[发明专利]热优化相变存储器单元及其制造方法

说明书

技术领域

本文所揭示的标的物大体上涉及集成电路中的装置，且特定来说，涉及并入硫族化物材料的装置。

背景技术

并入相变材料(例如，硫族化物材料)的装置(例如(举例来说)开关及存储元件)可发现于各种电子装置中。举例来说，并入相变材料的装置可用于计算机、数码相机、蜂窝电话、个人数字助理等等中。系统设计者可在针对特定应用来确定是否并入相变材料及并入相变材料的方式时考虑的因素可包含(举例来说)物理大小、存储密度、可延展性、操作电压及电流、读取/写入速度、读取/写入通量、传输速率及/或电力消耗。系统设计者所关注的其它实例因素包含制造成本及/或制造难易性。

附图说明

图1为描绘根据一个实施例的交叉点存储器阵列的三维说明图。

图2A为描绘根据一个实施例的沿列线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。

图2B为描绘根据一个实施例的沿行线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。

图3A为描绘根据另一实施例的沿列线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。

图3B为描绘根据另一实施例的沿行线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。

图4A为描绘根据另一实施例的沿列线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。

图4B为描绘根据另一实施例的沿行线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。

具体实施方式

并入相变材料的装置(例如，存储器装置)可发现于各种电子装置中。举例来说，并入相变材料的装置可用于计算机、数码相机、蜂窝电话、个人数字助理等等中。系统设计者可在针对特定应用来确定装置的稳定性时考虑的因素(其与并入相变材料的装置相关)可包含(举例来说)物理大小、存储密度、可延展性、操作电压及电流、读取/写入速度、读取/写入通量、传输速率及/或电力消耗。系统设计者所关注的其它实例因素包含制造成本及/或制造难易性。

特定来说，并入相变材料的存储器装置可提供优于其它存储器装置(例如，快闪存储器装置及动态随机存取存储器装置(DRAM))的若干性能优点。举例来说，一些相变存储器装置可为非易失性的；即，如果无任何外部电力供应到存储器装置，那么存储器装置的物理状态及电状态在保留时间(例如，一年以上)内无实质变化。另外，一些相变存储器装置可提供快速读取及写入存取时间(例如，快于10纳秒)及/或高读取及写入存取带宽(例如，大于每秒100百万位)。另外，一些相变存储器装置可布置于极高密度的存储器阵列(例如，在与局部电镀金属连接的最小存储器阵列单元中具有超过1百万个单元的交叉点阵列)中。

相变存储器装置相对于上述特性的性能取决于许多因素。特定来说，存储器装置内的相变材料元件具有良好热隔离性及相变材料元件与介接电极之间的低电阻可减少编程所述装置所需的能量且减少装置与装置的热扰动(即，热串扰)。此外，相变材料与介接电极之间具有低电阻也可改进读取操作期间的存储器装置的信噪比。然而，提供良好热隔离性可导致与低界面电阻的折衷，且反之亦然。举例来说，介接电极通常包括金属、其可与相变材料元件形成低电阻接触点。然而，此类低接触材料也趋向于成为良好热导体，即，提供不良热隔离性。因此，需要一种具有相变材料元件(其具有低电阻及良好热隔离性)的热局限相变存储器装置。尽管本文已相对于存储器阵列来描述实施例，但应了解，如本文所描述具有减小的界面电阻的热局限性相变存储器装置也可具有存储器阵列背景外的应用。

图1展示根据本发明的一个实施例的具有N×M个相变存储器单元的交叉点存储器阵列10的部分。交叉点存储器阵列10包括第一到第N列线20-1、20-2…及20-N、第一到第M行线22-1、22-2…及22-M、及多个存储器单元，所述多个存储器单元安置于由第一到第N列线及第一到第M行线形成的相交点的至少一个子集处。