[發(fā)明專利]相變存儲(chǔ)器設(shè)備及其形成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202180004640.8
• 申請(qǐng)日: 2021-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114270520A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊海波;劉峻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)江先進(jìn)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L27/24
• 分類號(hào): H01L27/24;G11C13/00
• 代理公司: 北京永新同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11376
• 代理人: 林錦輝;劉景峰

在特定方面中，一種三維(3D)相變存儲(chǔ)器(PCM)設(shè)備包括第一PCM單元、第一PCM單元上的第一收縮PCM單元、第一收縮PCM單元上的第二收縮PCM單元、以及第二收縮PCM單元上的第二PCM單元。第一PCM單元包括第一PCM元件，第一收縮PCM單元包括第一收縮PCM元件，第二收縮PCM單元包括第二收縮PCM元件，并且第二PCM單元包括第二PCM元件。第一PCM元件的寬度大于第一收縮PCM元件的寬度，并且第二PCM元件的寬度大于第二收縮PCM元件的寬度。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)內(nèi)容涉及相變存儲(chǔ)器(phase-change memory，PCM)設(shè)備及其制造方法。

背景技術(shù)

通過(guò)改進(jìn)工藝技術(shù)、電路設(shè)計(jì)、編程算法和制造工藝，將平面存儲(chǔ)單元縮小到更小的尺寸。然而，隨著存儲(chǔ)單元的特征尺寸接近下限，平面工藝和制造技術(shù)變得具有挑戰(zhàn)性且成本高。結(jié)果，平面存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)密度接近上限。

三維(3D)存儲(chǔ)器架構(gòu)可以解決平面存儲(chǔ)單元中的密度限制問(wèn)題。3D存儲(chǔ)器架構(gòu)包括存儲(chǔ)器陣列和用于控制進(jìn)出存儲(chǔ)器陣列的信號(hào)的外圍設(shè)備。例如，基于對(duì)相變材料的電熱加熱和淬火，PCM可以利用相變材料中非晶相和結(jié)晶相的電阻率之間的差異。PCM陣列單元可以3D垂直堆疊以形成3D PCM設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

在一方面，一種三維(3D)相變存儲(chǔ)器(PCM)設(shè)備包括第一PCM單元、第一PCM單元上的第一收縮PCM單元(shrunken PCM cell)、第一收縮PCM單元上的第二收縮PCM單元、以及第二收縮PCM單元上的第二PCM單元。第一PCM單元包括第一PCM元件，第一收縮PCM單元包括第一收縮PCM元件，第二收縮PCM單元包括第二收縮PCM元件，并且第二PCM單元包括第二PCM元件。第一PCM元件的寬度大于第一收縮PCM元件的寬度，并且第二PCM元件的寬度大于第二收縮PCM元件的寬度。

在另一方面，一種三維(3D)相變存儲(chǔ)器(PCM)設(shè)備包括：一個(gè)或多個(gè)第一PCM單元，每個(gè)第一PCM單元包括第一PCM元件；在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)第一PCM單元上的一個(gè)或多個(gè)第一收縮PCM單元，每個(gè)第一收縮PCM單元包括第一收縮PCM元件；在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)第一收縮PCM單元上的一個(gè)或多個(gè)第二收縮PCM單元，每個(gè)第二收縮PCM單元包括第二收縮PCM元件；以及在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)第二收縮PCM單元上的一個(gè)或多個(gè)第二PCM單元，每個(gè)第二PCM單元包括第二PCM元件。第一PCM元件的寬度大于第一收縮PCM元件的寬度，并且第二PCM元件的寬度大于第二收縮PCM元件的寬度。

在又一方面，一種用于形成三維(3D)相變存儲(chǔ)器(PCM)設(shè)備的方法包括：在一條或多條第一位線上沉積一個(gè)或多個(gè)第一PCM單元，每個(gè)第一PCM單元包括第一PCM元件；在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)第一PCM單元上依次沉積一條或多條第一字線和一個(gè)或多個(gè)第一收縮PCM單元，每個(gè)第一收縮PCM單元包括第一收縮PCM元件；在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)第一收縮PCM單元上依次沉積一條或多條第二位線和一個(gè)或多個(gè)第二收縮PCM單元，每個(gè)第二收縮PCM單元包括第二收縮PCM元件；在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)第二收縮PCM單元上依次沉積一條或多條第二字線和一個(gè)或多個(gè)第二PCM單元，每個(gè)第二PCM單元包括第二PCM元件；以及在相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)第二PCM單元上沉積一條或多條第三位線。

附圖說(shuō)明

并入本文并形成說(shuō)明書(shū)一部分的附圖示出了本公開(kāi)內(nèi)容的各方面，并且附圖與說(shuō)明書(shū)一起進(jìn)一步用于解釋本公開(kāi)內(nèi)容的原理并且使得相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出和使用本公開(kāi)內(nèi)容。

圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些方面的示例性3D相變存儲(chǔ)器(PCM)存儲(chǔ)器設(shè)備的透視圖。

圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些方面的3D PCM存儲(chǔ)器設(shè)備的截面的側(cè)視圖。

圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些方面的具有堆疊PCM單元的示例性3D PCM設(shè)備的透視圖。

圖4示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些方面的具有收縮PCM單元的示例性3D PCM設(shè)備的截面的側(cè)視圖。