專利名稱：非易失性存儲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非易失性存儲器，更具體地涉及其中通過加熱和制冷其中的相變單元(phase change cell)來記錄或擦除數(shù)據(jù)的非易失性存儲 器。
背景技術(shù)：
已經(jīng)公知為非易失性存儲器的是閃速存儲器、FeRAM、 MRAM和相變 存儲器。例如，美國專利No. 6,172,902，公開了組合在薄膜中的MRAM， 而美國專利No. 5， 166， 758公開了相變存儲器的結(jié)構(gòu)。由于在便攜式信息終端等中的使用要求存儲器有較高密度，因此關(guān) 注相變非易失性存儲器，并且已經(jīng)在這樣的存儲器中作出了各種改進(jìn) [W097/05665(日本未審專利公布No. 1999-510317)， W098/19350(曰本 未審專利公布No. 2001-502848) ， W099/54128 (日本未審專利公布 No. 2002-512439)，美國專利No. 6， 339， 544，和美國專利No. 5， 536， 947]。廣泛采用相變存儲器的一個(gè)限制是他們的物理尺寸。相變單元的尺 寸受限于與之相關(guān)聯(lián)的電阻加熱器。盡管有很多研究己經(jīng)集中在基于相 變單元存儲器的改進(jìn)上，相變單元的尺寸仍然較大。減小相變單元尺寸的一種途徑是限制(constrict)電阻加熱器中 的電流來增加局部加熱。在W098/336446 (日本未審專利公布 No. 2001-504279)和美國專利申請2004/0001374中已經(jīng)建議了這樣的途 徑，其中緊靠相變層的電阻加熱器非常窄。不幸的是，上面的每一個(gè)方法都有局限，例如在可靠性和制造上。 提供采用當(dāng)前的集成電路制造設(shè)備可以制造的電流限制的簡單結(jié)構(gòu)將是 有利的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供支持其中相變單元尺度減小的非易失性存儲器。根據(jù)本發(fā)明，提出了一種非易失性存儲器，包括第二電極；包括多個(gè)電阻可變的相變單元的記錄層；與記錄層相鄰的非均勻隧穿勢壘(tunnel barrier);以及處于與非均勻隧穿勢壘電連通中的第一電極，所 述第一電極經(jīng)由隧穿勢壘與第二電極電連通。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種用于形成相變單元存儲器的方 法，包括提供包括相變材料的單元；提供與相變材料相鄰的非均勻隧 穿勢壘；以及提供第一電極和第二電極，所述第一電極用于向非均勻隧 穿勢壘提供電流，所述第二電極用于接收已經(jīng)通過隧穿勢壘的電流。根據(jù)本發(fā)明，還提出了一種非易失性存儲器，包括多個(gè)第二電極， 按照規(guī)則間隔開的陣列進(jìn)行排列；記錄層，包括多個(gè)相變單元，每一個(gè) 相變單元均是電阻可變的，并且按照規(guī)則間隔開的陣列進(jìn)行排列；非均 勻隧穿勢壘，形成與記錄層中的多個(gè)相變單元相鄰的近似鄰接層；以及 多個(gè)第一電極，按照規(guī)則間隔開的陣列進(jìn)行排列，并且每一個(gè)均與多個(gè) 第二電極中的一個(gè)電極以及多個(gè)相變單元的一個(gè)相變單元相關(guān)聯(lián)，第一 電極與非均勻隧穿勢壘電連通，第一電極經(jīng)由隧穿勢壘與其相對應(yīng)的第 二電極電連通。


