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DE102008008144A1 - Integrated circuit for use in e.g. flash memory of electronic apparatus, has resistive storage element coupled with buried-gate-selector transistor, where information is accumulated on base of specific resistance of storage element - Google Patents

Integrated circuit for use in e.g. flash memory of electronic apparatus, has resistive storage element coupled with buried-gate-selector transistor, where information is accumulated on base of specific resistance of storage element Download PDF

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DE102008008144A1
DE102008008144A1 DE102008008144A DE102008008144A DE102008008144A1 DE 102008008144 A1 DE102008008144 A1 DE 102008008144A1 DE 102008008144 A DE102008008144 A DE 102008008144A DE 102008008144 A DE102008008144 A DE 102008008144A DE 102008008144 A1 DE102008008144 A1 DE 102008008144A1
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DE
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memory element
resistive memory
gate
select transistor
integrated circuit
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Application number
DE102008008144A
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German (de)
Inventor
Klaus Dr. Ufert
Josef Dr. Willer
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Qimonda AG
Original Assignee
Qimonda AG
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Publication date
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Abstract

The circuit has a storage cell including a buried-gate-selector transistor and a resistive storage element (100) that is coupled with the buried-gate-selector transistor. Resistive storage element information is accumulated on base of specific resistance of the resistive storage element. A recess is formed in an active region of the substrate, where the active region includes a source region and a drain region. The recess is arranged between the source region and the drain region, and covers a gate-oxide-layer. The resistive storage element includes a transient metal-oxide material. An independent claim is also included for a method for producing an integrated circuit.

Description

Die Erfindung betrifft einen integrierten Schaltkreis, ein Verfahren zum Herstellen eines integrierten Schaltkreises, eine Speicherzelle und ein Speichermodul.The The invention relates to an integrated circuit, a method for manufacturing an integrated circuit, a memory cell and a memory module.

Speichervorrichtungen werden bei im Wesentlichen allen Computer-Anwendungen und vielen elektronischen Vorrichtungen verwendet. Bei manchen Anwendungen kann ein nichtflüchtiger Speicher verwendet werden, der seine gespeicherten Daten selbst dann speichert, wenn kein Strom vorhanden ist. Ein nichtflüchtiger Speicher wird zum Beispiel üblicherweise bei Digitalkameras, tragbaren Audio-Abspielgeräten, drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen, persönlichen digitalen Assistenten und Peripheriegeräten, sowie für das Speichern von Firmware in Rechnern und anderen Vorrichtungen verwendet.storage devices are used in essentially all computer applications and many electronic Used devices. In some applications, a non-volatile Memory can be used, which stores its stored data itself then stores when there is no power. A non-volatile Memory becomes common, for example in digital cameras, portable audio players, wireless communication devices, personal digital assistants and peripherals, as well as for saving used by firmware in computers and other devices.

Eine große Anzahl verschiedener Speichertechnologien wurde bereits entwickelt. Nichtflüchtige Speichertechnologien beinhalten Flash-Speicher, magnetoresistive Vielfachzugriffsspeicher (MRAM, Magnetoresistive Random Access Memory), Phasenänderungs-Vielfachzugriffsspeicher (PCRAM, Phase Change Random Access Memory), Leitfähige-Brücke-Vielfachzugriffsspeicher (CBRAM, Conductive Bridging Random Access Memory) und Kohlenstoff-Speicher. Aufgrund der großen Nachfrage nach Speichervorrichtungen arbeiten Forscher kontinuierlich an einer Verbesserung der Speichertechnologien und entwickeln neue Arten von Speichern, einschließlich neuer Arten von nichtflüchtigen Speichern.A size Number of different storage technologies has already been developed. Non-volatile storage technologies include flash memory, magnetoresistive random access memory (MRAM, Magnetoresistive Random Access Memory), Phase Change Multiple Access Memory (Phase Change Random Access Memory), Conductive Bridge Random Access Memory (CBRAM, Conductive Bridging Random Access Memory) and carbon storage. Because of the big one Demand for storage devices researchers are working continuously to improve storage technologies and develop new ones Types of stores, including new types of non-volatile To save.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Integrierter Schaltkreis vorgesehen, aufweisend: eine Speicherzelle, die einen Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor (Buried Gate Select Transistor) und ein mit dem Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor gekoppeltes resistives Speicherelement aufweist, wobei das resistive Speicherelement auf der Grundlage eines spezifischen Widerstands des resistiven Speicherelements Information speichert.According to one embodiment The invention provides an integrated circuit, comprising: a memory cell including a buried gate select transistor (Buried Gate Select Transistor) and one with the buried gate select transistor coupled resistive memory element, wherein the resistive Memory element based on a specific resistance of the resistive memory element stores information.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor auf: eine in einem aktiven Bereich eines Substrats ausgebildete Vertiefung, wobei der aktive Bereich einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich aufweist, wobei die Vertiefung zwischen dem Source-Bereich und dem Drain-Bereich angeordnet ist, eine Gate-Oxid-Schicht, die die Vertiefung überzieht, und ein Gate, das ein leitfähiges Material aufweist, das die Vertiefung zumindest teilweise ausfüllt.According to one embodiment has the buried gate select transistor on: a recess formed in an active area of a substrate, wherein the active region comprises a source region and a drain region wherein the recess between the source region and the Drain area arranged is a gate oxide layer that coats the recess and a gate that a conductive one Material which at least partially fills the recess.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das resistive Speicherelement ein Übergangs-Metalloxid-Material auf.According to one Development of the invention has the resistive memory element a transition metal oxide material on.

Es kann vorgesehen sein, dass das Übergangs-Metalloxid-Material aus einer Gruppe bestehend aus NiO, TiO2, HfO2, ZrO2, Nb2O5 und Ta2O5 ausgewählt ist.It can be provided that the transition metal oxide material is selected from a group consisting of NiO, TiO 2 , HfO 2 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 .

Ferner kann vorgesehen sein, dass das resistive Speicherelement eine Schalt-Schicht aufweist, die durch reversibles Bilden eines leitfähigen Filaments in der Schalt-Schicht zwischen einem Hochwiderstands-Zustand und einem Niedrigwiderstands-Zustand schaltet.Further can be provided that the resistive memory element is a switching layer which is formed by reversibly forming a conductive filament in the switching layer between a high resistance state and a low resistance state on.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines integrierten Schaltkreises vorgesehen, wobei das Verfahren aufweist: Bilden eines Vergrabenes-Gate-Auswähltransistors, und Bilden eines resistiven Speicherelements, das mit dem Vergrabenes-Gate-Transistor gekoppelt ist, wobei das resistive Speicherelement auf der Grundlage eines spezifischen Widerstands des resistiven Speicherelements Information speichert.According to one another embodiment The invention is a method for producing an integrated Circuitry, the method comprising: forming a Buried-gate selection transistor, and forming a resistive memory element coupled to the buried gate transistor is, wherein the resistive memory element based on a resistivity of the resistive memory element information stores.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Bilden des Vergrabenes-Gate-Auswähltransistors auf: Bilden eines Grabens in einem Substrat des integrierten Schaltkreises; Abscheiden einer Gate-Oxid-Schicht, die den Graben überzieht, und Abscheiden eines Gates in dem Graben.According to one embodiment comprises forming the buried gate select transistor; Trenching in a substrate of the integrated circuit; secrete a gate oxide layer overlying the trench and depositing a trench Gates in the ditch.

Das Verfahren kann das Bilden eines Source-Bereichs und eines Drain-Bereichs in dem Substrat aufweisen.The The method may include forming a source region and a drain region in the substrate.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Bilden eines Source-Bereichs und eines Drain-Bereichs das Bilden von mindestens einem von dem Source-Bereich und dem Drain-Bereich als einen Bereich aufweist, der mit einem benachbarten Auswähltransistor geteilt, anders ausgedrückt, gemeinsam genutzt wird.According to one Development of the invention can be provided that the forming a source region and a drain region forming at least one from the source area and the drain region as a region coincident with a adjacent select transistor divided, in other words, shared.

Das Abscheidendes Gates kann das Abscheiden eines leitfähigen Materials aufweisen.The Depositing gate can be the deposition of a conductive material exhibit.

Es kann vorgesehen sein, dass das Bilden des resistiven Speicherelements aufweist: Bilden eines unteren Kontakts, Bilden einer Schalt-Schicht, und Bilden eines oberen Kontakts.It it can be provided that the forming of the resistive memory element forming a bottom contact, forming a switching layer, and Make an upper contact.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Bilden der Schalt-Schicht das Abscheiden eines Übergangs-Metalloxid-Materials aufweisen.According to one embodiment may be forming the switching layer depositing a transition metal oxide material exhibit.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Abscheiden eines Übergangs-Metalloxid-Materials das Abscheiden eines Materials aufweist, das aus einer Gruppe bestehend aus NiO, TiO2, HfO2, ZrO2, Nb2O5 und Ta2O5 ausgewählt ist.According to a development of the invention it can be provided that the deposition of a transition metal oxide material has the deposition of a material that best from a group selected from NiO, TiO 2 , HfO 2 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 .

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verfahren ferner das Bilden einer Bit-Leitung aufweist, die elektrisch mit dem resistiven Speicherelement gekoppelt ist.According to one Another embodiment of the invention can be provided that the The method further comprises forming a bit line electrically is coupled to the resistive memory element.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein integrierter Schaltkreis vorgesehen sein, aufweisend: ein über einem Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor gebildetes resistives Speicherelement, wobei der Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor einen in einem Substrat gebildeten Graben, eine den Graben überziehende Gate-Oxid-Schicht und ein den Graben zumindest teilweise ausfüllendes Gate aufweist.According to one embodiment The invention may provide an integrated circuit, comprising: an over a buried gate select transistor formed resistive memory element, wherein the buried gate select transistor a trench formed in a substrate, a trench-covering gate oxide layer and having a trench at least partially filling gate.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das resistive Speicherelement ein Übergangs-Metalloxid-Material aufweist.According to one Further development of the invention can be provided that the resistive Memory element comprises a transition metal oxide material.

