公开(公告)号：US20120280201A1

公开(公告)日：2012-11-08

申请号：US13553411

申请日：2012-07-19

申请人： Deepak C. Sekar ,  April Schricker ,  Xiying Chen ,  Klaus Schuegraf

发明人： Deepak C. Sekar ,  April Schricker ,  Xiying Chen ,  Klaus Schuegraf

IPC分类号： H01L45/00 ,  H01L21/02

CPC分类号： G11C13/0007 ,  G11C2213/31 ,  G11C2213/52 ,  H01L27/101 ,  H01L27/2418 ,  H01L27/2481 ,  H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1253 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1641 ,  H01L45/165

摘要： Optimized electrodes for ReRAM memory cells and methods for forming the same are discloses. One aspect comprises forming a first electrode, forming a state change element in contact with the first electrode, treating the state change element, and forming a second electrode. Treating the state change element increases the barrier height at the interface between the second electrode and the state change element. Another aspect comprises forming a first electrode in a manner to deliberately establish a certain degree of amorphization in the first electrode, forming a state change element in contact with the first electrode. The degree of amorphization of the first electrode is either at least as great as the degree of amorphization of the state change element or no more than 5 percent less than the degree of amorphization of the state change element.

摘要翻译： 公开了用于ReRAM存储单元的优化电极及其形成方法。 一个方面包括形成第一电极，形成与第一电极接触的状态变化元件，处理状态变化元件，以及形成第二电极。 处理状态改变元件增加了在第二电极和状态改变元件之间的界面处的势垒高度。 另一方面包括以故意在第一电极中形成一定程度的非晶化的方式形成第一电极，形成与第一电极接触的状态改变元件。 第一电极的非晶化程度至少与状态变化元件的非晶化程度一样大，或者比状态变化元件的非晶化程度小不超过5％。

公开(公告)号：US20120147657A1

公开(公告)日：2012-06-14

申请号：US13397448

申请日：2012-02-15

申请人： Deepak C. Sekar ,  Klaus Schuegraf ,  Roy Scheuerlein

发明人： Deepak C. Sekar ,  Klaus Schuegraf ,  Roy Scheuerlein

IPC分类号： G11C11/00

CPC分类号： G11C13/0007 ,  G11C7/00 ,  G11C8/12 ,  G11C13/0064 ,  G11C13/0069 ,  G11C2013/0076 ,  G11C2013/0088 ,  G11C2013/009 ,  G11C2213/32 ,  G11C2213/34 ,  G11C2213/72

摘要： A storage system and method for operating the storage system that uses reversible resistance-switching elements is described. Techniques are disclosed herein for varying programming conditions to account for different resistances that memory cells have. These techniques can program memory cells in fewer attempts, which can save time and/or power. Techniques are disclosed herein for achieving a high programming bandwidth while reducing the worst case current and/or power consumption.

摘要翻译： 描述了一种用于操作使用可逆电阻切换元件的存储系统的存储系统和方法。 本文公开了用于改变编程条件以解决存储器单元具有的不同电阻的技术。 这些技术可以以较少的尝试编程存储器单元，这可以节省时间和/或功率。 本文公开了用于实现高编程带宽同时减少最坏情况下的电流和/或功率消耗的技术。

公开(公告)号：US20110227026A1

公开(公告)日：2011-09-22

申请号：US12942575

申请日：2010-11-09

申请人： Deepak C. Sekar ,  Franz Kreupl ,  Raghuveer Makala ,  Peter Rabkin ,  Chu-Chen Fu ,  Tong Zhang

发明人： Deepak C. Sekar ,  Franz Kreupl ,  Raghuveer Makala ,  Peter Rabkin ,  Chu-Chen Fu ,  Tong Zhang

IPC分类号： H01L47/00 ,  H01L21/00

CPC分类号： H01L45/146 ,  G11C13/0007 ,  G11C2213/35 ,  G11C2213/71 ,  H01L27/1021 ,  H01L27/2409 ,  H01L27/2463 ,  H01L27/2481 ,  H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/145 ,  H01L45/1641 ,  H01L45/1675

摘要： Non-volatile storage elements having a reversible resistivity-switching element and techniques for fabricating the same are disclosed herein. The reversible resistivity-switching element may be formed by depositing an oxygen diffusion resistant material (e.g., heavily doped Si, W, WN) over the top electrode. A trap passivation material (e.g., fluorine, nitrogen, hydrogen, deuterium) may be incorporated into one or more of the bottom electrode, a metal oxide region, or the top electrode of the reversible resistivity-switching element. One embodiment includes a reversible resistivity-switching element having a bi-layer capping layer between the metal oxide and the top electrode. Fabricating the device may include depositing (un-reacted) titanium and depositing titanium oxide in situ without air brake. One embodiment includes incorporating titanium into the metal oxide of the reversible resistivity-switching element. The titanium might be implanted into the metal oxide while depositing the metal oxide, or after deposition of the metal oxide. Sub-plantation may be used to create a titanium region between two metal oxide regions.