現(xiàn)在將結(jié)合以下附圖描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，其中 圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)非易失性存儲器的截面?zhèn)纫晥D； 圖2是表示具有其中具有相變材料的較小單元的現(xiàn)有技術(shù)非易失性 存儲器的截面?zhèn)纫晥D；圖3是表示具有用于提供由于電流限制導(dǎo)致的局部加熱的錐形電極的現(xiàn)有技術(shù)非易失性存儲器的截面?zhèn)纫晥D；圖4是表示具有用于提供由于電流限制導(dǎo)致的局部加熱的納米線的現(xiàn)有技術(shù)非易失性存儲器的截面?zhèn)纫晥D；圖5a是基于相變單元并且具有用于提供由于電流限制導(dǎo)致的局部加熱的非均勻隧穿勢壘的非易失性存儲器的截面?zhèn)纫晥D；圖5b是基于相變單元并且具有用于提供由于電流限制導(dǎo)致的非均勻隧穿勢壘的非易失性存儲器的截面?zhèn)纫晥D；圖6是用于形成非均勻隧穿勢壘的方法的簡化流程圖；圖7a是根據(jù)圖6方法制造所得出的隧穿勢壘的簡化側(cè)視圖；圖7b是根據(jù)圖6方法的變體制造所得出的隧穿勢壘的簡化側(cè)視圖；圖7c是根據(jù)圖6方法的另一種變體制造所得出的隧穿勢壘的簡化圖8是基于自組織形成非均勻隧穿勢壘的方法的簡化流程圖；以及 圖9是根據(jù)圖8的方法制造所得出的隧穿勢壘的截面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施方式
參考圖l，示出了典型的現(xiàn)有技術(shù)相變單元IO。這里，示出了第一 電極11。將通孔(via)形式的第一導(dǎo)線12設(shè)置為與電極11電接觸。 與第一導(dǎo)線12相鄰的是包括可編程的相變材料塊14的單元。將通孔形 式的第二導(dǎo)線15設(shè)置在單元14的相對一側(cè)上。與導(dǎo)線15電接觸的是第 二電極16。在操作期間，將電流施加到第一電極11。將電流限制在第一導(dǎo)線 12中，導(dǎo)致可編程塊(programmable volume) 14中相變材料的加熱。 隨著較慢的冷卻，相變材料進(jìn)入晶態(tài)。隨著更快的冷卻，相變材料進(jìn)入 非晶態(tài)(amorphous state)。在其非晶態(tài)中，相變材料具有與在其晶態(tài) 中不同的電阻，并且同樣地單元的狀態(tài)可基于其中可編程的相變材料塊 的電阻確定。參考圖2，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)相變單元20。這里示出了 第一電極21。將通孔形式的第一導(dǎo)線22設(shè)置為與電極21電接觸。與第 一導(dǎo)線22相鄰的是從第一導(dǎo)線向包括可編程的相變材料塊24的單元側(cè) 向延伸的另一個(gè)導(dǎo)線23。將通孔形式的第二導(dǎo)線25設(shè)置在單元24的相 對側(cè)上。與導(dǎo)線25電接觸的是第二電極26。相變單元20的操作與相變 單元10的操作類似。如圖3所示，W098/336446 (日本未審專利公布No. 2001-504279)公開了一種相變非易失性存儲器30，將其示出為具有下電極31、上電極 36以及形成在其間的可編程的相變材料塊34，經(jīng)由電極31、導(dǎo)線35和 電極36，電流流過所述可編程的相變材料塊。相變材料34包括硫?qū)倩?物材料，所述硫?qū)倩锊牧峡稍诟唠娮璧姆蔷B(tài)(非晶體)和低電阻的 晶態(tài)之間相可逆變化。利用電流的通過來控制電阻值將材料變成非晶態(tài) 或晶態(tài)。例如當(dāng)存儲(寫)數(shù)據(jù)時(shí)，將可編程的相變材料塊34從非晶態(tài) 變成晶態(tài)并且從而給予低電阻值，而當(dāng)擦除數(shù)據(jù)時(shí)，將相變材料34從晶 態(tài)變成非晶態(tài)并且從而給予高電阻值。因此讀取電阻值的差以便將該層 作為存儲器。替代地，通過將相變材料變成非晶態(tài)來寫數(shù)據(jù)，并且通過 將相變材料變成晶態(tài)來擦除數(shù)據(jù)。在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，下電極31和可編程的相變材料塊34之間的連接部分31a形狀為截頭圓錐體形式從而在其尖端附近提供改善的電流 密度。