Es kann vorgesehen sein, dass das resistive Speicherelement eine Schalt-Schicht aufweist, die durch reversibles Bilden eines leitfähigen Filaments in der Schalt-Schicht zwischen einem Hochwiderstands-Zustand und einem Niedrigwiderstands-Zustand schaltet.It can be provided that the resistive memory element is a switching layer which is formed by reversibly forming a conductive filament in the switching layer between a high resistance state and a Low-resistance state on.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ferner eine Speicherzelle vorgesehen sein, aufweisend: einen Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor und ein mit dem Vergrabenes-Gate-Auswahltransistor gekoppeltes resistives Speicherelement, wobei das resistive Speicherelement auf der Grundlage eines spezifischen Widerstands des resistiven Speicherelements Information speichert.According to one embodiment The invention may further provide a memory cell, comprising: a buried gate select transistor and one with the buried gate select transistor coupled resistive memory element, wherein the resistive memory element based on a resistivity of the resistive Memory element stores information.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor aufweisen: eine in einem aktiven Bereich eines Substrats gebildete Vertiefung, wobei der aktive Bereich einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich aufweist, wobei die Vertiefung zwischen dem Source-Bereich und dem Drain-Bereich angeordnet ist, eine Gate-Oxid-Schicht, die die Vertiefung überzieht, und ein Gate, das ein leitfähiges Material aufweist, das die Vertiefung zumindest teilweise ausfüllt.According to one embodiment For example, the buried gate select transistor comprise: one formed in an active region of a substrate Well, wherein the active region has a source region and a Drain region, wherein the recess between the source region and the drain region, a gate oxide layer which deepening the depression, and a gate that is a conductive Material which at least partially fills the recess.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das resistive Speicherelement ein Übergangs-Metalloxid-Material aufweist.According to one Further development of the invention can be provided that the resistive Memory element comprises a transition metal oxide material.

Das resistive Speicherelement kann eine Schalt-Schicht aufweisen, die durch reversibles Bilden eines leitfähigen Filaments in der Schalt-Schicht zwischen einem Hochwiderstands-Zustand und einem Niedrigwiderstands-Zustand schaltet.The Resistive memory element may include a switching layer, the by reversibly forming a conductive filament in the switching layer a high resistance state and a low resistance state on.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ein Speichermodul vorgesehen sein, aufweisend: eine Mehrzahl von integrierten Schaltkreisen, wobei die integrierten Schaltkreise eine Speicherzelle aufweisen, die einen Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor und ein mit dem Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor gekoppeltes resistives Speicherelement aufweist, wobei das resistive Speicherelement auf der Grundlage eines spezifischen Widerstands des resistiven Speicherelements Information speichert.According to one another embodiment According to the invention, a memory module can be provided, comprising: a plurality of integrated circuits, the integrated ones Circuits comprise a memory cell having a buried gate select transistor and a resistive coupled to the buried gate select transistor Memory element, wherein the resistive memory element the basis of a resistivity of the resistive memory element information stores.

Es kann vorgesehen sein, dass der Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor aufweist: eine in einem aktiven Bereich eines Substrats gebildete Vertiefung, wobei der aktive Bereich einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich aufweist, wobei die Vertiefung zwischen dem Source-Bereich und dem Drain-Bereich angeordnet ist, eine Gate-Oxid-Schicht, die die Vertiefung überzieht, und ein Gate, das ein leitfähiges Material aufweist, das die Vertiefung zumindest teilweise ausfüllt.It it may be provided that the buried gate select transistor comprising: one formed in an active region of a substrate Well, wherein the active region has a source region and a Drain region, wherein the recess between the source region and the drain region, a gate oxide layer which deepening the depression, and a gate that is a conductive Material which at least partially fills the recess.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass das resistive Speicherelement ein Übergangs-Metalloxid-Material aufweist.According to one Further development of the invention can also be provided that the resistive memory element comprises a transition metal oxide material.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung kann das resistive Speicherelement eine Schalt-Schicht aufweisen, die durch reversibles Bilden eines leitfähigen Filaments in der Schalt-Schicht zwischen einem Hochwiderstands-Zustand und einem Niedrigwiderstands-Zustand schaltet.According to one Further development of the invention, the resistive memory element have a switching layer formed by reversibly forming a conductive Filaments in the switching layer between a high resistance state and a low resistance state switches.

In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen auf die gleichen Teile durch die verschiedenen Ansichten. Die Zeichnungen sind nicht zwangsläufig maßstabsgetreu, stattdessen liegt der Schwerpunkt im Allgemeinen darauf, die Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen. In der folgenden Beschreibung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben.In In the drawings, like reference characters generally refer to on the same parts through the different views. The painting are not necessarily scale, instead, the emphasis is generally on the principles to illustrate the invention. In the following description are different embodiments of the invention with reference to the following figures.

Es zeigenIt demonstrate

1A und 1B ein resistives Speicher-Element, in welchem ein leitfähiges Filament durch eine Übergangs-Metalloxid-Schicht gebildet wird; 1A and 1B a resistive memory element in which a conductive filament is formed by a transition metal oxide layer;

2A und 2B alternative Block-Diagramm-Anordnungen einer Speicherzelle unter Verwendung eines resistiven Speicherelements; 2A and 2 B alternative block diagram arrangements of a memory cell using a resistive memory element;

3 eine resistive Speicherzelle mit einem Vergrabenes-Gate-Transistor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 3 a resistive memory cell having a buried gate transistor according to an embodiment of the invention;

4 eine schematische Darstellung von zwei resistiven Speicherzellen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 4 a schematic representation of two resistive memory cells according to an embodiment of the invention;

5 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Integrierter-Schaltkreis-Speichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 5 a block diagram of a method for manufacturing an integrated circuit memory device according to an embodiment of the invention;

6A bis 6L Ansichten einer Integrierter-Schaltkreis-Speichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in verschiedenen Stufen des Herstellungsprozesses, und 6A to 6L Views of an integrated circuit memory device according to an embodiment of the invention in various stages of the manufacturing process, and

7A und 7B ein Speichermodul beziehungsweise ein stapelbares Speichermodul, das Speicherzellen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwenden kann. 7A and 7B a memory module or a stackable memory module that can use memory cells according to an embodiment of the invention.

Die Größe von elektronischen Geräten wird konstant immer weiter verringert. Bei Speichervorrichtung können konventionelle Technologien, wie zum Beispiel Flash-Speicher und DRAM (Dynamic Random Access Memory, dynamischer Vielfachzugriffs-Speicher), die Information auf der Grundlage des Speicherns von elektrischen Ladungen speichern, in naher Zukunft in Bezug auf ihre Größe an ihre Grenzen stoßen. Zusätzliche Eigenschaften dieser Technologien, wie zum Beispiel die hohen Schaltspannungen und die begrenzte Anzahl von Schreib-Zyklen und Lese-Zyklen von Flash-Speichern, oder die begrenzte Speicherdauer des Lade-Zustandes bei DRAM stellen zusätzliche Herausforderungen dar. Um auf manche dieser Fragen einzugehen, erforschen Forscher Speichertechnologien, die zum Speichern von Information nicht auf das Speichern einer elektrischen Ladung zurückgreifen.The Size of electronic devices is constantly being reduced. In memory device, conventional Technologies such as flash memory and DRAM (Dynamic Random Access Memory, dynamic multiple access memory), the information store on the basis of storing electrical charges, in the near future in terms of their size to reach their limits. additional Properties of these technologies, such as the high switching voltages and the limited number of write cycles and read cycles of Flash save, or the limited storage time of the charge state at DRAM provide additional Challenges. To explore some of these questions, explore Researchers use storage technologies to store information do not resort to storing an electrical charge.

Gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung ist eine solche Technologie ein resistiver Speicher auf der Grundlage der bistabilen Widerstandsänderung in Übergangs-Metalloxid-Schichten. Wie an späterer Stelle noch erläutert wird, können in Antwort auf das Anlegen einer entsprechenden Spannung in bestimmten Übergangs-Metalloxid-Materialien eine Leiterbahn oder ein leitfähiges Filament aufgrund von thermalen elektronischen Austausch-Effekten in dem Material gebildet oder aus diesem entfernt werden. Das Ausbilden und Entfernen dieses leitfähigen Filaments ist mit einem Thermistor-Effekt gekoppelt, der den bistabilen Schalt-Prozess aufgrund der inhomogenen Temperatur-Verteilung in dem Übergangs- Metalloxid-Material in Antwort auf das Anlegen einer Spannung induziert.According to some embodiments In the invention, such a technology is a resistive memory based on the bistable resistance change in transition metal oxide layers. How to later Job still explained will, can in response to the application of a corresponding voltage in certain transition metal oxide materials a trace or a conductive Filament due to thermal electronic exchange effects formed in or removed from the material. The training and remove this conductive Filaments is coupled with a thermistor effect, which is the bistable switching process due to the inhomogeneous temperature distribution in the transition metal oxide material in Response to the application of a voltage induced.

Unter den Übergangs-Metall-Chalkogeniden ist NiO für diese Anwendung aufgrund seiner großen Bandlücke von ungefähr 4,5 eV von besonderem Interesse. Bei Raumtemperatur ist NiO in seinem stöchiometrischen Zustand ein guter isolierender Halbleiter, der seine relativ große Bandlücke mittels Hybridisierung von relativ stark lokalisierten 3d-Elektronen mit O 2p-Elektronen-Bändern ausbildet. Des Weiteren weist NiO einen Bereich mit negativem differentiellen Widerstand und monostabilem Schalten in der Strom-Spannungs-Kennlinie (I-U) aufgrund der Steilheit seiner Widerstands-Temperatur-Kennlinie in Antwort auf das Anlegen einer geeigneten Spannung aufgrund des Thermistor-Effekts auf (σ ~ e–ΔE/kT).Among the transition metal chalcogenides, NiO is of particular interest for this application because of its large band gap of about 4.5 eV. At room temperature, NiO in its stoichiometric state is a good insulating semiconductor that forms its relatively large band gap by hybridization of relatively highly localized 3d electrons to O 2p electron bands. Furthermore, NiO has a region of negative differential resistance and monostable switching in the current-voltage characteristic (IU) due to the steepness of its resistance-temperature characteristic in response to the application of a suitable voltage due to the thermistor effect (σ ~ e -ΔE / kT ).