摘要翻译： 本文公开了具有可逆电阻率开关元件的非易失性存储元件及其制造技术。 可逆电阻率开关元件可以通过在顶部电极上沉​​积防氧扩散材料（例如，重掺杂的Si，W，WN）来形成。 可以将陷阱钝化材料（例如，氟，氮，氢，氘）并入到可逆电阻率切换元件的底部电极，金属氧化物区域或顶部电极中的一个或多个中。 一个实施例包括在金属氧化物和顶部​​电极之间具有双层覆盖层的可逆电阻率开关元件。 制造该器件可以包括沉积（未反应的）钛并原位沉积二氧化钛而不用空气制动。 一个实施例包括将钛结合到可逆电阻率开关元件的金属氧化物中。 可以在沉积金属氧化物的同时或在沉积金属氧化物之后将钛注入金属氧化物中。 亚种植园可用于在两个金属氧化物区域之间产生钛区域。

公开(公告)号：US07969011B2

公开(公告)日：2011-06-28

申请号：US12240785

申请日：2008-09-29

申请人： Deepak C. Sekar ,  Tanmay Kumar ,  Peter Rabkin ,  Er-Xuan Ping ,  Xiying Chen

发明人： Deepak C. Sekar ,  Tanmay Kumar ,  Peter Rabkin ,  Er-Xuan Ping ,  Xiying Chen

IPC分类号： H01L23/48

CPC分类号： H01L45/00 ,  H01L27/2418 ,  H01L27/2481 ,  H01L45/04 ,  H01L45/06 ,  H01L45/122 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/144 ,  H01L45/149

摘要： A metal-insulator diode is disclosed. In one aspect, the metal-insulator diode comprises first and second electrode and first and second insulators arraigned as follows. An insulating region has a trench formed therein. The trench has a bottom and side walls. The first electrode, which comprises a first metal, is on the side walls and over the bottom of the trench. A first insulator has a first interface with the first electrode. At least a portion of the first insulator is within the trench. A second insulator has a second interface with the first insulator. At least a portion of the second insulator is within the trench. The second electrode, which comprises a second metal, is in contact with the second insulator. The second electrode at least partially fills the trench.

摘要翻译： 公开了一种金属绝缘体二极管。 在一个方面，金属绝缘体二极管包括第一和第二电极以及第一和第二绝缘体，如下所述。 绝缘区域中形成有沟槽。 沟槽有一个底部和侧壁。 第一电极包括第一金属，位于沟槽的侧壁和底部的上方。 第一绝缘体具有与第一电极的第一界面。 第一绝缘体的至少一部分在沟槽内。 第二绝缘体具有与第一绝缘体的第二接口。 第二绝缘体的至少一部分在沟槽内。 包括第二金属的第二电极与第二绝缘体接触。 第二电极至少部分地填充沟槽。

公开(公告)号：US20110089391A1

公开(公告)日：2011-04-21

申请号：US12582509

申请日：2009-10-20

申请人： Andrei Mihnea ,  Deepak C. Sekar ,  George Samachisa ,  Roy Scheuerlein ,  Li Xiao

发明人： Andrei Mihnea ,  Deepak C. Sekar ,  George Samachisa ,  Roy Scheuerlein ,  Li Xiao

IPC分类号： H01L29/861 ,  H01L45/00 ,  H01L21/70

CPC分类号： G11C13/0007 ,  G11C13/003 ,  G11C13/0069 ,  G11C2013/0073 ,  G11C2213/32 ,  G11C2213/34 ,  G11C2213/72 ,  H01L27/24

摘要： A storage system and method for forming a storage system that uses punch-through diodes as a steering element in series with a reversible resistivity-switching element is described. The punch-through diode allows bipolar operation of a cross-point memory array. The punch-through diode may have a symmetrical non-linear current/voltage relationship. The punch-through diode has a high current at high bias for selected cells and a low leakage current at low bias for unselected cells. Therefore, it is compatible with bipolar switching in cross-point memory arrays having resistive switching elements. The punch-through diode may be a N+/P−/N+ device or a P+/N−/P+ device.

