[發明專利]用于珀耳帖控制的相變存儲器的方法和結構

有效

• 申請號: 200680015365.5
• 申請日: 2006-01-13
• 公開（公告）號: CN101171696A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 利亞·克魯辛－埃爾保姆;丹尼斯·M.·紐恩斯
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 康建忠

在由此說明了我們的發明后，我們要求并希望得到的文字上的專利如下：

1.一種存儲單元，包括：

用于存儲信息位的相變材料(PCM)元件；

用于改變所述信息位的所述PCM元件外部的加熱元件；和

用于增大改變所述信息位的速度的冷卻元件。

2.根據權利要求1的存儲單元，其中，所述PCM元件包含PCM層，并且所述存儲單元的信息狀態由距離所述加熱元件預定距離的所述相變材料的一部分的結構狀態決定，所述結構狀態包含所述PCM的非晶狀態和所述PCM的晶體狀態中的一種。

3.根據權利要求1的存儲單元，其中，所述PCM包含硫族化物玻璃。

4.根據權利要求1的存儲單元，其中，所述PCM包含以下中的一種：

三元鍺銻碲(GeSbTe或GST)成分；和

二元鍺銻(GeSb)成分。

5.根據權利要求2的存儲單元，其中，所述部分包含薄層，所述薄層包含所述PCM的具有約5～10nm或更小的厚度的層。

6.根據權利要求1的存儲單元，其中，所述PCM層包含芯片上的薄膜。

7.根據權利要求1的存儲單元，其中，所述加熱元件包含：

珀耳帖帶；和

具有正的熱電勢特性的電極。

8.根據權利要求1的存儲單元，其中，所述冷卻元件包含：

珀耳帖帶；和

具有負的熱電勢特性的電極。

9.根據權利要求1的存儲單元，其中，所述PCM元件與所述加熱元件和所述冷卻元件中的至少一個直接接觸。

10.根據權利要求1的存儲單元，其中，所述加熱元件和所述冷卻元件中的至少一個被嵌入在熱絕緣的層中。

11.根據權利要求1的存儲單元，還包括：

用于控制對所述存儲單元施加電壓的開關元件。

12.根據權利要求1的存儲單元，其中，所述存儲單元包含以行和列的陣列配置以形成存儲器陣列的多個這種存儲單元中的一個，所述存儲器陣列還包括：

用于各所述行的字線，所述字線與所述行中的各存儲單元連接；

用于各列的位線，所述位線與所述列中的各存儲單元連接；和

各所述位線中的感測放大器。

13.根據權利要求4的存儲單元，其中，所述GST成分包含Ge₂Sb₂Te₅(GST?225)。

14.根據權利要求7的存儲單元，其中，所述珀耳帖帶包含TiN。

15.根據權利要求7的存儲單元，其中，具有所述正的熱電勢特性的所述電極包含以下中的一種：

堿土金屬填充的方鈷礦，具有成分AT₄Sb₁₂，這里，A＝Ca、Sr或Ba，并且，T＝Fe或Ru；

方鈷礦IrSb₃、HfTe₅或ZrTe₅；和

成分AT₄X₁₂，這里，A＝La、Ce、Pr、Ne或Eu，T＝Fe、Ru或Os，并且，X?＝?P、As或Sb。

16.根據權利要求8的存儲單元，其中，所述珀耳帖帶包含TiN。

17.根據權利要求8的存儲單元，其中，具有所述負的熱電勢特性的所述電極包含以下中的一種：

半Heusler合金MNiSn，這里，M＝Zn、Hf或Ti；和

立方硫族化物，具有成分AgPb_mSbTe_2+m。

18.根據權利要求11的存儲單元，其中，所述開關元件包含場效應晶體管(FET)。