1A zeigt ein resistives Speicherelement 100 der oben erläuterten Art, das für die Verwendung in einigen Ausführungsformen der Erfindung geeignet ist. Das resistive Speicherelement 100 weist auf: einen oberen Kontakt 102, einen unteren Kontakt 104 und eine Übergangs-Metalloxid-Schalt-Schicht 106, die zwischen dem oberen Kontakt 102 und dem unteren Kontakt 104 angeordnet ist. Die Übergangs-Metalloxid-Schalt-Schicht 106 kann jede beliebige aus einer Anzahl von Übergangs-Metall-Verbindungen, wie zum Beispiel NiO, TiO2, HfO2, ZrO2, Nb2O5, Ta2O5 oder andere geeignete Materialien aufweisen. 1A shows a resistive memory element 100 of the type discussed above, suitable for use in some embodiments of the invention. The resistive memory element 100 indicates: an upper contact 102 , a lower contact 104 and a transition metal oxide switching layer 106 that is between the upper contact 102 and the lower contact 104 is arranged. The transition metal oxide switching layer 106 may comprise any of a number of transition metal compounds, such as NiO, TiO 2 , HfO 2 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5, or other suitable materials.

Wenn über die Übergangs-Metalloxid-Schalt-Schicht 106 eine Spannung über einer "SETZ"-Spannung angelegt wird, dann wird ein leitfähiges Filament 114 in der Schicht gebildet, wodurch das resistive Speicherelement 100 durch drastisches Verringern des Widerstandes der Übergangs-Metalloxid-Schalt-Schicht 106 in einen "AN"-Zustand versetzt wird. Zum Beispiel kann eine SETZ-Spannung von ungefähr 2 V, die über einen NiO-Film mit einer Dicke von zwischen ungefähr 20 nm und ungefähr 100 nm angelegt wird, verursachen, dass der Widerstand des Films von ungefähr 1 KΩ bis 10 KΩ (abhängig von der Dicke der Schicht) auf weniger als ungefähr 100 Ω fällt.When via the transition metal oxide switching layer 106 a voltage above a "SET" voltage is applied, then becomes a conductive filament 114 formed in the layer, eliminating the resistive memory element 100 by drastically reducing the resistance of the transition metal oxide switching layer 106 is put into an "on" state. For example, a SET voltage of about 2 V applied across a NiO film having a thickness of between about 20 nm and about 100 nm may cause the resistance of the film to be from about 1 KΩ to 10 KΩ (depending on the thickness of the layer) falls to less than about 100 Ω.

Wie in 1B dargestellt, wird das leitfähige Filament 114, wenn eine "RÜCKSETZ"-Spannung über die Übergangs-Metalloxid-Schalt-Schicht 106 im "AN"-Zustand angelegt wird, entfernt, wodurch das resistive Speicherelement 100 wieder in einen "AUS"-Zustand zurückkehrt, und der Widerstand der Übergangs-Metalloxid-Schalt-Schicht 106 erhöht wird. Die "RÜCKSETZ"-Spannung zur Verwendung bei einer einen NiO-Film aufweisenden Übergangs-Metalloxid-Schicht kann ungefähr 1 V betragen.As in 1B shown, becomes the conductive filament 114 when a "RESET" voltage across the transition metal oxide switching layer 106 is applied in the "on" state, removing the resistive memory element 100 returns to an "off" state, and the resistance of the transition metal oxide switching layer 106 is increased. The "RESET" voltage for use with a transition metal oxide layer having a NiO film may be about 1V.

Um den gegenwärtigen Speicher-Zustand des resistiven Speicherelements 100 zu bestimmen, kann ein Lesestrom durch das resistive Speicherelement 100 geleitet werden. Der Lesestrom stößt auf einen hohen Widerstand, wenn es in dem resistiven Speicherelement 100 kein Filament 114 gibt, und auf einen niedrigen Widerstand, wenn es ein Filament 114 gibt. Ein hoher Widerstand kann zum Beispiel eine logische "0" darstellen, während ein niedriger Widerstand eine logische "1" darstellt, oder umgekehrt.To the current memory state of the resistive memory element 100 can determine a read current through the resistive memory element 100 be directed. The read current encounters high resistance when in the resistive memory element 100 no filament 114 gives, and on a low resistance, if there is a filament 114 gives. For example, a high resistance may represent a logical "0" while a lower resistance Resistor represents a logical "1", or vice versa.

2A zeigt eine veranschaulichende Speicherzelle, die ein resistives Speicherelement verwendet, geeignet für die Verwendung gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung. Die Speicherzelle 200 weist einen Auswähltransistor 202 und ein resistives Speicherelement 204 auf. Der Auswähltransistor 202 weist auf: eine Source 206, der mit einer Bit-Leitung 208 gekoppelt ist, ein Drain 210, der mit dem Speicherelement 204 gekoppelt ist, und ein Gate 212, das mit einer Wort-Leitung 214 gekoppelt ist. Das resistive Speicherelement 204 ist ferner mit einer gemeinsamen Leitung 216 gekoppelt, die geerdet sein kann oder mit anderen Schaltkreisen gekoppelt sein kann, wie zum Beispiel mit (nicht dargestellten) Schaltkreisen zum Bestimmen des Widerstandes der Speicherzelle 200 zur Verwendung beim Lesen. Alternativ können in manchen Konfigurationen (nicht dargestellte) Schaltkreise zum Ermitteln des Zustandes der Speicherzelle 200 während des Lesens mit der Bit-Leitung 208 gekoppelt sein. Es wird angemerkt, dass sich die hier verwendeten Begriffe "verbunden" und "gekoppelt" sowohl auf eine direkte als auch auf eine indirekte Verbindung beziehungsweise Kopplung beziehen. 2A shows an illustrative memory cell using a resistive memory element suitable for use according to some embodiments of the invention. The memory cell 200. has a select transistor 202 and a resistive memory element 204 on. The selection transistor 202 indicates: a source 206 that with a bit line 208 coupled, a drain 210 that with the memory element 204 coupled, and a gate 212 that with a word pipe 214 is coupled. The resistive memory element 204 is also with a common line 216 coupled, which may be grounded or may be coupled to other circuits, such as, for example, with circuits (not shown) for determining the resistance of the memory cell 200. for use in reading. Alternatively, in some configurations, circuitry (not shown) may be used to determine the state of the memory cell 200. while reading with the bit line 208 be coupled. It is noted that the terms "connected" and "coupled" as used herein refer to both direct and indirect connection or coupling.

Zum Schreiben auf die Speicherzelle wird die Wort-Leitung 214 zum Auswählen der Zelle 200 verwendet, und eine Spannung wird durch das resistive Speicherelement 204 auf der Bit-Leitung 208 angelegt, so dass eine Leiterbahn oder ein Filament in dem resistiven Speicherelement 204 gebildet oder entfernt wird, wodurch der Widerstand des resistiven Speicherelements 204 geändert wird. Gleichermaßen wird beim Lesen der Zelle 200 die Wort-Leitung 214 zum Auswählen der Zelle 200 verwendet, und die Bit-Leitung 208 wird zum Anlegen einer Lese-Spannung über das resistive Speicherelement 204 zum Messen des Widerstandes des resistiven Speicherelements 204 verwendet.To write to the memory cell becomes the word line 214 to select the cell 200. used, and a voltage is through the resistive memory element 204 on the bit line 208 applied, so that a trace or a filament in the resistive memory element 204 is formed or removed, whereby the resistance of the resistive memory element 204 will be changed. Similarly, when reading the cell 200. the word line 214 to select the cell 200. used, and the bit line 208 is used to apply a read voltage across the resistive memory element 204 for measuring the resistance of the resistive memory element 204 used.

Die Speicherzelle 200 kann als 1T1J-Zelle bezeichnet werden, da sie einen Transistor und einen Speicherübergang (das resistive Speicherelement 204) verwendet. Typischerweise weist eine Speichervorrichtung ein Array vieler solcher Zellen auf. Es wird darauf hingewiesen, dass bei einem resistiven Speicherelement auch andere Konfigurationen für eine 1T1J-Speicherzelle oder auch andere Konfigurationen als eine 1T1J-Konfiguration verwendet werden können. Zum Beispiel ist in 2B eine alternative Anordnung für eine 1T1J-Speicherzelle 250 dargestellt, in welcher ein Auswähltransistor 252 und ein resistives Speicherelement 254 in Bezug auf die in 2A gezeigte Konfiguration neu positioniert wurden.The memory cell 200. may be referred to as a 1T1J cell because it has a transistor and a memory transition (the resistive memory element 204 ) used. Typically, a storage device comprises an array of many such cells. It should be noted that in a resistive memory element, other configurations for a 1T1J memory cell or other configurations than a 1T1J configuration may be used. For example, in 2 B an alternative arrangement for a 1T1J memory cell 250 in which a selection transistor 252 and a resistive memory element 254 in terms of in 2A have been repositioned.

In der in 2B dargestellten alternativen Konfiguration ist das resistive Speicherelement 254 mit einer Bit-Leitung 258 und einem Source-Anschluss 256 des Auswähltransistors 252 gekoppelt. Ein Drain-Anschluss 260 des Auswähltransistors 252 ist mit einer gemeinsamen Leitung 266 gekoppelt, die geerdet sein kann, oder mit anderen (nicht dargestellten) Schaltkreisen gekoppelt sein kann, wie oben beschrieben. Ein Gate 262 des Auswähltransistors 252 wird von einer Wort-Leitung 267 gesteuert.In the in 2 B illustrated alternative configuration is the resistive memory element 254 with a bit line 258 and a source port 256 the selection transistor 252 coupled. A drain connection 260 the selection transistor 252 is with a common line 266 coupled, which may be grounded, or may be coupled to other (not shown) circuits, as described above. A gate 262 the selection transistor 252 is from a word line 267 controlled.

Eine Herausforderung bei Speichertechnologien ist die eingeschränkte Packungsdichte von Speicherzellen. Eine Erhöhung der Packungsdichte erhöht die Anzahl von Speicherzellen, die auf einer einzelnen Vorrichtung platziert werden können, und erhöht somit die Datenmenge, die die Vorrichtung speichern kann. Im Allgemeinen kann die Packungsdichte durch ein Verringern der Größe der Speicherzellen erhöht werden. Um die steigende Nachfrage nach Speichervorrichtungen mit hoher Kapazität zu befriedigen, kann die Verwendung von Speicherzellen mit Skalierungs-Abmessungen unter 50 nm wünschenswert sein.A The challenge with storage technologies is the limited packing density of memory cells. An increase the packing density increased the number of memory cells on a single device can be placed and increased thus the amount of data that the device can store. In general For example, the packing density can be reduced by decreasing the size of the memory cells elevated become. To cope with the increasing demand for storage devices high capacity Satisfy the use of memory cells with scaling dimensions below 50 nm desirable be.

