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CN1953230A - 包括纳米点的非易失性存储器件及其制造方法 - Google Patents

包括纳米点的非易失性存储器件及其制造方法 Download PDF

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CN1953230A
CN1953230A CNA2006101424228A CN200610142422A CN1953230A CN 1953230 A CN1953230 A CN 1953230A CN A2006101424228 A CNA2006101424228 A CN A2006101424228A CN 200610142422 A CN200610142422 A CN 200610142422A CN 1953230 A CN1953230 A CN 1953230A
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Abstract

本发明提供了一种包括纳米点的非易失性存储器件及其制造方法。该包括由电阻－变化材料形成的氧化物层的所述非易失性存储器件包括：下电极；形成在所述下电极上并包括过渡金属氧化物的氧化物层；形成在所述氧化物层中并使所述氧化物层内部的电流通路一致的纳米点；以及，形成在所述氧化物层上的上电极。在本发明中，氧化物层内部的电流通路一致，由此稳定了重置电流。

Description

包括纳米点的非易失性存储器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种非易失性存储器件及其制造方法，更具体而言，涉及一种包括具有电阻梯度的氧化物层的非易失性存储器件及其制造方法，所述非易失性存储器件通过在氧化物层中形成纳米点而使氧化物层中的电流通路一致。
背景技术
为了提高半导体器件、特别是半导体存储器件的集成密度，已经进行了许多研究。随着集成密度的提高，改善了存储器件每单位面积的存储容量。还进行了以低功耗驱动器件并改善其操作速度的研究。
通常的半导体存储设备包括通过电路连接的许多单位存储单元。半导体存储器件通常分为易失性存储器件和非易失性存储器件。
动态随机存储存储器(DRAM)是典型的易失性半导体存储器件。在DRAM中，单位存储单元通常包括一个开关和一个电容器，并且DRAM具有高的集成密度和快的操作速度。然而，由于DRAM是非易失性存储器，当电源关断时，所存储的数据丢失。
闪存是能够在电源关断之后还保持所存储的数据的非易失性存储器件的典型实例。与DRAM不同，闪存是非易失性的，但与DRAM相比，其具有相对低的集成密度和较慢的操作速度。关于非易失性存储器件，正在进行许多研究，所述非易失性存储器件比如是磁随机存取存储器(MRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)、相变随机存取存储器(PRAM)和电阻随机存取存储器(RRAM)。
MRAM利用磁隧道结中磁化方向的变化来存储数据，FRAM利用铁电体的极化特性来存储数据。它们每一种都具有优点和缺点，但两者基本上都为了高集成密度、高速操作、低功耗驱动和良好的数据保持力而开发。
PRAM利用根据相变的电阻值的变化来存储数据。PRAM通常利用calcogenide电阻器。利用非晶状态下的电阻高于处于结晶状态下的电阻的特性来形成该存储器件。当利用常规的半导体器件制造工艺来制造PRAM时，蚀刻困难并且需要很长的制造时间。因而，产品的单位成本由于低的生产率而增加，由此减少了价格竞争能力。
RRAM主要利用过渡金属氧化物作为数据存储层。RRAM利用了电阻值根据所施加的电压而变化的特征(电阻-变化特性)。图1A和1B示出了RRAM的通常结构以及通过所施加的电压而形成在氧化物层中的电流通路。
在图1A和1B中，RRAM包括顺序形成在下电极11上的氧化物层12和上电极13。下电极11和上电极13包括通常用作存储器件电极的金属，比如铱(Ir)、钌(Ru)、金(Au)或铂(Pt)，或者其氧化物。氧化物层12包括具有电阻-变化(可变电阻)特性的过渡金属氧化物。当电压通过下电极11和上电极13施加到氧化物层12时，作为数据存储层的氧化物层12记录或再现数据。