對通過光刻在相變層340上形成的圖案(未示出)進(jìn)行底切 (undercutting)來形成連接部分31a。在去除圖案后，通過光刻在連 接部分31a上形成層340。W097/40499(日本未審專利公布No. 2000-509204)也公開了與以上 類似的結(jié)構(gòu)，并且其中在下電極和相變材料層之間的連接部分是朝向相 變材料層的錐形，具有遞減的截面積以在錐形末端處給出更高的電流密 度。從實(shí)現(xiàn)節(jié)省電力和存儲器寫入和擦除數(shù)據(jù)速度的角度來看，按照這 種方式給出增加的電流密度是有效的。然而，如果在電極和相變材料層 之間的接觸減小，會出現(xiàn)在電極和層之間容易發(fā)生不完全傳導(dǎo)而導(dǎo)致較 低產(chǎn)量的問題。精確地在形成連接部分31a的位置處形成相變材料的需 要進(jìn)一步加重了減小設(shè)計(jì)自由度的問題。參考圖4，示出了如美國專利申請2004/0001374中所公開的相變單 元40的替代的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例。示出了第一電極41具有與其相接觸的 多個(gè)納米線42。納米線提供與圖3實(shí)施例中錐形類似的電流限制，設(shè)計(jì) 不限于同樣的方式。這里將具有相變材料的單元44設(shè)置為與納米線42 相鄰。將第二電極設(shè)置在其中具有相變材料的單元的相對側(cè)上。參考圖5a，示出了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)50a的截面圖。示出了第一電極51和第二電極56。設(shè)置在其間的是其中具有可編程的相變材料塊54 的相變層540。相變單元具有設(shè)置為與其相鄰并且位于相變層540和第 一導(dǎo)線52之間的非均勻隧穿勢壘53。非均勻勢壘53位于通孔內(nèi)(如圖 5a所示)，或者位于通孔頂部的正上面，因此與相變層540 —起進(jìn)行構(gòu) 圖。非均勻隧穿勢壘53用于按照限眾所周知的隧穿勢壘理論限制電流流 過。所得出的結(jié)構(gòu)提供由于在隧穿勢壘中的限制點(diǎn)處或其附近的電流集 中導(dǎo)致的局部加熱。該局部加熱允許包括相變材料的小單元和更快的數(shù) 據(jù)存儲。同樣電流限制是極為有利的。另外，隧穿勢壘的本性表明受限 制電流的統(tǒng)計(jì)分布，使得包括相變材料的單元的放置和間隔基于隧穿勢 壘的設(shè)計(jì)和制造。因此，本發(fā)明支持集成相變存儲器件比不含電流限制 結(jié)構(gòu)的器件更高的密度。參考圖5b —示出了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)50b的截面圖。示出了第一電 極51和第二電極56。設(shè)置在其間的是其中具有可編程的相變材料塊54 的相變層640。相變單元具有設(shè)置為與其相鄰的并且設(shè)置在具有可編程 塊54的相變層540和第一導(dǎo)線52之間的非均勻隧穿勢壘53。非均勻隧 穿勢壘53用于按照眾所周知的隧穿勢壘理論限制電流流過，由黑線表 示。在這個(gè)實(shí)施例中，在相變單元中的層狀堆疊包括金屬層、非均勻隧 穿勢壘53、具有可編程塊54的相變層540、以及另一個(gè)金屬層。可以將 金屬層添加作為粘附層或者擴(kuò)散阻擋層。省略第一金屬層與圖5a的實(shí)施 例相對應(yīng)，其中將非均勻隧穿勢壘53連同相變層540 —起進(jìn)行構(gòu)圖。在替代的實(shí)施例中，將非均勻隧穿勢壘53插入在相變層540和頂 部金屬層之間。而在另一個(gè)實(shí)施例中，將非均勻隧穿勢壘53按照以下方 式插入在相變層540之內(nèi)，使得非均勻隧穿勢壘53實(shí)際上與兩個(gè)相變層 相鄰，所述兩個(gè)相變層可以包括同樣的或不同的相變材料。在最后這種 情況下，相變單元可選地包括層狀結(jié)構(gòu)(金屬-相變-隧穿勢壘-相變-金 屬)。