電阻式記憶體元件及其製作方法Resistance random access memory element and method for making the same

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

美國

專利申請案號

13/112,605

專利證號

US 8,592,794 B2

專利獲證名稱

電阻式記憶體元件及其製作方法Resistance random access memory element and method for making the same

專利所屬機關 (申請機關)

國立中山大學

獲證日期

2013/11/26

技術說明

本專利係在電阻式記憶體的絕緣層(如金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物、矽或鍺的氧化物、矽或鍺的氮化物及矽或鍺的氮氧化物等…)上添加一層金屬薄膜(如銅、銀等…)，在施加適當電壓後，使金屬薄膜中的金屬原子氧化為金屬離子，並趨入至絕緣層中還原為金屬原子，因此金屬延伸至絕緣層中成為尖端電極。此結果會減少等效的絕緣層厚度，並且在施加電壓時產生一極強的尖端電場，在多次的電阻切換操作下，高電阻態及低電阻態的電阻值更為穩定。 此外，對於半導體電阻切換層而言，利用本方法將金屬延伸至絕緣層中成為尖端電極會使電阻轉換特性更易發生。半導體電阻切換層的厚度限制可超過數十奈米，且製作上更為容易。由於半導體材料已普遍應用在目前的半導體產業，無相容性的問題，因此可有效降低電阻式非揮發性記憶體的生產成本。 This patent proposes a resistive switching layer (such as metal oxide, metal nitride, metal oxynitride, silicon (or germanium) oxide, silicon (or germanium) nitride and silicon (or germanium) oxynitride) with an ultrathin metal film on the anodic side for an RRAM application. By employing an applied bias voltage on electrode, the metal atoms are oxidized into metal ions and then drive to SiON film. The driving metal ions in SiON film can reduce into metal atoms and form a metal filament. The metal filament can be served as a stretched electrode causes the effective thickness of resistive switching layer decreasing and a large electrical field can be generated at the tip of the electrode when applying bias on the device. Therefore, conduction path prefer to occur along the metal filament, explaining that the device exhibits a superior bistable resistance switching.

備註

本部(收文號1100013618)同意該校110年3月5日中產營字第1101400202號函申請終止維護專利(中山)

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