当电压通过下电极11和上电极13施加到氧化物层12时，由于电势差，电流流过氧化物层12。电流并不在氧化物层12的所有区域中均匀地流动。电流流动，通过晶界在氧化物层12中形成了暂时的电流通路10。由于形成在氧化物层12中的电流通路10a和10b被随机地形成，所以即使通过下电极11和上电极13将相同的电压施加到氧化物层12上，电流通路10a和10b的形成位置和数目也总是变化。也就是说，已知的是，图1A中的电流通路10a和图1B中的电流通路10b相对于其形成位置和数目而言彼此不同。
图2是当电压施加到包括由通常的电阻变化材料形成的氧化物层的存储器件中的下电极和上电极时，电流值与所施加的电压值相比的曲线图。更具体而言，图2示出了当将预期的电压施加到图1A和1B的RRAM的下电极11和上电极13时，在氧化物层12中流动的电流的值。例如，氧化物层12可以包括氧化镍NiO，下电极11和上电极13可以包括Pt。
在图2中，当施加到下电极11和上电极13的电压从0V逐渐增大时，测量氧化物层12中流动的电流的值。由测量结果可注意到的是，相对于所施加电压的电流值并不规则，而是根据测量的时刻不相同。更具体而言，重置电流(RC)的变化是施加相同的电压之前重置电流变化的10倍。可得知，不能规则地保持设置电压(SV)的值。因为氧化物层12中电流通路分布不规则而导致这样不稳定的结果。当RC值不稳定且较高时，半导体存储器件的可靠性较低且功耗增大。
发明内容
本发明提供了一种具有减小且稳定的重置电流值和稳定的设置电压的非易失性存储器件，由此改善了存储器件的可靠性，所述存储器件包括由电阻-变化材料形成的氧化物层。
本发明还提供了一种非易失性存储器件的制造方法，从而减小并稳定包括由电阻-变化材料形成的氧化物层的存储器件的重置电流值，并稳定设置电压。
根据本发明的一个方面，提供了一种包括纳米点的非易失性存储器件，所述存储器件包括由电阻-变化材料形成的氧化物层，所述非易失性存储器件包括：下电极；形成在所述下电极上并包括过渡金属氧化物的氧化物层；形成在所述氧化物层中并使所述氧化物层内部的电流通路一致的纳米点；以及，形成在所述氧化物层上的上电极。
所述纳米点可以包括金属。
所述氧化物层可以包括氧化镍(NiO)、氧化钛(TiO2)、氧化铪(HfO)、氧化锆(ZrO)、氧化锌(ZnO)、氧化钨(WO3)、氧化钴(CoO)和氧化铌(Nb2O5)中的任何一种材料。
所述下电极可以包括比如铝(Al)、金(Au)、铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)或钛(Ti)的金属，或者其金属氧化物。
所述纳米点可以形成在所述氧化物层的中部区域中。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括纳米点的非易失性存储器件，所述存储器件包括由电阻-变化材料形成的氧化物层，所述非易失性存储器件包括：衬底；形成在所述衬底上的第一杂质区和第二杂质区；形成在所述衬底上并与所述第一和第二杂质区接触的栅极绝缘层和栅电极层；与所述第二杂质区电连接的下电极；形成在所述下电极上并包括金属氧化物的氧化物层；形成在所述氧化物层中并使所述氧化物层内部的电流通路一致的纳米点；以及，形成在所述氧化物层上的上电极。
根据本发明的又一方面，提供了一种包括纳米点的非易失性存储器件，所述存储器件包括由电阻-变化材料形成的氧化物层，所述非易失性存储器件包括：金属电极；形成在所述金属电极上的二极管结构；形成在所述二极管结构上的下电极；形成在所述下电极上并包括金属氧化物的氧化物层；形成在所述氧化物层中并使所述氧化物层内部的电流通路一致的纳米点；以及，形成在所述氧化物层上的上电极。
根据本发明的又一方面，提供了一种包括纳米点的非易失性存储器件的制造方法，所述存储器件包括由电阻-变化材料形成的氧化物层，所述方法包括：在下电极上形成第一氧化物层；在所述第一氧化物层的表面上形成纳米点；在所述第一氧化物层和所述纳米点上形成第二氧化物层；以及，在所述第二氧化物层上形成上电极。