摘要翻译： 描述了一种用于形成使用穿通二极管作为与可逆电阻率切换元件串联的转向元件的存储系统的存储系统和方法。 穿通二极管允许交叉点存储器阵列的双极性操作。 穿通二极管可具有对称的非线性电流/电压关系。 穿通二极管在选择的电池的高偏压下具有高电流，对于未选择的电池，在低偏压下具有低泄漏电流。 因此，它与具有电阻式开关元件的交叉点存储器阵列中的双极开关兼容。 穿通二极管可以是N + / P- / N +器件或P + / N- / P +器件。

公开(公告)号：US20100081268A1

公开(公告)日：2010-04-01

申请号：US12566486

申请日：2009-09-24

申请人： April Dawn Schricker ,  Deepak C. Sekar ,  Andy Fu ,  Mark Clark

发明人： April Dawn Schricker ,  Deepak C. Sekar ,  Andy Fu ,  Mark Clark

IPC分类号： H01L21/44

CPC分类号： H01L45/1233 ,  H01L27/101 ,  H01L27/1021 ,  H01L27/2418 ,  H01L27/2481 ,  H01L45/04 ,  H01L45/06 ,  H01L45/122 ,  H01L45/144 ,  H01L45/149 ,  H01L45/1683

摘要： Forming a metal-insulator diode and carbon memory element in a single damascene process is disclosed. A trench having a bottom and a sidewall is formed in an insulator. A first diode electrode is formed in the trench during a single damascene process. A first insulating region comprising a first insulating material is formed in the trench during the single damascene process. A second insulating region comprising a second insulating material is formed in the trench during the single damascene process. A second diode electrode is formed in the trench during the single damascene process. The first insulating region and the second insulating region reside between the first diode electrode and the second diode electrode to form a metal-insulator-insulator-metal (MIIM) diode. A region of carbon is formed in the trench during the single damascene process. At least a portion of the carbon is electrically in series with the MIIM diode.

摘要翻译： 公开了在单个镶嵌工艺中形成金属绝缘体二极管和碳记忆元件。 具有底部和侧壁的沟槽形成在绝缘体中。 在单个镶嵌工艺期间，在沟槽中形成第一二极管电极。 在单个镶嵌工艺期间，在沟槽中形成包括第一绝缘材料的第一绝缘区域。 在单个镶嵌工艺期间，在沟槽中形成包括第二绝缘材料的第二绝缘区域。 在单镶嵌工艺期间，在沟槽中形成第二二极管电极。 第一绝缘区域和第二绝缘区域位于第一二极管电极和第二二极管电极之间，以形成金属 - 绝缘体 - 绝缘体 - 金属（MIIM）二极管。 在单个镶嵌工艺期间，在沟槽中形成碳区域。 至少一部分碳与MIIM二极管电串联。

公开(公告)号：US20100078759A1

公开(公告)日：2010-04-01

申请号：US12240785

申请日：2008-09-29

申请人： Deepak C. Sekar ,  Tanmay Kumar ,  Peter Rabkin ,  Er-Xuan Ping ,  Xiying Chen

发明人： Deepak C. Sekar ,  Tanmay Kumar ,  Peter Rabkin ,  Er-Xuan Ping ,  Xiying Chen

IPC分类号： H01L23/525 ,  H01L21/44

CPC分类号： H01L45/00 ,  H01L27/2418 ,  H01L27/2481 ,  H01L45/04 ,  H01L45/06 ,  H01L45/122 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/144 ,  H01L45/149

摘要： A metal-insulator diode is disclosed. In one aspect, the metal-insulator diode comprises first and second electrode and first and second insulators arraigned as follows. An insulating region has a trench formed therein. The trench has a bottom and side walls. The first electrode, which comprises a first metal, is on the side walls and over the bottom of the trench. A first insulator has a first interface with the first electrode. At least a portion of the first insulator is within the trench. A second insulator has a second interface with the first insulator. At least a portion of the second insulator is within the trench. The second electrode, which comprises a second metal, is in contact with the second insulator. The second electrode at least partially fills the trench.

摘要翻译： 公开了一种金属绝缘体二极管。 在一个方面，金属绝缘体二极管包括第一和第二电极以及第一和第二绝缘体，如下所述。 绝缘区域中形成有沟槽。 沟槽有一个底部和侧壁。 第一电极包括第一金属，位于沟槽的侧壁和底部的上方。 第一绝缘体具有与第一电极的第一界面。 第一绝缘体的至少一部分在沟槽内。 第二绝缘体具有与第一绝缘体的第二接口。 第二绝缘体的至少一部分在沟槽内。 包括第二金属的第二电极与第二绝缘体接触。 第二电极至少部分地填充沟槽。

公开(公告)号：US08637845B2

公开(公告)日：2014-01-28

申请号：US13553411

申请日：2012-07-19

申请人： Deepak C. Sekar ,  April Schricker ,  Xiying Chen ,  Klaus Schuegraf

发明人： Deepak C. Sekar ,  April Schricker ,  Xiying Chen ,  Klaus Schuegraf

IPC分类号： H01L47/00

CPC分类号： G11C13/0007 ,  G11C2213/31 ,  G11C2213/52 ,  H01L27/101 ,  H01L27/2418 ,  H01L27/2481 ,  H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1253 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1641 ,  H01L45/165

