[發(fā)明專利]使用高功率脈沖磁控管濺鍍法形成存儲器

有效

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• 申請日: 2011-06-21
• 公開（公告）號: CN102971844A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 永俊·杰夫·胡;埃弗里特·A·麥克蒂爾;約翰·A·斯邁思三世;古爾特杰·S·桑胡
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L21/8247
• 分類號: H01L21/8247;H01L27/115;H01L21/203
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 宋獻濤

技術領域

本發(fā)明概括來說涉及半導體存儲器裝置、方法和系統(tǒng)，且更具體來說涉及使用高功率脈沖磁控管濺鍍法形成存儲器。

背景技術

通常提供存儲器裝置作為計算機或其它電子裝置中的內部半導體集成電路。存在許多不同類型的存儲器，其尤其包含隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、同步動態(tài)隨機存取存儲器(SDRAM)、快閃存儲器和電阻式(例如電阻可變)存儲器。電阻式存儲器的類型尤其包含可編程導體存儲器、電阻式隨機存取存儲器(RRAM)和相變隨機存取存儲器(PCRAM)。

存儲器裝置(例如電阻式存儲器裝置)可作為非易失性存儲器廣泛用于需要高存儲器密度、高可靠性和低功率消耗的電子應用。非易失性存儲器可用于(例如)個人計算機、便攜式存儲器棒、固態(tài)驅動器(SSD)、數(shù)碼相機、蜂窩式電話、便攜式音樂播放器(例如MP3播放器)、電影播放器和其它電子裝置。

存儲器裝置(例如電阻式存儲器裝置)可包含布置成陣列的若干存儲器單元，例如電阻式存儲器單元。舉例來說，存儲器單元的存取裝置(例如二極管、場效應晶體管(FET)或雙極性結型晶體管(BJT))可耦合到存取線(例如字線)形成陣列的“行”。每一存儲器單元的存儲器單元材料(例如存儲器元件)可耦合到陣列的“列”中的數(shù)據線(例如位線)。以此方式，可通過行解碼器來存取存儲器單元的存取裝置，所述行解碼器通過選擇耦合到存儲器單元柵極的字線啟動一行存儲器單元。在一行所選存儲器單元中的特定存儲器單元的經編程狀態(tài)可通過使不同電流流入存儲器元件中來確定(例如感測)，此取決于與特定存儲器單元的經編程狀態(tài)相關聯(lián)的電阻。

可將諸如電阻式存儲器單元等存儲器單元經編程(例如寫入)到所要狀態(tài)。也就是說，可為存儲器單元設定若干經編程狀態(tài)(例如，電阻電平)中的一者。舉例來說，單電平單元(SLC)可代表兩種邏輯狀態(tài)中的一者，例如1或0。存儲器單元也可經編程到兩種以上經編程狀態(tài)中的一者，例如以代表兩個以上二進制數(shù)字，例如1111、0111、0011、1011、1001、0001、0101、1101、1100、0100、0000、1000、1010、0010、0110或1110。所述單元可稱為多狀態(tài)存儲器單元、多數(shù)字單元或多電平單元(MLC)。

諸如RRAM單元等電阻式存儲器單元可通過改變電阻式存儲器單元材料(例如電阻式存儲器元件)的電阻電平來存儲數(shù)據。舉例來說，通過將能量源(例如正或負電脈沖，例如正或負電壓或電流脈沖)施加到特定RRAM單元材料并持續(xù)預定的持續(xù)時間，可將數(shù)據程序化到所選RRAM單元。可通過施加各種量值、極性和/或持續(xù)時間的電壓或電流將RRAM單元經編程到若干電阻電平。

RRAM(例如RRAM單元)可使用物理氣相沉積(PVD)方法(例如直流電(DC)濺鍍法或脈沖DC濺鍍法)形成。然而，使用DC或脈沖DC濺鍍法所形成的RRAM可在高溫環(huán)境(例如具有高溫的PVD室)中形成，和/或具有低電離，此可降低RRAM的性能、一致性和/或可靠性。舉例來說，使用DC或脈沖DC濺鍍法所形成RRAM單元的感測電阻電平可與所述單元經編程到的電阻電平不同。而且，使用DC或脈沖DC濺鍍法所形成的RRAM不能在常規(guī)PVD室中形成，此可增加與形成RRAM相關聯(lián)的成本和/或時間量。

發(fā)明內容

附圖說明

圖1圖解說明根據本發(fā)明的一個或一個以上實施例形成存儲器材料的系統(tǒng)的功能性框圖。

圖2A圖解說明根據本發(fā)明的一個或一個以上實施例的若干脈沖的圖表。

圖2B圖解說明可提供到靶以根據先前方法形成存儲器的各種功率數(shù)量的圖表。

圖3A到3C圖解說明根據本發(fā)明的一個或一個以上實施例的結構的剖面圖。

具體實施方式

本文中闡述使用高功率脈沖磁控管濺鍍法形成存儲器。一個或一個以上方法實施例包含使用高功率脈沖磁控管濺鍍法(HIPIMS)在結構上形成電阻式存儲器材料，其中所述電阻式存儲器材料是在溫度為大約400℃或400℃以下的環(huán)境中在所述結構上形成。相比之下，先前方法可包含在溫度高于600℃的環(huán)境中形成存儲器。