在所述第一氧化物层的表面上形成纳米点包括：通过聚焦离子束在所述氧化物层的表面上形成具有第一极性的充电点；以及，通过在所述氧化物层的表面上施加具有与所述充电点的极性相反的第二极性的材料，在所述充电点上形成纳米点。
附图说明
通过参考附图对其示范性实施例的详细描述，本发明的以上和其他特征及优点将变得更加明显，其中：
图1A和1B是示出当电压施加到包括由电阻-变化材料形成的氧化物层的常规存储器件时形成在氧化物层中的电流通路的图；
图2是当电压施加到包括由电阻-变化材料形成的氧化物层的常规存储器件时电流值与所施加的电压值相比较的曲线图；
图3是示出根据本发明一实施例的包括纳米点的非易失性存储器件结构的图；
图4A是示出连接到根据本发明另一实施例的包括纳米点的非易失性存储器件的晶体管结构的图；
图4B是示出连接到根据本发明另一实施例的包括纳米点的非易失性存储器件的二极管结构的图；
图5A至5E是示出根据本发明另一实施例的包括纳米点的非易失性存储器件制造方法的图；以及
图6是示出根据本发明一实施例的包括纳米点的非易失性存储器件的操作原理的曲线图。
具体实施方式
以下将参照附图更充分的描述包括纳米点的非易失性存储器及其制造方法，附图中示出了本发明的优选实施例。图中，为清楚起见夸大了层和区域的厚度。
图3是示出根据本发明一实施例的包括纳米点的非易失性存储器件结构的图。
在图3中，在下电极31上顺序形成氧化物层32和上电极33。氧化物层32包括电流通路30和用于控制电流通路30的纳米点34。氧化物层32包括多层电阻变化材料，其中电阻状态根据电阻随机存取存储器(RRAM)中所施加的电压而变化。例如，氧化物层32包括至少一种过渡金属氧化物，比如氧化镍(NiO)、氧化钛(TiO2)、氧化铪(HfO)、氧化锆(ZrO)、氧化锌(ZnO)、氧化钨(WO3)、氧化钴(CoO)和氧化铌(Nb2O5)。下电极31和上电极33包括用于通常的半导体器件的电极的导电材料。例如，下电极31和上电极33包括包含金属的导电材料，比如铝(Al)、金(Au)、铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)或钛(Ti)，或者其金属氧化物。纳米点34包括比如金属的导电材料，由此当通过下电极31和上电极33施加电源时，在氧化物层32内部形成最短的电流通路30。
参照图3，当电源通过下电极31和上电极33施加到氧化物层32时，电流通路30并未遍布氧化物层32的整个区域随机地形成。这与图1A和1B是不同的。在图3中，电流通路30仅形成在形成纳米点34的氧化物层32的区域中。在一个半导体存储单元中，为了使电流通路一致，可以在氧化物层32中形成仅仅一个纳米点34。在一个半导体存储单元的氧化物层中形成多个纳米点的情况下，如图1A和1B所示而形成许多电流通路。纳米点34可以包括比如金属的导电材料，因为其形成为控制氧化物层32内部的电流通路。形成纳米点34的位置可以是氧化物层32的内周边的中心区域。
图4A和4B是示出其中开关连接到图3包括纳米点的半导体存储器件的下电极或上电极的结构的图。根据本发明一实施例的包括纳米点的半导体存储器件可以形成为1开关-1电阻(1S-1R)的结构，其中S是晶体管(1T-1R)或二极管(1D-1R)。图4A示出了连接到根据本实施例的包括纳米点的半导体存储器件的晶体管结构，图4B示出了连接到同一半导体存储器件的二极管结构。
在图4A中，第一杂质区41a和第二杂质区41b形成在衬底40上，包括栅极绝缘层42和栅电极层43的栅极结构形成在衬底40上并与第一杂质区41a和第二杂质区41b接触。层间绝缘层44和45形成在栅极绝缘层42、栅电极层43和衬底40的表面上。接触插塞46穿透层间绝缘层45并形成在第二杂质区41b上。图3中示出的包括纳米点的半导体存储器件的下电极31电连接到接触插塞46上。利用常规半导体存储器件通常的制造工艺，可以容易地形成上述晶体管结构。形成常规晶体管结构的材料可以用作形成每一层的材料。通常使用原子层沉积(ALD)工艺、比如溅射的物理气相沉积(PVD)工艺或化学气相沉积(CVD)工艺。