摘要： Optimized electrodes for ReRAM memory cells and methods for forming the same are discloses. One aspect comprises forming a first electrode, forming a state change element in contact with the first electrode, treating the state change element, and forming a second electrode. Treating the state change element increases the barrier height at the interface between the second electrode and the state change element. Another aspect comprises forming a first electrode in a manner to deliberately establish a certain degree of amorphization in the first electrode, forming a state change element in contact with the first electrode. The degree of amorphization of the first electrode is either at least as great as the degree of amorphization of the state change element or no more than 5 percent less than the degree of amorphization of the state change element.

摘要翻译： 公开了用于ReRAM存储单元的优化电极及其形成方法。 一个方面包括形成第一电极，形成与第一电极接触的状态变化元件，处理状态变化元件，以及形成第二电极。 处理状态改变元件增加了在第二电极和状态改变元件之间的界面处的势垒高度。 另一方面包括以故意在第一电极中形成一定程度的非晶化的方式形成第一电极，形成与第一电极接触的状态改变元件。 第一电极的非晶化程度至少与状态变化元件的非晶化程度一样大，或者比状态变化元件的非晶化程度小不超过5％。

公开(公告)号：US08216862B2

公开(公告)日：2012-07-10

申请号：US12842810

申请日：2010-07-23

申请人： Franz Kreupl ,  Deepak C. Sekar

发明人： Franz Kreupl ,  Deepak C. Sekar

IPC分类号： H01L21/06

CPC分类号： H01L45/146 ,  G11C13/0007 ,  G11C2213/35 ,  G11C2213/71 ,  H01L27/1021 ,  H01L27/2409 ,  H01L27/2463 ,  H01L27/2481 ,  H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/145 ,  H01L45/1641 ,  H01L45/1675

摘要： During the manufacture of a set of non-volatile resistance-switching memory elements, a forming process is performed in which a voltage is applied over forming period until a conductive filament is formed in a resistance-switching layer. A heat source at a temperature of 50° C. to 150° C. is applied to expedite the forming process while reducing the required magnitude of the applied voltage. Manufacturing time and reliability are improved. After the forming process, an expedited training process can be performed in which a fixed number of cycles of voltage pulses are applied without verifying the memory elements. Subsequently, the memory elements are verified by determining their read current in an evaluation. Another fixed number of cycles of voltage pulses is applied without verifying the memory elements, if the memory elements do not pass the evaluation.

摘要翻译： 在一组非易失性电阻切换存储元件的制造期间，进行形成处理，其中在形成周期上施加电压，直到在电阻切换层中形成导电细丝。 施加温度为50℃至150℃的热源以加速成形过程，同时降低施加电压的所需幅度。 制造时间和可靠性得到提高。 在形成处理之后，可以执行加速训练处理，其中施加固定数量的电压脉冲循环，而不验证存储元件。 随后，通过在评估中确定它们的读取电流来验证存储器元件。 如果存储器元件不通过评估，则施加电压脉冲的另一固定数量的循环，而不验证存储器元件。

公开(公告)号：US20100117053A1

公开(公告)日：2010-05-13

申请号：US12364707

申请日：2009-02-03

申请人： Deepak C. Sekar ,  April Schricker

发明人： Deepak C. Sekar ,  April Schricker

IPC分类号： H01L47/00 ,  H01L21/00

CPC分类号： G11C13/0007 ,  G11C2213/31 ,  G11C2213/52 ,  H01L27/101 ,  H01L27/2418 ,  H01L27/2481 ,  H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1253 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1641 ,  H01L45/165

摘要： Rewritable switching materials and methods for forming the same are described herein. One embodiment is a storage device comprising a first electrode, a state change element in contact with the first electrode, the state change element comprises ZrxYyOz, and a second electrode in contact with the state change element. A method for forming such a storage device is also disclosed herein. Another embodiment is a storage device comprising a first electrode a state change element in contact with the first electrode, the state change comprises at least one of cerium oxide or bismuth oxide, and a second electrode in contact with the state change element. A method for forming such a storage device is also disclosed herein.

摘要翻译： 这里描述了可重写的开关材料及其形成方法。 一个实施例是一种存储装置，包括第一电极，与第一电极接触的状态改变元件，状态改变元件包括Zr x Y y O z和与状态改变元件接触的第二电极。 这里也公开了形成这种存储装置的方法。 另一个实施例是一种存储装置，包括与第一电极接触的状态改变元件的第一电极，状态变化包括氧化铈或氧化铋中的至少一种以及与状态变化元件接触的第二电极。 这里也公开了形成这种存储装置的方法。