Für TMO-Speicherzellen, wie oben beschrieben, kann das Speicherelement selbst auf einen Durchmesser im Bereich von 15 nm bis 20 nm hinunter skaliert werden. Im Falle einer Integrierung in eine Speicherzelle mit einem Auswähltransistor (wie oben dargestellt) oder einer Diode, wird dieser Vorteil jedoch aufgrund der Abmessungen des Transistors oder der Diode und des Integrationsschemas beschränkt.For TMO memory cells, As described above, the storage element itself can be made to a diameter be scaled down in the range of 15 nm to 20 nm. In the event of an integration into a memory cell with a selection transistor (as shown above) or a diode, however, this advantage becomes due to the dimensions of the transistor or diode and the Restricted integration schemes.

Gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Größe einer Speicherzelle, die ein TMO-Speicherelement verwendet, durch Kombinieren des TMO-Speicherelements mit einem Auswähltransistor, der einen dreidimensionalen Kanal und ein vergrabenes Gate aufweist, verringert werden. Diese Kombination kann die Abmessungen der Speicherzellen wesentlich verringern, wobei die Möglichkeit einer erhöhten Dichte bereitgestellt wird. Des Weiteren kann die Verwendung eines solchen Vergrabenes-Gate-Auswähltransistors in manchen Ausführungsformen der Erfindung das Prozess-Schema für die Abscheidung der TMO-Schalt-Schicht und die nachfolgende Integration vereinfachen.According to some embodiments The invention may be the size of a Memory cell using a TMO memory element by combining of the TMO memory element with a select transistor having a three-dimensional Channel and a buried gate, can be reduced. This combination can significantly reduce the dimensions of the memory cells, wherein the possibility of a increased Density is provided. Furthermore, the use of a such buried gate select transistor in some embodiments of the invention the process scheme for the deposition of the TMO switching layer and simplify the subsequent integration.

3 zeigt eine Speicherzelle gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung. Eine Speicherzelle 300 weist einen Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor 302 auf, mit einer Source 304, einem Drain 306, einer Gate-Oxid-Schicht 308 und einem Gate 310 (das auch als eine Wort-Leitung dient). Das Drain-Bereich 306 ist mit einem unteren Kontakt 312 gekoppelt, der mit einer Schalt-Schicht 314 gekoppelt ist. Ein oberer Kontakt 316 ist über der Schalt-Schicht 314 angeordnet, und ist mit einer Bit-Leitung 318 gekoppelt. Der Source-Bereich 304 ist mit einer gemeinsamen Leitung 320 gekoppelt. 3 shows a memory cell according to some embodiments of the invention. A memory cell 300 has a buried gate select transistor 302 on, with a source 304 a drain 306 , a gate oxide layer 308 and a gate 310 (which also serves as a word conduit). The drain area 306 is with a lower contact 312 coupled with a switching layer 314 is coupled. An upper contact 316 is above the switching layer 314 arranged, and is with a bit line 318 coupled. The source area 304 is with a common line 320 coupled.

Der Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor 302 ist in einer Vertiefung 322 in einer Oberfläche eines aktiven Bereichs eines Substrats 324 ausgebildet, den Source-Bereich 304 und den Drain-Bereich 306 aufweisend. Die Gate-Oxid-Schicht 308 ist so ausgebildet, dass sie die Vertiefung 322 überzieht, und das Gate 310 füllt die Vertiefung 322 zumindest teilweise aus. Die Gate-Oxid-Schicht 308 weist ein isolierendes Material, wie zum Beispiel SiO2 auf, und das Gate 310 ist aus einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel, Wolfram (W) gebildet, wobei auch andere leitfähige Materialien verwendet werden können.The buried gate select transistor 302 is in a depression 322 in a surface of an active area of a substrate 324 trained, the source area 304 and the drain area 306 having. The gate oxide layer 308 is designed to be the recess 322 covers, and the gate 310 fills the depression 322 at least partially. The gate oxide layer 308 has an insulating material such as SiO 2 and the gate 310 is formed of a conductive material, such as tungsten (W), although other conductive materials may be used.

Die Schalt-Schicht 314 kann, wie oben beschrieben, eine TMO-Schicht sein. Alternativ kann die Schalt-Schicht 314 andere Materialien zum Bilden eines Speicherelements aufweisen, das Information durch Ändern der Widerstandsfähigkeit oder der Leitfähigkeit des Speicherelements speichert. Beispiele für solche resistive Speichertechnologien schließen Leitfähige-Brücke-Speicher (CBRAM, Conductive Bridging Random Access Memory), Phasenänderungs-Speicher (PCRAM, Phase Change Random Access Memory), magnetoresistive Speicher (MRAM, Magneto- Resistive Random Access Memory), sowie Speicher mit ein, die auf Änderungen der Widerstandsfähigkeit in Kohlenstoff-Schichten basieren.The switching layer 314 may be a TMO layer as described above. Alternatively, the switching layer 314 other materials for forming a memory element that stores information by changing the resistance or the conductivity of the memory element. Examples of such resistive memory technologies include Conductive Bridging Random Access Memory (CBRAM), Phase Change Random Access Memory (PCRAM), Magneto-Resistive Random Access Memory (MRAM), and Memory based on changes in resistance in carbon layers.

Die Verwendung des Vergrabenes-Gate-Auswähltransistors 302 erlaubt, dass die Größe der Speicherzelle verringert wird, wodurch die Dichte von Speicherzellen auf einer Integrierter-Schaltkreis-Speichervorrichtung erhöht wird, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hergestellt wird.The use of the buried gate select transistor 302 allows the size of the memory cell to be reduced, thereby increasing the density of memory cells on an integrated circuit memory device made in accordance with an embodiment of the invention.

Die durchschnittliche Größe einer Zelle kann weiter verringert werden, indem die Zellen so angeordnet werden, dass die Auswähltransistoren von mindestens zwei benachbarten Zellen einen Source-Bereich oder einen Drain-Bereich teilen. 4 zeigt eine schematische Darstellung des Schalt-Schemas für eine solche Anordnung, in welcher die Auswähltransistoren in zwei benachbarten Zellen einen Source-Bereich teilen.The average size of a cell can be further reduced by arranging the cells so that the selection transistors of at least two adjacent cells share a source region or a drain region. 4 shows a schematic representation of the switching scheme for such an arrangement in which the selection transistors in two adjacent cells share a source region.

Wie zu erkennen ist, weist eine Speicherzelle 402 einen Transistor 404 mit einem Source-Anschluss 406, einem Drain-Anschluss 412 und einem Gate 410 auf. Die Speicherzelle 402 weist ferner auf: ein resistives Speicherelement 412, wie zum Beispiel ein TMO-basiertes resistives Speicherelement, wie oben beschrieben, oder eine andere Art von resistivem Element. Das Gate 410 des Transistors 404 ist mit einer Wort-Leitung 414 gekoppelt. Der Drain-Anschluss 408 des Transistors 404 ist mit dem resistiven Speicherelement 412 gekoppelt, das mit einer Bit-Leitung 416 gekoppelt ist. Der Source-Anschluss 406 des Transistors 404 ist mit einer gemeinsamen Leitung 418 gekoppelt.As can be seen, has a memory cell 402 a transistor 404 with a source connection 406 , a drain connection 412 and a gate 410 on. The memory cell 402 further includes: a resistive memory element 412 , such as a TMO-based resistive memory element as described above, or another type of resistive element. The gate 410 of the transistor 404 is with a word line 414 coupled. The drain connection 408 of the transistor 404 is with the resistive memory element 412 coupled with a bit line 416 is coupled. The source connection 406 of the transistor 404 is with a common line 418 coupled.

In einer benachbarten Speicherzelle 422 gibt es ein ähnliches resistives Speicherelement 432, sowie einen Transistor 424, der einen Source-Anschluss 426, einen Drain-Anschluss 428 und einen Gate-Anschluss 430 aufweist. Der Gate-Anschluss 430 des Transistors 424 ist mit einer Wort-Leitung 434 gekoppelt. Der Drain-Anschluss 428 des Transistors 424 ist mit dem resistiven Speicherelement 432 gekoppelt, das mit der Bit-Leitung 416 gekoppelt ist. Der Source-Anschluss 426 des Transistors 424 ist mit der gemeinsamen Leitung 418 gekoppelt.In an adjacent memory cell 422 there is a similar resistive memory element 432 , as well as a transistor 424 that has a source connection 426 , a drain connection 428 and a gate terminal 430 having. The gate connection 430 of the transistor 424 is with a word line 434 coupled. The drain connection 428 of the transistor 424 is with the resistive memory element 432 coupled with the bit line 416 is coupled. The source connection 426 of the transistor 424 is with the common line 418 coupled.

Da der Source-Anschluss 406 des Transistors 404 und der Source-Anschluss 426 des Transistors 424 beide mit der gemeinsamen Leitung 418 gekoppelt sind, können die Transistoren 404 und 424 in manchen Ausführungsformen einen gemeinsamen Source-Anschluss teilen. Dieser gemeinsame Source-Anschluss kann in einen integrierten Schaltkreis durch Bereitstellen eines gemeinsamen Source-Bereichs für die beiden benachbarten Transistoren implementiert werden, wodurch die durchschnittliche Größe der Transistoren und der Speicherzellen, zu denen sie gehören, verringert wird.Because the source connection 406 of the transistor 404 and the source port 426 of the transistor 424 both with the common line 418 coupled, the transistors can 404 and 424 in some embodiments share a common source port. This common source terminal can be implemented in an integrated circuit by providing a common source region for the two adjacent transistors, thereby reducing the average size of the transistors and the memory cells to which they belong.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens auf hoher Ebene zum Herstellen eines integrierten Schaltkreises, der eine Speicherzelle aufweist, wie es oben gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben ist. Das unter Bezugnahme auf 5 beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines integrierten Schaltkreises, der Zellen aufweist, die wie oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben angeordnet sind, es könnte jedoch ein ähnliches Verfahren zum Herstellen von Zellen mit anderen Anordnungen verwendet werden. 5 FIG. 12 shows a high level flowchart of a method of fabricating an integrated circuit having a memory cell as described above in accordance with an embodiment of the invention. With reference to 5 described method is for the manufacture of an integrated circuit comprising cells, as described above with reference to 4 however, a similar method of fabricating cells with other arrangements could be used.