在图4B中，包括例如p型半导体层52和n型半导体层53的二极管结构形成在金属电极51上。如图3所示的下电极31、包括纳米点34的氧化物层32和上电极33形成在二极管结构上。通常，二极管结构可以包括例如p型半导体层52和n型半导体层53，或者公知的二极管结构。金属电极51可以由与下电极31或上电极33相同的材料形成。
图4A和4B仅示出了半导体存储器件的单位单元结构，而其阵列形式也是可能的。例如，连接到二极管结构的半导体存储阵列可以是与金属电极51和上电极33相交并包括其间具有纳米点35的氧化物层32的1D-1R交叉点阵列。
以下将参照图5A至5E描述根据本发明另一实施例的包括纳米点的非易失性存储器件的制造方法。
在图5A中，通过比如PVD、ALD或CVD的工艺在下电极31上形成第一氧化物层32a。第一氧化物层32a包括多层电阻-变化材料，比如NiO、TiO2、HfO、ZrO、ZnO、WO3、CoO或Nb2O5。
在图5B中，通过利用聚焦离子束(FIB)设备对第一氧化物层32a的预期区域充电，在第一氧化物层32a上指定的位置形成充电点34a。可以用正(+)和负(-)极性中至少任意一种对充电点34a充电。当使用FIB设备时，能够在第一氧化物层32a上以非常精确的位置形成充电点34a。
在图5C中，可以利用带电的导电材料通过进行气相沉积来形成纳米点34b，所述带电的导电材料比如是具有与带电点34a的极性相反的第二极性的金属点。
在图5D中，在形成纳米点34b之后，通过比如PVD、ALD或CVD的工艺形成第二氧化物层32b。象第一氧化物层32a那样，第二氧化物层32b包括多层电阻-变化材料，比如NiO、TiO2、HfO、ZrO、ZnO、WO3、CoO或Nb2O5。。
在图5E中，通过在第二氧化物层32b上施加比如Al、Au、Pt、Ru、Ir或Ti的金属或其金属氧化物，形成上电极33。
以下，将参照图3和6详细描述根据本发明一实施例的非易失性存储器件的操作特性。图6是示出根据本发明一实施例的包括多层电阻-变化材料的存储器件的电特性的曲线图。在图6中，横轴表示所施加的电压，纵轴表示对应于所施加电压的电流值。
参照图6，当通过下电极31和上电极33施加的电压从0V逐渐增大时，电流值沿着图线G1与电压成比例地增大。然而，当施加V1或更高的电压时，电阻突然增大且电流值减小。当施加V1至V2范围内的电压时，电流值沿着曲线G2增大。当施加V2(V2＞V1)或更高的电压时，电阻突然减小且电流沿着曲线G1再次增大。
在大于V1的电压范围内，根据电压的范围决定存储器件的电特性。当施加小于V1的电压时，该电特性是确定的。以下将进行具体描述：
在将V1至V2范围内的电压施加到存储器件然后再次施加小于V1的电压时，测量根据曲线G2的电流值。然而，在将大于V2(例如V3)的电压施加到存储器件然后再次施加小于V1的电压时，测量根据曲线G1的电流值。由此，当利用该存储器件时，当施加V1至V2范围内的电压时，存储器件的电特性被指定为“0”，当施加大于V2的电压时，其被指定为“1”。
在图1A和1B的常规存储器件中，由于无论何时施加电压电流通路均不同，所以重置状态下的电流值是不规则的。然而，在图3的根据本实施例的半导体存储器件中，在氧化物层32中形成了纳米点34，使得氧化物层32内部的电流通路一致，由此在重置状态下保持规则的电流值。因此，实现了可靠的存储器件。
已经描述了根据本实施例的包括纳米点的非易失性存储器件。
形成了纳米点，该纳米点用于使电阻随机存取存储器(RRAM)的氧化物层内部的电流通路一致，由此减小并稳定了利用电阻-变化材料的存储器件的重置电流值，降低了功耗并增大了存储器件的可靠性。
此外，改善并稳定了设置电压分布，由此在操作控制方面增大了存储器件的可靠性。
尽管已经参照其示范性实施例具体表示并描述了本发明，但本发明可以以多种不同形式实施而不应解释为仅限于在此描述的实施例。氧化物层可以使用除了上述材料之外的任何材料，只要其为电阻-变化材料。因此，本发明的精神和范围应由权利要求限定。

Claims (16)

1.一种包括纳米点的非易失性存储器件，所述非易失存储器件包括由电阻-变化材料形成的氧化物层，所述非易失性存储器件包括：
下电极；
形成在所述下电极上并包括过渡金属氧化物的氧化物层；
形成在所述氧化物层中并使所述氧化物层内部的电流通路一致的纳米点；以及