隧穿勢壘是眾所周知的并已經(jīng)用于幾種技術(shù)中。例如在MRAM中， 已知通過前體(precursor)鋁層的后氧化(post-oxidation)制作的薄 氧化鋁隧穿勢壘，產(chǎn)生隧穿磁電阻(TMR)效應(yīng)，所述隧穿磁電阻效應(yīng)被認(rèn)為是迄今為止最好的一個(gè)。典型的隧穿勢壘厚度在l-2rnn的量級。替代的隧穿勢壘材料包括氧化鎂、氧化鉿、氧化鉭、氧化硅、氮化 硅等以及不同化合物的混合物。通常，—使用多種技術(shù)來形成隧穿勢壘， 例如前面描述的通過前體層的沉積，例如通過濺射或蒸發(fā)，接著是氧化 或氮化步驟。替代地，優(yōu)選的是作為金屬層或相變記錄層的表面的初始 表面先被氧化，之后沉積前體層(例如鋁)。然后通過已氧化的初始表面 和前體層的固態(tài)反應(yīng)可以形成隧穿勢壘。在大部分情況下要求熱處理。 最后，將隧穿勢壘直接沉積在初始表面上，所述初始表面是金屬層或相 變記錄層的表面。用于直接沉積氧化物和氮化物的沉積技術(shù)包括反應(yīng)濺 射、化學(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)等。可選地，可以使用適 合本應(yīng)用的其他沉積技術(shù)。因此，通過使用非均勻隧穿勢壘，非最優(yōu)隧穿勢壘，可以獲得流過 隧穿勢壘的高度非均勻電流，導(dǎo)致其中限制電流流過的"熱點(diǎn)"，給出了 電流密度隨隧穿勢壘厚度的指數(shù)依賴性。采用導(dǎo)電原子力顯微鏡(AFM) 的實(shí)驗(yàn)獲得許多試驗(yàn)證據(jù)來證實(shí)該效應(yīng)。該效應(yīng)允許產(chǎn)生用于相變存儲 器單元設(shè)計(jì)中的局部加熱。盡管在下面公開了用于實(shí)現(xiàn)隧穿勢壘中高度非均勻電流的三種方 法，其它非均勻隧穿勢壘(支持非均勻電流流動(dòng)并且產(chǎn)生局部加熱的隧 穿勢壘)可能和相變材料一起使用并在本發(fā)明范圍之內(nèi)。參考圖6，示出了根據(jù)本發(fā)明用于制造非均勻隧穿勢壘方法的簡化 流程圖。有利地，該方法不要求與用于MRAM器件的隧穿勢壘制造相比不 同的材料或設(shè)備。同樣地，該方法與一些當(dāng)前制造設(shè)備兼容。在61處設(shè) 置了用于在其上形成隧穿勢壘的初始表面，所述初始表面是相變材料或 另一種金屬，所述初始表面與隧穿勢壘厚度相比是粗糙的。在初始表面 上的62處生長隧穿勢壘，導(dǎo)致具有如圖7a所示的變化厚度的隧穿勢壘。 因?yàn)樗泶﹦輭緝啥说碾娏髋c其厚度是指數(shù)函數(shù)相關(guān)的，較窄的隧穿勢壘 比較厚的隧穿勢壘通過更多電流，當(dāng)使用所述器件時(shí)出現(xiàn)隧穿勢壘兩端 的非均勻電流。替代地，當(dāng)初始表面是光滑表面時(shí)，形成了具有變化厚度的隧穿勢 壘，例如，通過形成具有如圖7b所示變化厚度的前體層?？蛇x地將前體層沉積為具有變化的厚度。替代地，前體層是導(dǎo)致具有變化厚度的氧化 層的氧化處理的結(jié)果。通過利用己知沿晶粒邊界進(jìn)行較快的自然氧化過 程可以得到變化厚度的氧化層。通過修改晶粒尺寸和氧化預(yù)算，隧穿勢 壘特性是可修改的。選擇合適的晶粒尺寸和氧化預(yù)算是重要的，并且易 于通過實(shí)驗(yàn)確定。下面給出幾個(gè)例子。替代地，在平坦表面上直接形成 隧穿勢壘，并且將其形成為具有如圖7c所示的變化厚度。依賴于"自組織"，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)非均勻隧穿勢壘是可形成的。參考圖8， 介紹了形成這種非均勻隧穿勢壘方法的簡化流程圖。沉積以例如Al-Cu 合金的形式的化合物前體材料，具有范圍上至幾十個(gè)atW的銅含量。由 于每一種金屬的不同氧化率，形成與銅顆粒一樣的氧化鋁矩陣。作為氧 化的結(jié)果，銅原子可能離析(segregate)。所得到的隧穿勢壘具有已氧 化的鋁部分和銅的其它部分。