In Schritt 502 werden flache Graben-Isolations-Gräben (engl. STI, Shallow Trench Isolation) in einem Substrat gebildet, auf welchem eine Schicht aus Nitrid, wie zum Beispiel aus Silizium-Nitrid (Si3N4) gebildet wurde. Die Ausbildung der STI-Gräben erfolgt unter Verwendung bekannter Techniken, zum Beispiel mittels Ätzens. Die Gräben werden mit einem isolierenden Material, wie zum Beispiel SiO2 gefüllt. Anschließend wird das isolierende Material planarisiert, zum Beispiel mittels bekannter chemischer mechanischer Planarisierungstechniken (CMP, engl. Chemical Mechanical Planarization).In step 502 For example, shallow trench isolation (STI) trenches are formed in a substrate on which a layer of nitride such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) has been formed. The formation of the STI trenches is done using known techniques, for example by etching. The trenches are filled with an insulating material, such as SiO 2 . Subsequently, the insulating material is planarized, for example, by known chemical mechanical planarization (CMP) techniques.

In Schritt 504 wird der Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor gebildet. Dies erfolgt durch Bilden eines Grabens, zum Beispiel mittels lithographischer Techniken und mittels reaktiven Ionen-Ätzens (RIE, Reactive Ion Etching), wobei auch andere bekannte Verfahren zum Bilden eines Grabens in der Si3N4-Schicht und dem Substrat verwendet werden könnten. Sobald der Graben gebildet worden ist, wird eine Gate-Oxid-Schicht gewachsen, die ein Material wie zum Beispiel SiO2 aufweist, die den Graben überzieht und unterhalb der Si3N4-Schicht liegt, anders ausgedrückt, tiefer liegt als die Si3N4-Schicht. Über der Gate-Oxid-Schicht wird aus einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel Wolfram (W), ein Gate gebildet. Dies kann zum Beispiel durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD, engl. Chemical Vapor Deposition) einer Schicht von W, gefolgt von der Planarisierung (zum Beispiel mittels CMP) der W-Schicht erfolgen. Wie oben beschrieben, kann das Gate auch als eine Wort-Leitung dienen.In step 504 the buried gate select transistor is formed. This is done by forming a trench, for example by means of lithographic techniques and by means of reactive ion etching (RIE, Reactive Ion Etching) Other known methods of forming a trench could be used in the Si 3 N 4 layer and the substrate. Once the trench has been formed, a gate oxide layer is grown comprising a material, such as SiO 2 , that covers the trench and lies below the Si 3 N 4 layer, in other words, lower than the Si 3 N 4 layer. Over the gate oxide layer, a gate is formed of a conductive material, such as tungsten (W). This can be done, for example, by chemical vapor deposition (CVD) of a layer of W, followed by planarization (for example by CMP) of the W layer. As described above, the gate may also serve as a word line.

Sobald das Gate gebildet worden ist, kann es zum Beispiel mittels RIE leicht vertieft werden. Die so gebildete Vertiefung wird mit einem isolierenden Material, wie zum Beispiel mit SiO2 gefüllt, wobei Gate und Oxid-Schicht eingegraben werden. Anschließend wird das isolierende Material zum Beispiel mittels eines CMP-Prozesses planarisiert.Once the gate has been formed, it can be easily recessed, for example, by RIE. The recess thus formed is filled with an insulating material such as SiO 2 , with gate and oxide layer buried. Subsequently, the insulating material is planarized, for example, by means of a CMP process.

In Schritt 506 wird eine Source- und Drain-Implantierung durchgeführt. Zuerst wird das Si3N4 zum Beispiel mittels heißer Phosphorsäure abgelöst. Bei einer n-Kanal-Vorrichtung werden Source-Bereiche und Drain-Bereiche durch n+-Implantierung, zum Beispiel durch Dotieren mit Arsen (As) gebildet, oder bei einer p-Kanal-Vorrichtung durch p+, zum Beispiel durch Dotieren mit Bor (B) zu einer Ionen- Konzentration von ungefähr 1015/cm2. Anschließend wird eine Maske auf die Oberfläche aufgebracht, außer über einem Kontaktbereich für den Drain-Bereich. Dieser Kontakt-Bereich wird durch Entfernen des SiO2 über dem Kontaktbereich zum Beispiel mittels einer Ätz-Technik, wie zum Beispiel RIE geöffnet.In step 506 a source and drain implantation is performed. First, the Si 3 N 4 is removed, for example, by means of hot phosphoric acid. In an n-channel device, source regions and drain regions are formed by n + implantation, for example by doping with arsenic (As), or by p + in a p-channel device, for example by doping with boron (B) to an ion concentration of about 10 15 / cm 2 . Subsequently, a mask is applied to the surface, except over a contact region for the drain region. This contact region is opened by removing the SiO 2 over the contact region, for example by means of an etching technique such as RIE.

In Schritt 508 wird die gemeinsame Leitung, die an dem Source-Anschluss des Vergrabenes-Gate-Auswähltransistors (sowie dem Source-Anschluss des Vergrabenes-Gate-Auswähltransistors von mindestens einer benachbarten Zelle) angebracht ist, über dem STI-Graben gebildet. Dies kann durch Aufbringen einer Maske und durch Entfernen von einem Teil des resistiven Materials (zum Beispiel SiO2) von dem STI-Graben, zum Beispiel mittels RIE erfolgen. Eine selektive Silizium-Epitaxie über dem STI kann dann zum Bilden einer leitfähigen gemeinsamen Silizium-Source-Leitung in dem STI-Graben verwendet werden.In step 508 For example, the common line attached to the source of the buried gate select transistor (as well as the source of the buried gate select transistor of at least one adjacent cell) is formed over the STI trench. This can be done by applying a mask and removing some of the resistive material (eg SiO 2 ) from the STI trench, for example by RIE. A selective silicon epitaxy over the STI may then be used to form a conductive silicon common source line in the STI trench.

Alternativ kann die gemeinsame Source-Leitung durch Bilden einer Vertiefung in dem STI-Graben und durch Abscheiden von leitfähigem Poly-Silizium in der Vertiefung gebildet werden. Anschließend wird das Poly-Silizium zum Beispiel mittels CMP planarisiert. Eine Oxid-Schicht (zum Beispiel SiO2) kann über der gemeinsamen Poly-Silizium-Source-Leitung abgeschieden werden.Alternatively, the common source line may be formed by forming a recess in the STI trench and depositing conductive poly-silicon in the recess. Subsequently, the poly-silicon is planarized, for example, by means of CMP. An oxide layer (eg, SiO 2 ) may be deposited over the common poly-silicon source line.

In Schritt 510 wird der untere Kontakt für das resistive Speicherelement über dem Drain-Abschnitt des Vergrabenes-Gate-Auswähltransistors gebildet. Der untere Kontakt kann aus Poly-Silizium oder anderen leitfähigen Materialien gebildet sein. Der untere Kontakt kann mittels einer Streifen-Maske gebildet werden, die parallel zu der vorgesehenen Richtung der Bit-Leitungen verläuft. Anschließend wird zum Bilden der unteren Kontakte leitfähiges Poly-Silizium aufgebracht. Dann wird als Vorbereitung für den nächsten Schritt eine Si3N4-Hartmaske aufgebracht.In step 510 For example, the lower contact for the resistive memory element is formed over the drain portion of the buried gate select transistor. The lower contact may be formed of poly-silicon or other conductive materials. The lower contact can be formed by means of a strip mask, which runs parallel to the intended direction of the bit lines. Subsequently, conductive poly-silicon is deposited to form the lower contacts. Then, in preparation for the next step, a Si 3 N 4 hard mask is applied.

In Schritt 512 werden Isolations-Gräben gebildet, die benachbarte Zellenpaare voneinander trennen. Die Isolations-Gräben können unter Verwendung einer Maske zum Bestimmen der Positionen der Isolations-Gräben und durch anschließendes Ätzen der Isolations-Gräben mittels bekannter Ätz-Techniken gebildet werden. Ein isolierendes Material, wie zum Beispiel SiO2 wird dann zum Füllen der Isolations-Gräben abgeschieden und auf die Ebene des Si3N4 planarisiert (zum Beispiel mittels CMP), das in dem vorangehenden Schritt abgeschieden wurde. Anschließend kann das Si3N4 zum Beispiel mittels heißer Phosphorsäure entfernt werden.In step 512 Isolation trenches are formed, which separate adjacent cell pairs from each other. The isolation trenches may be formed using a mask to determine the locations of the isolation trenches and then etch the isolation trenches using known etching techniques. An insulating material, such as SiO 2 , is then deposited to fill the isolation trenches and planarized (eg, by CMP) to the plane of the Si 3 N 4 deposited in the previous step. Subsequently, the Si 3 N 4 can be removed, for example, by means of hot phosphoric acid.

In Schritt 514 wird der Speicher-Schicht-Stapel des resistiven Speicherelements gebildet. Dies kann durch Bilden einer Schalt-Schicht erfolgen, die auf der Grundlage der Widerstandsfähigkeit der Schalt-Schicht Information speichert. Für ein TMO-resistives Speicherelement gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schalt-Schicht ein TMO-Material, wie zum Beispiel NiO, TiO2, HfO2, ZrO2, NB2O5, Ta2O5 oder ein anderes geeignetes Material auf oder besteht aus einem solchen. Dieses Material wird mittels reaktiven DC-Sputterns, MF-Sputterns oder RF-Sputterns eines Metall-Targets (oder Verbund-Targets) in einem Ar/Sauerstoff-Gemisch oder einem reinen Ar-Arbeitsgas abgeschieden. Ein Druck von ungefähr 3 mbar bis 5 mbar und eine Sputterleistung mit einer Leistungsdichte von ungefähr 2 W/cm2 bis 3,5 W/cm2 kann zum Abscheiden solcher TMO-Materialien verwendet werden.In step 514 the memory layer stack of the resistive memory element is formed. This can be done by forming a switching layer which stores information based on the resistance of the switching layer. For a TMO resistive memory element according to an embodiment of the invention, the switching layer comprises a TMO material such as NiO, TiO 2 , HfO 2 , ZrO 2 , NB 2 O 5 , Ta 2 O 5, or other suitable material or consists of such. This material is deposited by reactive DC sputtering, MF sputtering or RF sputtering of a metal target (or compound target) in an Ar / oxygen mixture or a pure Ar working gas. A pressure of about 3 mbar to 5 mbar and a sputtering power with a power density of about 2 W / cm 2 to 3.5 W / cm 2 can be used for depositing such TMO materials.