形成在所述氧化物层上的上电极。
2.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述纳米点包括金属。
3.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述氧化物层包括氧化镍、氧化钛、氧化铪、氧化锆、氧化锌、氧化钨、氧化钴和氧化铌中的至少一种材料。
4.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述下电极包括比如铝、金、铂、钌、铱或钛的金属，或者其金属氧化物。
5.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述纳米点形成在所述氧化物层的中部区域中。
6.一种包括纳米点的非易失性存储器件，所述非易失存储器件包括由电阻-变化材料形成的氧化物层，所述非易失性存储器件包括：
衬底；
形成在所述衬底上的第一杂质区和第二杂质区；
形成在所述衬底上并与所述第一和第二杂质区接触的栅极绝缘层和栅电极层；
与所述第二杂质区电连接的下电极；
形成在所述下电极上并包括过渡金属氧化物的氧化物层；
形成在所述氧化物层中并使所述氧化物层内部的电流通路一致的纳米点；以及
形成在所述氧化物层上的上电极。
7.根据权利要求6所述的非易失性存储器件，其中所述纳米点包括金属。
8.根据权利要求6所述的非易失性存储器件，其中所述氧化物层包括NiO、TiO2、HfO、ZrO、ZnO、WO3、CoO和Nb2O5中的至少一种材料。
9.根据权利要求6所述的非易失性存储器件，其中所述纳米点形成在所述氧化物层的中部区域中。
10.一种包括纳米点的非易失性存储器件，所述非易失存储器件包括由电阻-变化材料形成的氧化物层，所述非易失性存储器件包括：
金属电极；
形成在所述金属电极上的二极管结构；
形成在所述二极管结构上的下电极；
形成在所述下电极上并包括过渡金属氧化物的氧化物层；
形成在所述氧化物层中并使所述氧化物层内部的电流通路一致的纳米点；以及
形成在所述氧化物层上的上电极。
11.根据权利要求10所述的非易失性存储器件，其中所述纳米点包括金属。
12.根据权利要求10所述的非易失性存储器件，其中所述氧化物层包括NiO、TiO2、HfO、ZrO、ZnO、WO3、CoO和Nb2O5中的至少一种材料。
13.根据权利要求10所述的非易失性存储器件，其中所述纳米点形成在所述氧化物层的中部区域中。
14.一种包括纳米点的非易失性存储器件的制造方法，所述非易失存储器件包括由电阻-变化材料形成的氧化物层，所述方法包括：
在下电极上形成第一氧化物层；
在所述氧化物层的表面上形成纳米点；
在所述第一氧化物层和所述纳米点上形成第二氧化物层；以及
在所述第二氧化物层上形成上电极。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一氧化物层和所述第二氧化物层包括NiO、TiO2、HfO、ZrO、ZnO、WO3、CoO和Nb2O5中的至少一种材料。
16.根据权利要求14所述的方法，其中在所述氧化物层的表面上形成纳米点包括：
利用聚焦离子束，在所述氧化物层的表面上形成具有第一极性的充电点；以及
通过在所述氧化物层的表面上施加具有与所述充电点的极性相反的第二极性的材料，在所述充电点上形成第二纳米点。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101894909A (zh) * 2010-06-17 2010-11-24 复旦大学 一种纳米线阻变存储器及其实现方法
CN101345288B (zh) * 2008-09-04 2010-12-15 复旦大学 CuxO电阻随机存储器的制备方法
CN101681912B (zh) * 2008-02-19 2011-06-08 松下电器产业株式会社 电阻变化型非易失性存储元件及其制作方法和驱动方法
CN102097586A (zh) * 2010-11-29 2011-06-15 复旦大学 基于全低温工艺的柔性纳米点阻变存储器及其制造方法
