[發明專利]柱形相變存儲單元無效

申請號：	200710301553.0	申請日：	2007-12-21
公開（公告）號：	CN101232075A	公開（公告）日：	2008-07-30
發明（設計）人：	托馬斯·哈普;揚·鮑里斯·菲利普	申請（專利權）人：	奇夢達北美公司
主分類號：	H01L45/00	分類號：	H01L45/00;H01L27/24;G11C11/56
代理公司：	北京康信知識產權代理有限責任公司	代理人：	章社杲;吳貴明
地址：	美國北卡***	國省代碼：	美國;US
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摘要：
搜索關鍵詞：	形相存儲單元
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種柱形相變存儲單元。

背景技術

存儲器的一種類型是電阻式存儲器。電阻式存儲器利用存儲元件的阻值來存儲一個或多個比特的數據。例如，被編程為具有大阻值的存儲單元可表示邏輯“1”數據比特值，而被編程為具有小阻值的存儲元件可表示邏輯“0”數據比特值。通過將電壓脈沖或電流脈沖施加于存儲元件來電切換存儲元件的阻值。電阻式存儲器的一種類型是相變存儲器。在電阻存儲元件中，相變存儲器使用相變材料。

相變存儲器基于呈現至少兩個不同狀態的相變材料。相變材料可用在存儲單元中以存儲數據比特。相變材料的狀態可被稱為非晶態和晶態。由于非晶態通常呈現比晶態更大的電阻率，從而可以區分這兩個狀態。通常，非晶態涉及更加無序的原子結構，而晶態涉及更加有序的晶格。一些相變材料呈現出一種以上的晶態，例如，面心立方(FCC)狀態和六方最密堆積(HCP)狀態。這兩種晶態具有不同的電阻率，并且都可以用于存儲數據比特。在以下描述中，非晶態通常是指具有更大電阻率的狀態，而晶態通常是指具有更小電阻率的狀態。

可以可逆地感應相變材料中的相變。以這種方式，響應于溫度變化，存儲器可從非晶態轉變為晶態以及從晶態轉變為非晶態?？梢远喾N方式實現相變材料的溫度變化。例如，可將激光引導到相變材料，可以驅動電流通過相變材料，或者可以提供電流通過與相變材料相鄰的電阻加熱器。以這些方法中的任一種，相變材料的可控加熱都將引起相變材料內的可控相變。

可對包括具有由相變材料制成的多個存儲單元的存儲陣列的相變存儲器進行編程，以利用相變材料的存儲狀態來存儲數據。一種在這種相變存儲裝置中讀取和寫入數據的方式是控制施加于相變材料的電流和/或電壓脈沖。電流和/或電壓的等級通常對應于在每個存儲單元中的相變材料內所感應的溫度。

具有柱形單元結構的相變存儲單元的典型制造包括蝕刻工藝。柱形單元結構包括底電極、相變材料、和頂電極。相變存儲單元的頂電極的厚度可以不一致，其有助于在晶片上進行不均勻的蝕刻。此外，相變材料的蝕刻速率可以高于頂電極材料的蝕刻速率。蝕刻速率的差異可能導致蝕刻過程過早或者過晚地停止。如果蝕刻過程被過早或者過晚地停止，那么柱形單元可能是不均勻的并且可能導致結構不穩定。

由于上述以及其他原因，存在著對本發明的需求。

發明內容

本發明的一個實施例提供了一種存儲單元。該存儲單元包括第一電極、存儲位置、和第二電極。存儲位置包括相變材料并且接觸第一電極。存儲位置具有第一截面寬度。第二電極接觸存儲位置并且具有大于第一截面寬度的第二截面寬度。第一電極、存儲位置、和第二電極形成柱形相變存儲單元。

附圖說明

附圖是為了進一步理解本發明，以及并入并構成本說明書的一部分。附圖示出了本發明的實施例，并且與描述一起用于解釋本發明的原理。由于參考以下詳細描述更好地了解本發明，所以將會容易地理解本發明的其他實施例和本發明的許多預期優點。附圖中的元件不一定相對于彼此按比例繪制。相似的參考標號表示相應的類似部件。

圖1是示出了存儲裝置的一個實施例的框圖。

圖2A是示出了相變存儲單元的一個實施例的截面圖。

圖2B是示出了相變存儲單元的另一實施例的截面圖。

圖3是示出了預處理的晶片的一個實施例的截面圖。

圖4A是示出了預處理的晶片和相變材料層的一個實施例的截面圖。

圖4B是示出了預處理的晶片和相變材料層的疊層的一個實施例的截面圖。

圖5是示出了預處理的晶片、相變材料層和抗蝕劑掩模層的一個實施例的截面圖。