Anschließend wird ein oberer Kontakt über der Schalt-Schicht abgeschieden. Der obere Kontakt kann aus einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel Platin (Pt), Palladium (Pd), Titan (Ti) oder anderen metallischen oder nichtmetallischen Leitern gebildet sein. Im Allgemeinen können Metalle, wie zum Beispiel Pt, Pd oder Ti mittels DC-Sputterns in einem Ar-Arbeitsgas bei Drücken und Leistungen abgeschieden werden, die denen ähneln, die zum Abscheiden der TMO-Schalt-Schicht verwendet werden.Subsequently, an upper contact is deposited over the switching layer. The upper contact may be formed of a conductive material such as platinum (Pt), palladium (Pd), titanium (Ti) or other metallic or non-metallic conductors. In general, metals such as Pt, Pd or Ti may be deposited by DC sputtering in an Ar working gas at pressures and outputs similar to those used to deposit the TMO switching layer the.

Der Speicher-Schicht-Stapel wird dann zum Beispiel unter Verwendung einer Tantal-Nitrid-(TaN)-Hartmaske gebildet, die mittels einer Lackmaske strukturiert werden kann. Sobald entsprechende Bereiche des Speicher-Schicht-Stapels maskiert wurden, kann ungewünschtes Material auf das SiO2 hinuntergeätzt werden, das zum zuvor Beispiel mittels RIE abgeschieden wurde.The memory layer stack is then formed using, for example, a tantalum nitride (TaN) hardmask that can be patterned using a resist mask. Once corresponding areas of the memory layer stack have been masked, unwanted material can be etched down onto the SiO 2 which has been deposited by RIE for the example above.

In Schritt 516 werden Bit-Leitungen und Bit-Leitungskontakte über dem Speicher-Schicht-Stapel gebildet. Um dies zu erreichen, wird eine relativ dicke Schicht von SiO2 über der Vorrichtung abgeschieden (zum Beispiel mittels CVD). Anschließend wird eine Lackmaske zum Positionieren der Bit-Leitungs-Kontaktlöcher aufgebracht. Die Kontaktlöcher werden geätzt und mit einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel Titan (Ti), Titan-Nitrat (TiN) oder Wolfram (W) gefüllt, wobei auch andere Metalle oder leitfähige Materialien verwendet werden können. Die SiO2-Schicht und das leitfähige Material, das die Kontaktlöcher füllt, werden dann zum Beispiel mittels CMP planarisiert. Anschließend wird ein leitfähiges Material, wie zum Beispiel W zum Beispiel mittels einer Lackmaske und RIE abgeschieden und strukturiert, so dass Bit-Leitungen ausgebildet werden.In step 516 For example, bit lines and bit line contacts are formed over the memory layer stack. To accomplish this, a relatively thick layer of SiO 2 is deposited over the device (for example, by CVD). Subsequently, a resist mask is applied for positioning the bit line contact holes. The via holes are etched and filled with a conductive material such as titanium (Ti), titanium nitrate (TiN), or tungsten (W), although other metals or conductive materials may be used. The SiO 2 layer and the conductive material filling the contact holes are then planarized by, for example, CMP. Subsequently, a conductive material such as W is deposited and patterned, for example, by means of a resist mask and RIE, so that bit lines are formed.

Obwohl bei dem oben beschriebenen Verfahren die Anwendung von besonderen Techniken wie zum Beispiel RIE zum Ätzen oder CMP zum Planarisieren beschrieben wird, wird angemerkt, dass es auch andere gut bekannte Arten zum Durchführen der gleichen oder ähnlicher Prozesse gibt. Es gibt zum Beispiel eine Vielfalt bekannter Techniken zum Ätzen. Die oben genannten besonderen Techniken sollen lediglich als Beispiele dienen, und andere derzeit bekannte oder in Zukunft entwickelte Techniken können ebenfalls zum Durchführen der gleichen Prozesse oder ähnlicher Prozesse verwendet werden.Even though in the method described above, the use of special Techniques such as RIE for etching or CMP for planarizing It is noted that there are other well known Ways to perform the same or similar There are processes. For example, there are a variety of known techniques for etching. The above specific techniques are intended merely as examples serve, and others currently known or developed in the future Techniques can also to perform the same processes or similar Processes are used.

In den folgenden Figuren sind Ansichten des integrierten Schaltkreises nach zahlreichen Zwischenschritten des weiter oben beschriebenen Prozesses dargestellt. In 6A ist eine Integrierter-Schaltkreis-Speichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung nach dem Abscheiden einer Si3N4-Schicht 602 auf einem Substrat 604 und dem Ätzen und Füllen der STI-Gräben 606 mit einem resistiven Material 608, wie in Schritt 502 beschrieben, dargestellt.In the following figures, views of the integrated circuit are shown after numerous intermediate steps of the process described above. In 6A FIG. 12 is an integrated circuit memory device according to an embodiment of the invention after depositing an Si 3 N 4 layer. FIG 602 on a substrate 604 and the etching and filling of the STI trenches 606 with a resistive material 608 as in step 502 described, shown.

6B zeigt einen Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor 610 nach Schritt 504. Der Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor 610 ist in einem Graben 612 in dem Substrat 604 ausgebildet. Der Graben 612 wird zum Beispiel mittels lithographischer Techniken und mittels reaktiven Ionen-Ätzens (RIE) gebildet, wobei auch andere bekannte Verfahren zum Bilden von einem Graben in der Si3N4-Schicht 602 und dem Substrat 604 verwendet werden könnten. Anschließend wird eine Gate-Oxid-Schicht 614, die ein Material, wie zum Beispiel SiO2 aufweist, mittels beispielsweise üblicher thermischer Verfahren für das Oxid-Wachstum gebildet. Alternativ kann die Gate-Oxid-Schicht 614 abgeschieden werden. Über der Gate-Oxid-Schicht 614 ist ein Gate 616 aus einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel Wolfram (W) gebildet. Das Gate-Material kann auch als eine Wort-Leitung dienen. 6B shows a buried gate select transistor 610 after step 504 , The buried gate select transistor 610 is in a ditch 612 in the substrate 604 educated. The ditch 612 is formed for example by means of lithographic techniques and by reactive ion etching (RIE), although other known methods for forming a trench in the Si 3 N 4 layer 602 and the substrate 604 could be used. Subsequently, a gate oxide layer 614 formed of a material such as SiO 2 , for example, by means of conventional thermal processes for oxide growth. Alternatively, the gate oxide layer 614 be deposited. Over the gate oxide layer 614 is a gate 616 made of a conductive material, such as tungsten (W). The gate material can also serve as a word line.

Das Gate 616 wird zum Beispiel durch die Anwendung von RIE leicht vertieft. Die so geformte Vertiefung ist mit einem isolierenden Material 618, wie zum Beispiel SiO2 gefüllt, wobei das Gate 616 und die Oxid-Schicht 614 begraben werden. Das isolierende Material 618 wird zum Beispiel mittels eines CMP-Prozesses planarisiert.The gate 616 is easily deepened, for example, by the application of RIE. The recess thus formed is coated with an insulating material 618 , such as SiO 2 , where the gate 616 and the oxide layer 614 to be burried. The insulating material 618 is planarized, for example, by means of a CMP process.

6C zeigt den Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor 610 während des Schrittes 506. In 6C wurde die Si3N4-Schicht 602 mittels heißer Phosphorsäure abgelöst, wobei das isolierende Material 618 zurückgelassen wurde. Zusätzlich wurden durch N+-Implantierung ein Source-Bereich 622 und ein Drain-Bereich 643 gebildet. 6C shows the buried gate select transistor 610 during the step 506 , In 6C became the Si 3 N 4 layer 602 removed by means of hot phosphoric acid, wherein the insulating material 618 was left behind. In addition, by N + implantation, a source region 622 and a drain area 643 educated.

Als nächstes wird das isolierende Material 618, wie in 6D dargestellt, mittels Nass-Ätz-Techniken eingeebnet. Wie in 6E dargestellt, wird eine Maske 628 auf die Oberfläche aufgebracht, außer über einem Kontaktbereich 630 für den Drain-Bereich. Der Kontaktbereich 630 wird durch Entfernen des SiO2 über dem Kontaktbereich 630 zum Beispiel mittels einer Ätz-Technik, wie zum Beispiel RIE, geöffnet.Next is the insulating material 618 , as in 6D shown leveled by wet etching techniques. As in 6E shown, becomes a mask 628 applied to the surface, except over a contact area 630 for the drain area. The contact area 630 is by removing the SiO 2 over the contact area 630 for example, by means of an etching technique, such as RIE.

6F zeigt das Bilden einer gemeinsamen Source-Leitung 632 über einem STI-Graben 606, wie in Schritt 508 beschrieben. Diese gemeinsame Source-Leitung 632 ist elektrisch mit dem Source-Bereich 622 sowie einem Source-Bereich 634 eines Auswähltransistors einer benachbarten Zelle (nicht dargestellt) gekoppelt. In einer Ausführungsform wird die gemeinsame Source-Leitung 632 mittels Aufbringens einer Maske (nicht dargestellt) und durch Entfernen von einem Teil des resistiven Materials 608 (zum Beispiel SiO2) von dem STI-Graben 606, zum Beispiel mittels RIE, gebildet. Anschließend wird eine Silizium-Epitaxie über dem STI zum Bilden der leitfähigen gemeinsamen Silizium-Source-Leitung 632 in dem STI-Graben 606 verwendet. 6F shows forming a common source line 632 over an STI trench 606 as in step 508 described. This common source line 632 is electrical to the source region 622 as well as a source area 634 a select transistor of an adjacent cell (not shown). In one embodiment, the common source line becomes 632 by applying a mask (not shown) and by removing part of the resistive material 608 (for example, SiO 2 ) from the STI trench 606 formed for example by RIE. Subsequently, a silicon epitaxy is formed over the STI to form the silicon common source conductive line 632 in the STI trench 606 used.