CN101498042B (zh) * 2009-03-13 2011-08-17 南京大学 阻变氧化物材料的Co3O4薄膜的制备方法
CN102479925A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 中国科学院微电子研究所 具有高变比能力的电阻转变存储器结构及其制备方法
CN102623631A (zh) * 2011-01-27 2012-08-01 中国科学院微电子研究所 阻变型随机存储单元、存储器及制备方法
CN102708919A (zh) * 2011-03-28 2012-10-03 中国科学院微电子研究所 阻变存储器及其制造方法
CN102738386A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 中国科学院微电子研究所 阻变存储器及其制造方法
CN104347799A (zh) * 2013-07-30 2015-02-11 华邦电子股份有限公司 电阻式存储器及其制造方法
CN105304813A (zh) * 2015-09-23 2016-02-03 复旦大学 一种神经突触仿生器件及其制备方法

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8766224B2 (en) 2006-10-03 2014-07-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electrically actuated switch
KR100982424B1 (ko) * 2006-11-28 2010-09-15 삼성전자주식회사 저항 메모리 소자의 제조 방법
JP2008272028A (ja) 2007-04-25 2008-11-13 Agatsuma:Kk ボール玩具
FI122011B (fi) * 2007-06-08 2011-07-15 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Menetelmä elektroniikkamoduulin tuottamiseksi, välituote elektroniikkamoduulin valmistamiseksi, muistielementti, painettu elektroniikkatuote, anturilaite sekä RFID-tunniste
FI122009B (fi) * 2007-06-08 2011-07-15 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Nanopartikkeleihin perustuvat rakenteet ja menetelmä niiden valmistamiseksi
JP2009141225A (ja) 2007-12-07 2009-06-25 Sharp Corp 可変抵抗素子、可変抵抗素子の製造方法、不揮発性半導体記憶装置
US7795606B2 (en) * 2008-08-05 2010-09-14 Seagate Technology Llc Non-volatile memory cell with enhanced filament formation characteristics
TWI497492B (zh) * 2012-05-30 2015-08-21 Ind Tech Res Inst 電阻式隨機存取記憶體之記憶胞及其製造方法
US9385314B2 (en) 2008-08-12 2016-07-05 Industrial Technology Research Institute Memory cell of resistive random access memory and manufacturing method thereof
KR20100049824A (ko) * 2008-11-04 2010-05-13 삼성전자주식회사 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법.
