钼、铬、钽、铪、钒、及其合金，其中所述存储器材料包括纳米颗粒，所述纳米颗粒表面上的成分不同于所述纳米颗粒内部的成分，所述纳米颗粒表面包括选自由以下材料组成的组的材料：硅、锗、硼、氮、氧、钯、铂、铑、钌、镍、金、银、铝、钛、钨、锆、锡、钼、铬、钽、铪、钒、及其合金；以及

设置在所述存储器材料层上的与所述存储器材料物理接触的多个上电极。