[發明專利]相變存儲器單元和用于制造相變存儲器單元的方法

有效

• 申請號: 201611259533.7
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN107546324B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: P·祖里亞尼;G·孔法洛涅里;A·吉拉爾迪尼;C·L·佩瑞里尼
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;呂世磊

1.一種相變存儲器單元(1’)，包括：

襯底(2)，容納包括第一導電電極(4)的用于選擇所述存儲器單元(1’)的晶體管(15)；

在所述選擇晶體管(15)上的第一電絕緣層(10)；

穿過所述電絕緣層(10)的第一導電通孔(11a)，被電耦合至所述第一導電電極(4)；

加熱器元件(34’)，包括與所述第一導電通孔(11a)電接觸的第一部分和與所述第一部分電連續且正交于所述第一部分延伸的第二部分，其中所述加熱器元件(34’)的所述第二部分在橫向截面圖中沿著正交于所述襯底(2)的平放的平面的第二方向(Z)延伸；

第一保護元件(32’)，在所述加熱器元件(34’)的所述第一部分和所述第二部分上延伸；

第二保護元件(40’)，與所述加熱器元件(34’)的所述第一部分并與所述第一保護元件(32’)直接橫向接觸地延伸；

電介質材料填充層(42)，與所述第二保護元件(40’)直接橫向接觸地延伸，以及

相變區域(50)，在所述加熱器元件(34’)之上與所述加熱器元件(34’)電且熱接觸地延伸；

其中所述第二保護元件(40’)的沿著所述第二方向(Z)的空間延伸等于所述加熱器元件(34’)的所述第一部分與所述第一保護元件(32’)沿著所述第二方向(Z)的厚度的總和。

2.根據權利要求1所述的存儲器單元，其中所述加熱器元件(34’)的所述第一部分在橫向截面圖中沿著平行于所述襯底(2)的所述平放的平面的第一方向(X)延伸。

3.根據權利要求2所述的存儲器單元，其中所述加熱器元件(34’)的所述第一部分的在所述第一方向(X)上的空間延伸等于所述第一保護元件(32’)的在所述第一方向(X)上的厚度。

4.根據權利要求1-3中的任一項所述的存儲器單元，其中所述加熱器元件(34’)由經受氧化的電阻材料制成，并且所述第一保護元件和所述第二保護元件(32’，40’)由被設計成抑制對所述加熱器元件(34’)的所述氧化的電阻材料制成。

5.根據權利要求1-3中的任一項所述的存儲器單元，進一步包括：

在所述相變區域(50)上的第二電絕緣層(60)；

在所述第二電絕緣層(60)上的導線(64)；以及

穿過所述第二電絕緣層(60)的第二導電通孔(62a)，所述第二導電通孔(62a)在所述導線(64)與所述相變區域(50)之間形成電連接。

6.根據權利要求5所述的存儲器單元，進一步包括在所述相變區域(50)之上并與之接觸地延伸的阻擋區域(51)，以及在所述阻擋區域(51)與所述第二電絕緣層(60)之間延伸的密封層(52)，所述第二導電通孔(62a)穿透所述密封層(52)。

7.根據權利要求1-3和6中的任一項所述的存儲器單元，其中由所述襯底容納的所述選擇晶體管(15)進一步包括第二導電電極(8)和控制電極(9)，所述第一導電電極是形成所述存儲器單元(1’)的位線選擇器的漏極電極，所述第二導電電極(8)是源極電極，并且所述控制電極(9)是形成所述存儲器單元(1’)的字線選擇器的柵極電極。

8.一種芯片，包括：

-多個根據權利要求5或權利要求6所述的相變存儲器單元；

-控制邏輯(1”)，包括：

一個或多個控制晶體管(16)，至少部分嵌入所述第一電絕緣層(10)中；

一個或多個第一控制通孔(11a，11b)，其延伸穿過所述電絕緣層(10)并且被耦合至所述一個或多個控制晶體管(16)的相應導電電極；以及

一個或多個第二控制通孔(62b)，其與相應的第一控制通孔對齊地延伸穿過所述第二電絕緣層(60)，以在所述一個或多個控制晶體管與所述芯片的正面側之間形成導電路徑。