US8431921B2 (en) * 2009-01-13 2013-04-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Memristor having a triangular shaped electrode
KR101139851B1 (ko) * 2009-04-23 2012-05-02 광주과학기술원 비휘발성 저항 변화 메모리 소자 및 이의 제조방법
US8575753B2 (en) * 2009-05-27 2013-11-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device having a conductive structure including oxide and non oxide portions
KR101015828B1 (ko) * 2009-07-09 2011-02-23 고려대학교 산학협력단 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법
WO2011016794A2 (en) * 2009-07-28 2011-02-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Memristors with asymmetric electrodes
US8207593B2 (en) * 2009-07-28 2012-06-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Memristor having a nanostructure in the switching material
WO2011097389A1 (en) * 2010-02-04 2011-08-11 Sandisk 3D Llc Non-volatile memory cell containing nanodots and method of making thereof
KR101118755B1 (ko) * 2010-02-08 2012-03-13 고려대학교 산학협력단 멀티 비트 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법
KR101699769B1 (ko) 2010-02-08 2017-01-25 삼성전자주식회사 저항 메모리 소자 및 그 형성방법
JP2011176041A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Nara Institute Of Science & Technology 単一金属酸化物ナノ粒子による抵抗変化メモリおよびその作製方法
JP5072997B2 (ja) * 2010-03-31 2012-11-14 株式会社東芝 情報記録装置及びその製造方法
US8395941B2 (en) 2010-05-17 2013-03-12 Micron Technology, Inc. Multi-semiconductor material vertical memory strings, strings of memory cells having individually biasable channel regions, memory arrays incorporating such strings, and methods of accessing and forming the same
CN101894753B (zh) * 2010-07-08 2012-10-17 复旦大学 一种内嵌高密度钯纳米晶的介质薄膜的制备方法
RU2468471C1 (ru) * 2011-04-07 2012-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петрозаводский государственный университет" Способ получения энергонезависимого элемента памяти
KR101497758B1 (ko) * 2011-08-23 2015-03-06 한양대학교 산학협력단 양자점을 포함하는 저항 변화 메모리 소자 및 이의 제조방법
US8711601B2 (en) 2011-12-28 2014-04-29 Industrial Technology Research Institute Resistive random access memory cell and resistive random access memory module
KR101882850B1 (ko) * 2011-12-29 2018-07-30 에스케이하이닉스 주식회사 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법
US8822288B2 (en) 2012-07-02 2014-09-02 Sandisk Technologies Inc. NAND memory device containing nanodots and method of making thereof
US8823075B2 (en) 2012-11-30 2014-09-02 Sandisk Technologies Inc. Select gate formation for nanodot flat cell
US8987802B2 (en) 2013-02-28 2015-03-24 Sandisk Technologies Inc. Method for using nanoparticles to make uniform discrete floating gate layer
US9331181B2 (en) 2013-03-11 2016-05-03 Sandisk Technologies Inc. Nanodot enhanced hybrid floating gate for non-volatile memory devices
US9187314B2 (en) 2013-03-15 2015-11-17 Robert Bosch Gmbh Anisotropic conductor and method of fabrication thereof
US9233842B2 (en) * 2013-03-15 2016-01-12 Robert Bosch Gmbh Passivation layer for harsh environments and methods of fabrication thereof
US9177808B2 (en) 2013-05-21 2015-11-03 Sandisk Technologies Inc. Memory device with control gate oxygen diffusion control and method of making thereof
