[發明專利]具有納米管晶體管存取裝置的存儲器

無效

• 申請號: 200780004966.0
• 申請日: 2007-02-08
• 公開（公告）號: CN101379565A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 羅納德·卡科斯奇科;托馬斯·尼爾希
• 申請（專利權）人: 奇夢達股份公司
• 主分類號: G11C13/02
• 分類號: G11C13/02
• 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

背景技術

一種非易失性存儲器是電阻存儲器。電阻存儲器利用存儲元件 的阻值來存儲一位或多位數據。例如，被編程具有高阻值的存儲元 件可表示邏輯“1”的數據位值，而被編程具有低阻值的存儲元件 可表示邏輯“0”的數據位值。通過向存儲元件施加電壓脈沖或電 流脈沖來電切換存儲元件的阻值。一種類型的電阻存儲器是相變存 儲器。相變存儲器使用用于電阻存儲元件的相變材料。

相變存儲器以表現出至少兩種不同狀態的相變材料為基礎。相 變材料可被用在存儲單元中存儲多個數據位。相變材料的狀態可被 稱為非晶態和晶態。之所以可以區分狀態是因為非晶態通常比晶態 表現出更高的電阻率。一般地，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。一些相變材料表現出多于一種的晶 態，例如，面心立方(FCC)態和六方密堆積(HCP)態。這兩種 晶態具有不同的電阻率并可用于存儲多個數據位。

在相變材料中的相變能夠被可逆地誘發。以這種方式，存儲器 可以響應溫度改變從非晶態轉變為晶態以及從晶態轉變為非晶態。 可以以多種方式來實現相變材料的溫度改變。例如，可以直接將激 光射向相變材料，可驅使電流通過相變材料，或者可驅使電流穿過 與相變材料相鄰的電阻加熱器。利用這些方法中的任意一種，相變 材料的可控加熱導致相變材料內的可控相變。

包括具有多個由相變材料構成的存儲單元的存儲陣列的相變 存儲器可被編程，以利用相變材料的存儲狀態來存儲數據。在這種 相變存儲器件中讀取和寫入數據的一種方式是控制施加給相變材 料上的電流脈沖和/或電壓脈沖。電流和/或電壓的水平通常對應于 在每個存儲單元中相變材料中誘發的溫度。

用于將相變存儲單元中的相變元件從一個狀態轉變(設置或重 置)為另一個狀態的電流相當大地依賴于在電極和相變元件之間的 界面處的電流密度。已經將隔離技術(spacer?techniques)用于減小 界面區域，其減小了設置和重置存儲元件所需的絕對電流。用于減 小界面區域的另一種技術使用了2005年7月14日申請的標題為 “PHASE?CHANGE?MEMORY?CELL?HAVING?NANOWIRE ELECTRODE”的美國專利申請No.11/182,022中所描述的用于相變 存儲單元的納米線電極。然而，這些技術中的存儲單元的尺寸仍然 受到用于使電流通過相變單元的存取裝置的限制。

此外，為了設置和重置相變元件，必須提供相變元件的閾值電 壓，因此，存取裝置的電阻率必需小到能夠進行低壓操作。此外， 相變存儲單元典型地是后段制程的(backend-of-line)存儲單元。因 此，大量的區域被用于將通常位于前段制程(front-end-of-line)中 的存取裝置連接至位于后段制程的存儲單元。

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: 存儲元件；以及納米管晶體管，該納米管晶體管與存儲元件接觸以 訪問存儲元件。

附圖說明

附圖是為了對本發明進行進一步的理解，并且組成了說明書的 一部分。附圖示出了本發明的實施例，并與描述一起用于解釋本發 明的原理。通過以下詳細的描述，本發明的其他實施例和本發明許 多預期的優點將變得容易理解。附圖中的元件不一定相對于彼此成 比例。相似的參考標號表示對應相似的部件。

圖1是示出了存儲器件的一個實施例的框圖；

圖2是示出了碳納米管(CNT)晶體管的一個實施例的示圖；

圖3A是示出了存儲元件的一個實施例的示圖；

圖3B是示出了存儲元件的另一個實施例的示圖；

圖4A是示出了存儲單元對的一個實施例的示圖；

圖4B是示出了存儲單元對的另一個實施例的示圖；

圖4C是示出了存儲單元對的另一個實施例的示圖；

圖5是示出了存儲單元的另一個實施例的示圖；

圖6是示出了存儲單元對的另一個實施例的示圖；以及

圖7是示出了存儲單元對的另一個實施例的示圖。

具體實施方式