[發明專利]半導體堆疊

有效

• 申請號: 201310375524.4
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN103680606A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: D.克雷布斯;A.塞巴斯蒂安
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00;H01L45/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 黃小臨

1.一種半導體堆疊（1），用于進行至少一個邏輯操作，包括布置成堆疊配置的相鄰層(2、2’)，其中每層(2、2’)包括至少一個相變存儲器單元，其中，在加熱器電端子(T2、T9)和至少兩個另外的加熱器電端子(T5、T6)之間提供相變材料（3），在加熱器電端子(T2、T9)和兩個另外的加熱器電端子(T5、T6)的每個之間的相變材料（3）可在至少兩個可逆地轉換的相態，非結晶相態(3’)和結晶相態(3”)，之一中操作，其中，在使用時所述半導體堆疊可被配置以通過每層(2、2’)中的每個加熱器電端子(T2、T9)和兩個另外的加熱器電端子(T5、T6)的每個之間的相變材料（3）的相態(3”、3’)的電阻(R2、R8、R3、R9)來存儲信息，且基于在相鄰層(2、2’)中存儲的信息來進行所述邏輯操作。

2.根據權利要求1所述的半導體堆疊（1），其中，進行的邏輯操作對應于讀取操作，在該讀取操作中，讀取在一組讀取端子(T2-T9；T5-T6)之間的相鄰層(2、2’)中存儲的信息(R2、R8、R3、R9)。

3.根據權利要求2所述的半導體堆疊（1），其中，邏輯輸入1和0分別由在每個相鄰層(2、2’)的相變存儲器單元中的加熱器電端子(T2、T9)和兩個另外的加熱器電端子(T5、T6)的每個之間設置的相變材料（3）的非結晶相態(3’)和結晶相態(3”)的電阻(R2、R8、R3、R9)來表示。

4.根據權利要求2或3所述的半導體堆疊（1），其中，所述邏輯操作包括給定的邏輯OR操作，其對應于讀取操作的一個方面，該讀取操作的一個方面包括讀取在該組讀取端子(T2-T9；T5-T6)之間的至少一個路徑(T2-T5-T9、T2-T6-T9；T5-T9-T6、T5-T2-T6)中的相鄰層(2、2’)中存儲的信息。

5.根據權利要求2、3或4所述的半導體堆疊（1），其中，所述進行的邏輯操作包括邏輯AND操作，所述邏輯AND操作的每個邏輯輸入在所述讀取操作的另一個方面中生成，該讀取操作的另一個方面包括讀取在該組讀取端子(T2-T9；T5-T6)之間的給定路徑(T2-T5-T9、T2-T6-T9；T5-T9-T6、T5-T2-T6)中的相鄰層(2、2’)中存儲的信息。

6.根據權利要求2到5中的任意一個所述的半導體堆疊（1），其中，所選的一組讀取端子(T2-T9；T5-T6)用于所述讀取操作。

7.根據權利要求1所述的半導體堆疊（1），其中所進行的邏輯操作與寫入操作同時發生，所述寫入操作關于在相鄰層(2、2’)的寫入路徑(T2-T5-T9)中提供的寫入端子(T5-T9)來進行，關于相鄰層(2、2’)的至少一個存儲路徑(T2-T6-T9)中存儲的信息的給定格式根據所述邏輯操作來修改。

8.根據權利要求7所述的半導體堆疊（1），其中，至少一個寫入端子（T5）可配置為供應有相對于另一寫入端子（T9）的結晶電壓脈沖（V1）。

9.根據權利要求7或8的半導體堆疊（1），可被配置為在原地存儲由所進行的邏輯操作修改的信息。

10.根據任一前述權利要求所述的半導體堆疊（1），其中，兩個另外的加熱器電端子(T5、T6)被共同提供給相鄰層(2、2’)的各個相變存儲器單元。

11.根據任一前述權利要求所述的半導體堆疊（1），其中，對于邏輯操作再配置，改變在相鄰層(2、2’)之一中的相變存儲器單元中的至少一個加熱器電端子(T2、T9)和兩個另外的加熱器電端子(T5、T6)之一之間存儲的信息。

12.一種陣列（100），包括多個半導體堆疊，每個半導體堆疊(1、10)如在權利要求1到11中的任意一個所述，彼此電接觸且相對于彼此堆疊地提供所述多個半導體堆疊(1、10)。

13.根據權利要求12所述的陣列（100），其中，彼此堆疊地、彼此相鄰地或前述組合地，提供所述多個半導體堆疊(1、10)。

14.根據權利要求12或13的陣列(100)，其中，所述多個半導體堆疊(1、10)相對于彼此三維地堆疊。