因此，在隧穿勢壘之內(nèi)的非均勻材料用于 導(dǎo)致支持其兩端的電流限制的非均勻隧穿勢壘。優(yōu)選的材料系統(tǒng)包括至少一個(gè)氧化物網(wǎng)絡(luò)形成器(former)連同至少一個(gè)不易氧化的貴金屬。貴金屬可以包括銀、金、銅、鉑、釕，等等。 結(jié)果，形成了具有近似平行導(dǎo)電路徑的隧穿勢壘。替代地，根據(jù)圖8的方法使用另一種材料系統(tǒng)。將例如鋁-銅-鋁的 多層材料設(shè)置作為前體材料，其中已知其中間層在鋁層上難以浸潤的 (wetdifficiilty)。結(jié)果，在生長期間實(shí)現(xiàn)了3D島的形成。在氧化后，這導(dǎo)致支持電流限制的具有更高電流密度的區(qū)域。替代地，使用具有類 似性質(zhì)的不同材料系統(tǒng)。圖9中示出了根據(jù)圖8方法形成的非均勻隧穿勢壘的截面圖。 優(yōu)選地，非均勻隧穿勢壘是使用期間具有大局部電流密度差的非均 勻隧穿勢壘。這里用于支持局部加熱的電流限制來自于與相變層相鄰的 非均勻隧穿勢壘。因?yàn)樗泶﹦輭镜姆蔷鶆蛱煨允腔谠谠蛹墑e起作用 的原理，所得到的"熱點(diǎn)"將在整個(gè)硅晶片上方均勻地散布，遍及隧穿 勢壘表面。可以可選地調(diào)節(jié)"熱點(diǎn)"的密度使得它支持使用單個(gè)隧穿勢 壘制造很多相變單元。這促進(jìn)了相變存儲器單元的密度陣列的實(shí)現(xiàn)和制 造?？删幊滩牧峡蛇x地是現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何相變存儲器材料。優(yōu)選地，相變材料能夠展示一階相變。例如合適的材料參考美國專利6， 613， 604，結(jié)合在此作為參考，以及其中引用的其它文檔，這里結(jié)合作為參考。 該專利解釋了從多個(gè)原子元素可以形成相變材料。優(yōu)選地，可編程材料 包括至少一個(gè)硫族元素。硫族元素包括可以可選地從碲、硒及其混合物 或合金的組中選擇?？删幊滩牧系湫偷匕ㄖ辽僖粋€(gè)從包括鍺、銻、鉍、 鉛、錫、砷、硫、硅、磷、氧以及其混合物或合金的組中選擇的元素。 在一個(gè)實(shí)施例中，可編程材料包括元素碲、鍺和銻。在另一個(gè)實(shí)施例中， 可編程材料尤其包括碲?？梢允褂玫目删幊滩牧系氖纠荰e2Ge2Sb5。存儲器材料可選地包括至少一個(gè)過渡金屬元素。這里使用的術(shù)語 "過渡金屬"包括周期表上的元素21至30、 39至48、 57和72至80。 優(yōu)選地，從包括鉻、鐵、鎳、鈮、鈀、鉑以及其混合物或合金的組中選 出一個(gè)或更多過渡金屬元素。包括過渡金屬的存儲器材料可選地是在 Te-Ge-Sb三元系統(tǒng)中存儲器材料的利用元素修正的形式。通過將過渡金 屬結(jié)合到具有或不具有額外的硫族元素(例如硒)的基本Te — Ge — Sb 的三元系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)利用元素的修正。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以設(shè)想很多其它實(shí)施例。1權(quán)利要求
1. 一種非易失性存儲器(50)，包括第二電極(56)；包括多個(gè)電阻可變的相變單元(54)的記錄層；與記錄層相鄰的非均勻隧穿勢壘(53)；以及與非均勻隧穿勢壘電連通中的第一電極(51)，所述第一電極(51)經(jīng)由隧穿勢壘(53)與第二電極(56)電連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的非易失性存儲器，其中通過提供初始表面、 并且將非均勻隧穿勢壘沉積到初始表面上來形成非均勻隧穿勢壘，所述 初始表面相對于隧穿勢壘的平均厚度是粗糙的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的非易失性存儲器，其中所述初始表面包括記錄層的表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的非易失性存儲器，其中所述初始表面包括金 