Wie in 6G dargestellt, kann eine gemeinsame Source-Leitung durch Bilden einer Vertiefung in dem STI-Graben 606 und durch Abscheiden einer Schicht von leitfähigem Poly-Silizium 638 in der Vertiefung und über einer Oxid-Schicht 637 gebildet werden. Wie in 6H dargestellt, wird das Poly-Silizium 638 zum Beispiel mittels CMP planarisiert, und eine Oxid-Schicht 640 (zum Beispiel SiO2) wird über dem Poly-Silizium 638 abgeschieden. In einer alternativen in 6G und 6H dargestellten Ausführungsform dient das Poly-Silizium 638 als die gemeinsame Source-Leitung.As in 6G may represent a common source line by forming a recess in the STI trench 606 and depositing a layer of conductive poly-silicon 638 in the depression and over an oxide layer 637 educated become. As in 6H shown, the poly-silicon 638 planarized, for example, by CMP, and an oxide layer 640 (For example, SiO 2 ) is above the poly-silicon 638 deposited. In an alternative in 6G and 6H illustrated embodiment, the poly-silicon is used 638 as the common source line.

6I zeigt einen unteren Kontakt 642 für den resistiven Speicher, der über dem Drain-Bereich 624 des Vergrabenes-Gate-Auswähltransistors 610 ausgebildet wird, wie weiter oben in Schritt 510 beschrieben. Der untere Kontakt 624 kann aus Poly-Silizium oder anderen leitfähigen Materialien gebildet sein. 6I shows a lower contact 642 for the resistive memory, which is above the drain area 624 of the buried gate select transistor 610 is formed, as in step above 510 described. The lower contact 624 may be formed of poly-silicon or other conductive materials.

6J zeigt den integrierten Schaltkreis nach Schritt 512, wobei ein Isolations-Graben 646 gebildet wird. Der Isolations-Graben 646 kann mittels bekannter Masken-Techniken und Ätz-Techniken gebildet werden. Der Isolations-Graben 646 ist mit einem isolierenden Material, wie zum Beispiel SiO2 gefüllt. 6J shows the integrated circuit after step 512 , being an isolation trench 646 is formed. The isolation ditch 646 can be formed by known mask techniques and etching techniques. The isolation ditch 646 is filled with an insulating material such as SiO 2 .

In 6K ist der integrierte Schaltkreis nach dem Bilden des Speicher-Schicht-Stapels dargestellt, wie weiter oben in Schritt 514 beschrieben. Eine Schalt-Schicht 650 wird über dem unteren Kontakt 642 abgeschieden. In manchen Ausführungsformen kann die Schalt-Schicht 650 ein TMO-Material, wie zum Beispiel NiO, TiO2, HfO2, ZrO2, Nb2O5, Ta2O5 oder ein anderes geeignetes Material aufweisen.In 6K the integrated circuit is shown after forming the memory layer stack, as in step above 514 described. A switching layer 650 will be above the bottom contact 642 deposited. In some embodiments, the switching layer 650 a TMO material such as NiO, TiO 2 , HfO 2 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 or other suitable material.

Ein oberer Kontakt 652 wird über der Schalt-Schicht 650 abgeschieden. Der obere Kontakt 652 kann aus einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel Platin (Pt), Palladium (Pd), Titan (Ti), oder anderen metallischen oder nichtmetallischen Leitern gebildet sein. Maskieren und auf das SiO2 Hinunterätzen werden zum Formen des Speicher-Schicht-Stapels angewendet.An upper contact 652 gets over the switching layer 650 deposited. The upper contact 652 may be formed of a conductive material such as platinum (Pt), palladium (Pd), titanium (Ti), or other metallic or non-metallic conductors. Masking and downsizing on the SiO 2 are used to shape the storage layer stack.

6L zeigt Bit-Leitungen und Bit-Leitungskontakte, die, wie in Schritt 516 beschrieben, über dem Speicher-Schicht-Stapel ausgebildet sind. Eine SiO2-Schicht 660 wird über der Vorrichtung abgeschieden, und Maskieren und Ätzen werden zum Bilden von Kontaktlöchern 662 angewendet. Die Kontaktlöcher 662 werden mit einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel Titan (Ti), Titan-Nitrat (TiN) oder Wolfram (W) gefüllt, obwohl auch andere Metalle oder leitfähige Materialien verwendet werden können. Über den Kontaktlöchern ist eine Bit-Leitung 664 ausgebildet. Die Bit-Leitung 664 weist ein leitfähiges Material, wie zum Beispiel W auf. 6L shows bit lines and bit line contacts which, as in step 516 described above the memory layer stack are formed. An SiO 2 layer 660 is deposited over the device, and masking and etching are used to form contact holes 662 applied. The contact holes 662 are filled with a conductive material such as titanium (Ti), titanium nitrate (TiN) or tungsten (W), although other metals or conductive materials may be used. Above the contact holes is a bit line 664 educated. The bit line 664 has a conductive material such as W.

Speicherzellen, wie die oben beschriebenen Speicherzellen können in Speichervorrichtungen verwendet werden, die große Anzahlen derartiger Zellen enthalten. Diese Zellen können, zum Beispiel, in einem Array von Speicherzellen mit zahlreichen Zeilen und Spalten von Zellen angeordnet sein, von denen jede ein oder mehrere Bit Information speichert. Speichervorrichtungen dieser Art können in einer Vielfalt von Anwendungen oder Systemen verwendet werden. Wie in 7A und in 7B dargestellt, können in manchen Ausführungsformen Speichervorrichtungen, wie die hier beschriebenen, in Modulen verwendet werden. In 7A ist ein Speichermodul 700 dargestellt, auf welchem eine oder mehrere Speichervorrichtungen 704 auf einem Substrat 702 angeordnet sind. Jede Speichervorrichtung 704 kann zahlreiche Speicherzellen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweisen. Das Speichermodul 700 kann auch eine oder mehrere elektronische Vorrichtungen 706 aufweisen, die einen oder mehrere Speicher, einen oder mehrere Verarbeitungsschaltkreise, einen oder mehrere Steuerschaltkreise, einen oder mehrere Adressierungsschaltkreise, einen oder mehrere Busverbindungsschaltkreise oder einen oder mehrere andere Schaltkreise oder elektronische Vorrichtungen mit einschließen, die auf einem Modul mit einer Speichervorrichtung 704 kombiniert werden können. Des Weiteren weist das Speichermodul 700 mehrere elektrische Anschlüsse 708 auf, die zum Anschließen des Speichermoduls 700 an andere elektronische Bauteile einschließlich anderer Module verwendet werden können.Memory cells, such as the memory cells described above, can be used in memory devices containing large numbers of such cells. These cells may, for example, be arranged in an array of memory cells having numerous rows and columns of cells, each storing one or more bits of information. Memory devices of this type can be used in a variety of applications or systems. As in 7A and in 7B In some embodiments, memory devices such as those described herein may be used in modules. In 7A is a memory module 700 illustrated on which one or more storage devices 704 on a substrate 702 are arranged. Every storage device 704 may include numerous memory cells according to an embodiment of the invention. The memory module 700 may also include one or more electronic devices 706 comprising one or more memories, one or more processing circuits, one or more control circuits, one or more addressing circuits, one or more bus connection circuits, or one or more other circuits or electronic devices mounted on a module having a memory device 704 can be combined. Furthermore, the memory module 700 several electrical connections 708 on, connecting to the memory module 700 can be used on other electronic components including other modules.

Wie in 7B dargestellt, können diese Module in manchen Ausführungsformen stapelbar sein, so dass sie einen Stapel 750 bilden. Ein stapelbares Speichermodul 752 kann zum Beispiel eine oder mehrere Speichervorrichtungen 756 aufweisen, angeordnet auf einem stapelbaren Substrat 754. Jede der Speichervorrichtungen 756 weist Speicherzellen auf, die Speicherelemente gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwenden. Das stapelbare Speichermodul 752 kann auch eine oder mehrere elektronische Vorrichtungen 758 aufweisen, die einen oder mehrere Speicher, einen oder mehrere Verarbeitungsschaltkreise, einen oder mehrere Steuerschaltkreise, einen oder mehrere Adressierungsschaltkreise, einen oder mehrere Busbindungsschaltkreise oder einen oder mehrere andere Schaltkreise oder elektronische Vorrichtungen aufweisen können, die auf einem Modul mit einer Speichervorrichtung 756 kombiniert werden können. Elektrische Anschlüsse 760 werden zum Anschließen des stapelbaren Speichermoduls 752 an andere Module in dem Stapel 750 oder an andere elektronische Vorrichtungen verwendet. Andere Module in dem Stapel 750 können zusätzliche stapelbare Speichermodule aufweisen, ähnlich dem weiter oben beschriebenen stapelbaren Speichermodul 752, oder andere Arten von stapelbaren Modulen, wie zum Beispiel stapelbare Verarbeitungsmodule, Steuermodule, Kommunikationsmodule oder andere elektronische Bauteile aufweisende Module.As in 7B In some embodiments, these modules may be stackable to form a stack 750 form. A stackable memory module 752 For example, one or more storage devices 756 have, arranged on a stackable substrate 754 , Each of the storage devices 756 includes memory cells using memory elements according to one embodiment of the invention. The stackable memory module 752 may also include one or more electronic devices 758 comprising one or more memories, one or more processing circuits, one or more control circuits, one or more addressing circuits, one or more bus binding circuits, or one or more other circuits or electronic devices mounted on a module having a memory device 756 can be combined. Electrical connections 760 are used to connect the stackable memory module 752 to other modules in the stack 750 or to other electronic devices. Other modules in the stack 750 may include additional stackable memory modules, similar to the stackable memory module described above 752 , or other types of stackable modules, such as stackable processing modules, control modules, communication modules or other modules having electronic components.

Während die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf besondere Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, sollte der Fachmann erkennen, dass zahlreiche Änderungen in Form und Einzelheiten durchgeführt werden können, ohne dadurch den Gedanken und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Der Schutzbereich der Erfindung wird somit durch die angehängten Ansprüche beschrieben, und jegliche Änderungen, die die Bedeutung und den Entsprechungsbereich der Ansprüche betreffen, sind aus diesem Grund mit enthalten.While the Invention in particular with reference to particular embodiments As shown and described, one of ordinary skill in the art should recognize that many changes in form and details can be carried out without thereby departing from the spirit and scope of the invention, as defined by the appended claims is. The scope of the invention is thus described by the appended claims, and any changes, relating to the meaning and scope of the claims, are included for this reason.