US8969153B2 (en) 2013-07-01 2015-03-03 Sandisk Technologies Inc. NAND string containing self-aligned control gate sidewall cladding
US9368722B2 (en) * 2013-09-06 2016-06-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Resistive random access memory and manufacturing method thereof

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100200768B1 (ko) * 1996-12-17 1999-06-15 윤종용 나노메모리 반도체 소자
US6159620A (en) * 1997-03-31 2000-12-12 The Regents Of The University Of California Single-electron solid state electronic device
KR100265692B1 (ko) * 1997-07-03 2000-09-15 윤덕용 에이에프엠을이용한비휘발성메모리소자와해당메모리소자의운영방법
KR100434369B1 (ko) * 2001-05-04 2004-06-04 엘지전자 주식회사 탄소 나노튜브를 이용한 비휘발성 메모리 소자
KR100448912B1 (ko) * 2001-10-17 2004-09-16 삼성전자주식회사 반도체 메모리 소자 구조 및 그 제조 방법
US7005697B2 (en) * 2002-06-21 2006-02-28 Micron Technology, Inc. Method of forming a non-volatile electron storage memory and the resulting device
JP2005538573A (ja) * 2002-09-05 2005-12-15 ナノシス・インク． ナノ構造及びナノ複合材をベースとする組成物
WO2004027877A1 (ja) 2002-09-19 2004-04-01 Sharp Kabushiki Kaisha 抵抗変化機能体およびその製造方法
JP4563652B2 (ja) * 2003-03-13 2010-10-13 シャープ株式会社 メモリ機能体および微粒子形成方法並びにメモリ素子、半導体装置および電子機器
US6927136B2 (en) * 2003-08-25 2005-08-09 Macronix International Co., Ltd. Non-volatile memory cell having metal nano-particles for trapping charges and fabrication thereof
US7595528B2 (en) * 2004-03-10 2009-09-29 Nanosys, Inc. Nano-enabled memory devices and anisotropic charge carrying arrays
US7208793B2 (en) * 2004-11-23 2007-04-24 Micron Technology, Inc. Scalable integrated logic and non-volatile memory
KR100913903B1 (ko) * 2004-12-24 2009-08-26 삼성전자주식회사 양자점을 이용하는 메모리 소자
US7297975B2 (en) * 2005-07-28 2007-11-20 Infineon Technologies Ag Non-volatile, resistive memory cell based on metal oxide nanoparticles, process for manufacturing the same and memory cell arrangement of the same
KR100647333B1 (ko) * 2005-08-31 2006-11-23 삼성전자주식회사 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법
KR20070025519A (ko) * 2005-09-02 2007-03-08 삼성전자주식회사 나노닷 메모리 및 그 제조 방법
KR100695162B1 (ko) * 2005-09-13 2007-03-14 삼성전자주식회사 상변화 메모리 및 그 동작 방법

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101681912B (zh) * 2008-02-19 2011-06-08 松下电器产业株式会社 电阻变化型非易失性存储元件及其制作方法和驱动方法
CN101345288B (zh) * 2008-09-04 2010-12-15 复旦大学 CuxO电阻随机存储器的制备方法
CN101498042B (zh) * 2009-03-13 2011-08-17 南京大学 阻变氧化物材料的Co3O4薄膜的制备方法
CN101894909A (zh) * 2010-06-17 2010-11-24 复旦大学 一种纳米线阻变存储器及其实现方法
CN102097586A (zh) * 2010-11-29 2011-06-15 复旦大学 基于全低温工艺的柔性纳米点阻变存储器及其制造方法
CN102479925A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 中国科学院微电子研究所 具有高变比能力的电阻转变存储器结构及其制备方法
CN102623631A (zh) * 2011-01-27 2012-08-01 中国科学院微电子研究所 阻变型随机存储单元、存储器及制备方法
CN102708919A (zh) * 2011-03-28 2012-10-03 中国科学院微电子研究所 阻变存储器及其制造方法
CN102708919B (zh) * 2011-03-28 2015-03-04 中国科学院微电子研究所 阻变存储器及其制造方法
CN102738386A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 中国科学院微电子研究所 阻变存储器及其制造方法
CN104347799A (zh) * 2013-07-30 2015-02-11 华邦电子股份有限公司 电阻式存储器及其制造方法
CN105304813A (zh) * 2015-09-23 2016-02-03 复旦大学 一种神经突触仿生器件及其制备方法

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Publication number Publication date
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