屬層的表面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2的非易失性存儲器，其中所述初始表面包括在記錄層和導(dǎo)電層之一上形成的具有變化厚度的前體層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的非易失性存儲器，其中所述非均勻隧穿勢壘采用導(dǎo)致隧穿勢壘具有變化厚度的氧化工藝和氮化工藝之一形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的非易失性存儲器，其中所述非均勻隧穿勢壘 包括具有非均勻成分的均勻厚度層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)的非易失性存儲器，其中所述隧穿勢壘的非均勻性導(dǎo)致局部非均勻的電流流動(dòng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7的非易失性存儲器，其中所述非均勻隧穿勢壘包括易于氧化的原子和較不易于氧化的金屬原子。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的非易失性存儲器，其中將所述易于氧化的原子和所述較不易于氧化的原子一起沉積到所述表面上，并且允許對易于 氧化的原子進(jìn)行氧化。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的非易失性存儲器，其中所述非均勻隧穿勢壘包括A1和Cu原子。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9的非易失性存儲器，其中將所述易于氧化的原 子和所述較不易于氧化的原子交替地沉積到多個(gè)層中，選擇較不易于氧 化的原子對于易于氧化的原子難以浸潤，
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的非易失性存儲器，其中所述原子包括交替 地沉積在多個(gè)層中的Al和Cu原子，所述Cu原子公知為難以浸潤Al。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)的非易失性存儲器，其中記錄層 包括相變材料，所述相變材料具有電阻值不同的至少兩個(gè)穩(wěn)定相，并且 能夠在所述相之間可逆地轉(zhuǎn)換。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)的非易失性存儲器，其中所述相 變材料包含硫?qū)倩锊牧稀?br> 16. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的非易失性存儲器，其中所述非均 勻隧穿勢壘包括較窄的部分和較厚的部分，將較窄的部分和較厚的部分 相對于彼此隨機(jī)地排列。
17. —種用于形成相變單元存儲器的方法，包括 提供包含相變材料的單元(61); 提供與相變材料相鄰的非均勻隧穿勢壘(62);以及 提供第一電極和第二電極，所述第一電極用于向非均勻隧穿勢壘提供電流，所述第二電極用于接收已經(jīng)通過隧穿勢壘的電流。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中，通過提供初始表面(61)、并 且將非均勻隧穿勢壘沉積到初始表面上來形成非均勻隧穿勢壘，所述初 始表面相對于隧穿勢壘的平均厚度是粗糙的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述初始表面包括記錄層的表面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述初始表面包括金屬層的表面。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述初始表面包括在記錄層和 導(dǎo)電層之一上形成的具有變化厚度的前體層。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述非均勻隧穿勢壘采用導(dǎo)致 隧穿勢壘具有變化厚度的氧化工藝和氮化工藝之一形成。