Claims (25)

Integrierter Schaltkreis, aufweisend: eine Speicherzelle, die einen Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor und ein mit dem Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor gekoppeltes resistives Speicherelement aufweist, wobei das resistive Speicherelement auf der Grundlage des spezifischen Widerstands des resistiven Speicherelements Information speichert.Integrated circuit, comprising: a Memory cell having a buried gate select transistor and one with the buried gate select transistor coupled resistive memory element, wherein the resistive memory element based on the resistivity of the resistive memory element Information stores. Integrierter Schaltkreis gemäß Anspruch 1, wobei der Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor aufweist: • eine in einem aktiven Bereich eines Substrats ausgebildete Vertiefung, wobei der aktive Bereich einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich aufweist, wobei die Vertiefung zwischen dem Source-Bereich und dem Drain-Bereich angeordnet ist, • eine Gate-Oxid-Schicht, die die Vertiefung überzieht, und • ein Gate, das ein leitfähiges Material aufweist, das die Vertiefung zumindest teilweise ausfüllt.Integrated circuit according to claim 1, the Buried gate select transistor having: • one depression formed in an active region of a substrate, wherein the active region comprises a source region and a drain region wherein the recess between the source region and the drain region is arranged • one Gate oxide layer that covers the recess, and • a gate, that a conductive Material which at least partially fills the recess. Integrierter Schaltkreis gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das resistive Speicherelement ein Übergangs-Metalloxid-Material aufweist.An integrated circuit according to claim 1 or 2, wherein the resistive memory element comprises a transition metal oxide material. Integrierter Schaltkreis gemäß Anspruch 3, wobei das Übergangs-Metalloxid-Material aus einer Gruppe ausgewählt ist bestehend aus NiO, TiO2, HfO2, ZrO2, Nb2O5 und Ta2O5.The integrated circuit of claim 3, wherein the transition metal oxide material is selected from the group consisting of NiO, TiO 2 , HfO 2 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 . Integrierter Schaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das resistive Speicherelement eine Schalt-Schicht aufweist, die durch reversibles Bilden eines leitfähigen Filaments in der Schalt-Schicht zwischen einem Hochwiderstands-Zustand und einem Niedrigwiderstands-Zustand schaltet.Integrated circuit according to one of Claims 1 to 4, wherein the resistive memory element has a switching layer, by reversibly forming a conductive filament in the switching layer between a high resistance state and a low resistance state. Verfahren zum Herstellen eines integrierten Schaltkreises, wobei das Verfahren aufweist: • Bilden eines Vergrabenes-Gate-Auswähltransistors, und • Bilden eines resistiven Speicherelements, das mit dem Vergrabenes-Gate-Transistor gekoppelt ist, wobei das resistive Speicherelement auf der Grundlage des spezifischen Widerstands des resistiven Speicherelements Information speichert.Method of manufacturing an integrated circuit, in which the method comprises: • Form a buried gate select transistor, and • Form a resistive memory element connected to the buried gate transistor coupled, wherein the resistive memory element based on the resistivity of the resistive memory element information stores. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Bilden des Vergrabenes-Gate-Auswähltransistors aufweist: • Bilden eines Grabens in einem Substrat des integrierten Schaltkreises; • Abscheiden einer Gate-Oxid-Schicht, die den Graben überzieht, und • Abscheiden eines Gates in dem Graben.Method according to claim 6 wherein forming the buried gate select transistor having: • Form a trench in a substrate of the integrated circuit; • Separate a gate oxide layer overlying the trench, and • Separate a gate in the ditch. Verfahren gemäß Anspruch 7, ferner das Bilden eines Source-Bereichs und eines Drain-Bereichs in dem Substrat aufweisend.Method according to claim 7, further forming a source region and a drain region in the substrate having. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Bilden eines Source-Bereichs und eines Drain-Bereichs das Bilden von mindestens einem von dem Source-Bereich und dem Drain-Bereich als einen Bereich aufweist, der mit einem benachbarten Auswähltransistor geteilt wird.Method according to claim 8, wherein forming a source region and a drain region comprises forming of at least one of the source region and the drain region as one Area which is connected to an adjacent selection transistor is shared. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das Abscheiden des Gates das Abscheiden eines leitfähigen Materials aufweist.Method according to claim 7 or 8, wherein depositing the gate comprises depositing a conductive material having. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das Bilden des resistiven Speicherelements aufweist: • Bilden eines unteren Kontakts; • Bilden einer Schalt-Schicht, und • Bilden eines oberen Kontakts.Method according to one the claims 6 to 10, wherein forming the resistive memory element comprises: • Form a lower contact; • Form a switching layer, and • Form an upper contact. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Bilden der Schalt-Schicht das Abscheiden eines Übergangs-Metalloxid-Materials aufweist.Method according to claim 11, wherein forming the switching layer comprises depositing a transition metal oxide material having. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Abscheiden eines Übergangs-Metalloxid-Materials das Abscheiden eines Materials aufweist, das aus einer Gruppe bestehend aus NiO, TiO2, HfO2, ZrO2, Nb2O5 und Ta2O5 ausgewählt ist.The method of claim 12, wherein depositing a transition metal oxide material comprises depositing a material selected from a group consisting of NiO, TiO 2 , HfO 2 , ZrO 2 , Nb 2 O 5, and Ta 2 O 5 . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, ferner das Bilden einer Bit-Leitung aufweisend, die elektrisch mit dem resistiven Speicherelement gekoppelt ist.Method according to one the claims 6-13, further comprising forming a bit line electrically is coupled to the resistive memory element. Integrierter Schaltkreis, aufweisend: • ein über einem Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor gebildetes resistives Speicherelement, • wobei der Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor einen in einem Substrat gebildeten Graben, eine den Graben überziehende Gate-Oxid-Schicht und ein den Graben zumindest teilweise ausfüllendes Gate aufweist.Integrated circuit, comprising: • one above one Buried gate select transistor formed resistive memory element, Wherein the buried gate select transistor a trench formed in a substrate, a trench covering the trench Gate oxide layer and at least partially filling the trench Gate has. Integrierter Schaltkreis gemäß Anspruch 15, wobei das resistive Speicherelement ein Übergangs-Metalloxid-Material aufweist.An integrated circuit according to claim 15, wherein the resistive Memory element, a transition metal oxide material having. Integrierter Schaltkreis gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei das resistive Speicherelement eine Schalt-Schicht aufweist, die durch reversibles Bilden eines leitfähigen Filaments in der Schalt-Schicht zwischen einem Hochwiderstands-Zustand und einem Niedrigwiderstands-Zustand schaltet.An integrated circuit according to claim 15 or 16, wherein the resistive memory element comprises a switching layer, the by reversibly forming a conductive filament in the switching layer between a high resistance state and a low resistance state. Speicherzelle, aufweisend: einen vergrabenes-Gate-Auswähltransistor und ein mit dem Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor gekoppeltes resistives Speicherelement, wobei das resistive Speicherelement auf der Grundlage eines spezifischen Widerstands des resistiven Speicherelements Information speichert.Memory cell, comprising: a buried gate select transistor and a resistive coupled to the buried gate select transistor Memory element, wherein the resistive memory element based on a resistivity of the resistive memory element information stores. Speicherzelle gemäß Anspruch 18, wobei der Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor aufweist: • eine in einem aktiven Bereich eines Substrats gebildete Vertiefung, wobei der aktive Bereich einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich aufweist, wobei die Vertiefung zwischen dem Source-Bereich und dem Drain-Bereich angeordnet ist, • eine Gate-Oxid-Schicht, die die Vertiefung überzieht, und • ein Gate, das ein leitfähiges Material aufweist, das die Vertiefung zumindest teilweise ausfüllt.Memory cell according to claim 18, the Buried gate select transistor having: • one formed in an active region of a substrate recess, wherein the active region has a source region and a drain region wherein the recess between the source region and the Drain area is arranged A gate oxide layer, the deepening the depression, and • one Gate, which is a conductive Material which at least partially fills the recess. Speicherzelle gemäß Anspruch 18, wobei das resistive Speicherelement ein Übergangs-Metalloxid-Material aufweist.A memory cell according to claim 18, wherein the resistive Memory element, a transition metal oxide material having. Speicherzelle gemäß Anspruch 18, wobei das resistive Speicherelement eine Schalt-Schicht aufweist, die durch reversibles Bilden eines leitfähigen Filaments in der Schalt-Schicht zwischen einem Hochwiderstands-Zustand und einem Niedrigwiderstands-Zustand schaltet.A memory cell according to claim 18, wherein the resistive Memory element has a switching layer by reversible Forming a conductive Filaments in the switching layer between a high resistance state and a low resistance state on. Speichermodul, aufweisend: eine Mehrzahl von integrierten Schaltkreisen, wobei die integrierten Schaltkreise eine Speicherzelle aufweisen, die einen Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor und ein mit dem Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor gekoppeltes resistives Speicherelement aufweist, wobei das resistive Speicherelement auf der Grundlage eines spezifischen Widerstands des resistiven Speicherelements Information speichert.Memory module, comprising: a plurality of integrated circuits, the integrated circuits a memory cell having a buried gate select transistor and a resistive coupled to the buried gate select transistor Memory element, wherein the resistive memory element on the Basis of a resistivity of the resistive memory element Information stores. Speichermodul gemäß Anspruch 22, wobei der Vergrabenes-Gate-Auswähltransistor aufweist: • eine in einem aktiven Bereich eines Substrats gebildete Vertiefung, wobei der aktive Bereich einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich aufweist, wobei die Vertiefung zwischen dem Source-Bereich und dem Drain-Bereich angeordnet ist, • eine Gate-Oxid-Schicht, die die Vertiefung überzieht, und • ein Gate, das ein leitfähiges Material aufweist, das die Vertiefung zumindest teilweise ausfüllt.Memory module according to claim 22, the Buried gate select transistor having: • one formed in an active region of a substrate recess, wherein the active region has a source region and a drain region wherein the recess between the source region and the Drain area is arranged A gate oxide layer, the deepening the depression, and • one Gate, which is a conductive Material which at least partially fills the recess. Speichermodul gemäß Anspruch 22 oder 23, wobei das resistive Speicherelement ein Übergangs-Metalloxid-Material aufweist.A memory module according to claim 22 or 23, wherein the resistive memory element comprises a transition metal oxide material. Speichermodul gemäß einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei das resistive Speicherelement eine Schalt-Schicht aufweist, die durch reversibles Bilden eines leitfähigen Filaments in der Schalt-Schicht zwischen einem Hochwiderstands-Zustand und einem Niedrigwiderstands-Zustand schaltet.Memory module according to one of claims 22 to 24, wherein the resistive memory element has a switching layer, by reversibly forming a conductive filament in the switching layer between a high resistance state and a low resistance state.
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