[發明專利]相變存儲器及其控制方法和制作方法

在審

• 申請號: 202110762515.5
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113594199A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 彭文林;劉峻;楊海波;劉廣宇;付志成
• 申請（專利權）人: 長江先進存儲產業創新中心有限責任公司
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;G11C13/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 張雪;張穎玲

本公開實施例公開了一種相變存儲器及其控制方法和制作方法。所述相變存儲器包括：由下至上依次層疊設置的字線、相變存儲單元以及第一位線；所述相變存儲單元包括相變存儲層；其中，所述字線和所述第一位線垂直，所述相變存儲單元與所述字線以及所述第一位線均垂直；n個第二位線，每個所述第二位線平行于所述第一位線，且每個所述第二位線環繞在所述相變存儲層周圍；其中，n為正整數。

技術領域

本公開實施例涉及半導體技術領域，特別涉及一種相變存儲器及其控制方法和制作方法。

背景技術

由于相變存儲器(PCRAM)的超優特性，例如讀寫速度快以及超低的功耗，使其成為非易失性存儲器(NVM)領域最有潛力和希望的候選者之一。并且由于相變存儲器的尺寸可以降到22nm節點以下，使其也具備了和閃存(Flash)存儲器相當的性能。同樣地，相變存儲器也展現出了多阻值的特性，從而也具備了多值高密度存儲的潛力。

因此，如何穩定地實現相變存儲器的多值存儲，成為亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本公開實施例提供一種相變存儲器及其控制方法和制作方法。

根據本公開實施例的第一方面，提供一種相變存儲器，包括：

由下至上依次層疊設置的字線、相變存儲單元以及第一位線；所述相變存儲單元包括相變存儲層；其中，所述字線和所述第一位線垂直，所述相變存儲單元與所述字線以及所述第一位線均垂直；

n個第二位線，每個所述第二位線平行于所述第一位線，且每個所述第二位線環繞在所述相變存儲層周圍；其中，n為正整數。

在一些實施例中，當n大于或等于2時，所述n個第二位線等間距平行設置，并將所述相變存儲層分成厚度相同的n+1個部分。

在一些實施例中，所述每個第二位線環繞在所述相變存儲層周圍，包括：

所述相變存儲層貫穿每個所述第二位線，且在垂直于所述相變存儲單元的平面內，所述第二位線的投影包圍所述相變存儲層的投影。

根據本公開實施例的第二方面，提供一種相變存儲器的控制方法，所述控制方法應用于上述實施例中任一項所述的相變存儲器，所述控制方法包括：

浮置所述n個第二位線，將所述第一位線接地；

通過所述字線向所述相變存儲單元施加讀取電信號，獲取所述相變存儲層的阻態。

在一些實施例中，所述控制方法包括：

通過所述字線向所述相變存儲單元施加擦除電信號，使所述相變存儲層的預設部分變為非晶態；

或，

通過所述字線向所述變存儲單元施加寫入電信號，使所述相變存儲層的預設部分變為晶態。

在一些實施例中，所述通過所述字線向所述相變存儲單元施加擦除電信號，包括：

將第m個所述第二位線接地，并將所述第一位線和其它n-1個所述第二位線浮置，將所述擦除電信號施加至所述相變存儲單元，使所述相變存儲層位于第m個所述第二位線與所述字線之間的部分變為非晶態；其中，m為小于或等于n的正整數；

或，

將所述第一位線接地，并將n個所述第二位線浮置，將所述擦除電信號施加至所述相變存儲單元，使整個所述相變存儲層變為非晶態。

在一些實施例中，所述通過所述字線向所述相變存儲單元施加寫入電信號，包括：

將第m個所述第二位線接地，并將所述第一位線和其它n-1個所述第二位線浮置，將所述寫入電信號施加至所述相變存儲單元，使所述相變存儲層位于第m個所述第二位線與所述字線之間的部分變為晶態；其中，m為小于或等于n的正整數；