[發明專利]存儲節點及其制造方法,相變存儲器件及其制造和操作方法

無效

• 申請號: 200710185796.2
• 申請日: 2007-12-27
• 公開（公告）號: CN101290969A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 許智賢;姜閏浩;李孝錫;崔赫洵;申在光;吳在浚
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24;G11C11/56;G11C16/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

示例性實施例涉及一種存儲節點。其它示例性實施例涉及具有存儲節點的相變存儲器件及其制造和操作方法。

背景技術

相變存儲器件可包括具有相變材料層的存儲節點以及連接到存儲節點的晶體管。

圖1是說明在常規相變存儲器件中連接到晶體管(未示出)的存儲節點結構的示意圖。

參考圖1，常規相變存儲器件中的存儲節點包括被第一絕緣夾層10圍繞的底部電極12，形成在底部電極12上并被第二絕緣夾層14圍繞的底部電極接觸層16。在第二絕緣夾層14上可以依次地形成相變層18和上部電極20。

在操作具有圖1的存儲節點的常規相變存儲器件中，如果重置電流(I)施加到相變層18，重置電流(I)從底部電極接觸層16流到上部電極20。接觸底部電極接觸層16的相變層18的一部分A1可以通過重置電流(I)變化到非晶態。如果接觸底部電極接觸層16的部分A1變化到非晶態，則在讀操作中測量的流過相變層18的電流可能小于參考電流。在施加重置電流(I)之后，非晶部分A1的狀態可以通過施加設定電流(set?current)至相變層18而變化到初始的結晶態。該設定電流可以比重置電流(I)弱。如果設定電流施加到相變層18并且部分A1變化到結晶態，則在讀操作中測量的流過相變層18的電流可能大于參考電流。

如上所述，當相變層18的部分A1分別處在非晶態和結晶態時在讀操作中測量的電流彼此不同。可以使用測得的電流的不同在相變層18上記錄數據1或0。如果在相變層18上記錄1，則在相變層18中的部分A1可以為非晶態。如果在相變層18上記錄0，則在相變層18的部分A1可以為結晶態。對應于數據1和0的材料狀態可以是相反的。

在常規相變存儲器件中，上部電極20可以設置(或形成)在相變層18的整個上表面上。如果重置電流(I)施加到相變層18，則重置電流(I)流過連接底部電極接觸層16和上部電極20的最短路經。重置電流(I)如在圖1的箭頭指示的在垂直于底部電極接觸層16的方向上向上部電極20流動。

如果施加重置電流(I)，則接觸底部電極接觸層16的相變層18的部分A1可以主要由于通過重置電流(I)產生的焦耳熱變化到非晶態。因為當重置電流(I)流過的路徑增加時電阻增加，所以從該路徑產生的焦爾熱也增加。因為在相同的施加電壓下重置電流(I)的路徑增加，所以重置電流(I)可能減小。

在常規相變存儲器件中，流過相變層18的重置電流(I)從底部電極接觸層16向上(即在垂直于相變層18的下表面的方向)流動。重置電流(I)流過將相變層18接觸底部電極接觸層16的部分連接到相變層18的上表面的最短路經。如上所述，在常規相變存儲器件中重置電流(I)流過的路徑可以為具有最小電阻的路徑，使得在常規相變存儲器件中難于減小(或降低)重置電流(I)。

發明內容

示例性實施例涉及一種存儲節點。其它實施例涉及具有存儲節點的相變存儲器件及其制造和操作方法。

根據示例性實施例，提供了一種存儲節點，該存儲節點包括底部電極、形成在底部電極上的相變層、形成在相變層上的材料層以及圍繞材料層形成在相變層上的上部電極。

根據示例性實施例，也提供了一種相變存儲器件，該相變存儲器件包括開關器件和上述存儲節點。存儲節點連接到開關器件。

根據示例性實施例，材料層的電導率可低于上部電極的電導率。存儲器件可包括形成在底部電極和相變層之間的底部電極接觸層。

材料層的寬度可基本等于或大于底部電極接觸層的寬度。材料層的寬度可能小于上部電極的寬度。材料層可基于相變層的中心對稱。材料層可以為具有比上部電極的電導率低的電導率的絕緣層或導電層。材料層可向下突出而被相變層圍繞。絕緣層可以為氧化硅層或氮化物層。

根據示例性實施例，提供了一種形成存儲節點的方法，該方法包括在底部電極上形成相變層，在相變層上形成上部電極，在上部電極中形成通過其暴露相變層的孔并且在孔中填充材料層。

根據示例性實施例，提供了一種制造相變存儲器件的方法，該相變存儲器件包括開關器件和如上所述形成的存儲節點。存儲節點可以連接到開關器件。

根據示例性實施例，上述方法可以包括在底部電極和相變層之間形成底部電極接觸層。

孔可以基于上部電極的中心對稱。孔的直徑可以基本上等于或大于底部電極接觸層的寬度。孔的直徑可以小于上部電極的寬度。

根據其它示例性實施例，提供了另一種形成存儲節點的方法，該方法包括在底部電極上形成相變層，在相變層的一部分上形成材料層以及在相變層上圍繞材料層形成上部電極。