23. 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述非均勻隧穿勢壘包括具有 非均勻成分的均勻厚度層。
24. 根據(jù)權(quán)利要求17至23任一項(xiàng)的方法，其中所述隧穿勢壘的非均勻性導(dǎo)致局部非均勻的電流流動(dòng)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述非均勻隧穿勢壘包括易于 氧化的原子和較不易于氧化的金屬原子。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中將所述易于氧化的原子和所述 較不易于氧化的原子一起沉積到所述表面上，并且允許對易于氧化的原 子進(jìn)行氧化。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中所述非均勻隧穿勢壘包括A1和 Cu原子。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述不易于氧化的金屬原子是 貴金屬原子。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中將所述易于氧化的原子和所述 較不易于氧化的原子交替地沉積到多個(gè)層中，選擇較不易于氧化的原子 對于易于氧化的原子難以浸潤，導(dǎo)致支持較高電流密度的區(qū)域。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中所述原子包括交替地沉積在多 個(gè)層中的Al和Cu原子，所述Cu原子公知為難以浸潤Al。
31. 根據(jù)權(quán)利要求17至30任一項(xiàng)的方法，其中所述記錄層包括相 變材料，所述相變材料具有電阻值不同的至少兩個(gè)穩(wěn)定相，并且能夠在 所述相之間可逆地轉(zhuǎn)換。
32. 根據(jù)權(quán)利要求17至31任一項(xiàng)的方法，其中所述相變材料包含 硫?qū)倩锊牧稀?br> 33. 根據(jù)權(quán)利要求17至22任一項(xiàng)的方法，其中所述非均勻隧穿勢 壘包括較窄的部分和較厚的部分，將較窄的部分和較厚的部分相對于彼 此隨機(jī)地排列。
34. —種非易失性存儲器(50)，包括 多個(gè)第二電極(56)，按照規(guī)則間隔幵的陣列進(jìn)行排列；記錄層，包括多個(gè)相變單元(540)，每一個(gè)相變單元(540)均是 電阻可變的，并且按照規(guī)則間隔開的陣列進(jìn)行排列；非均勻隧穿勢壘(53)，形成與記錄層中的多個(gè)相變單元相鄰的近 似鄰接層；以及多個(gè)第一電極(52)，按照規(guī)則間隔開的陣列進(jìn)行排列，并且每一 個(gè)均與多個(gè)第二電極中的一個(gè)電極以及多個(gè)相變單元的一個(gè)相變單元相 關(guān)聯(lián)，第一電極與非均勻隧穿勢壘電連通，第一電極經(jīng)由隧穿勢壘與其 相對應(yīng)的第二電極電連通。
全文摘要
公開了一種非易失性存儲器(50)。提供了第二電極(56)。也提供了第一電極(51)。在第一電極(51)和第二電極(56)之間提供了具有多個(gè)電阻可變的相變單元(54)的記錄層。將非均勻隧穿勢壘(540)設(shè)置為與記錄層和第一電極中的每一個(gè)相鄰。在使用時(shí)，第一電極與非均勻隧穿勢壘電連通，第一電極經(jīng)由非均勻隧穿勢壘與第二電極電連通。
文檔編號H01L27/24GK101223642SQ200580047649
公開日2008年7月16日 申請日期2005年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者卡倫·阿滕伯勒, 漢斯·波依 申請人:Nxp股份有限公司