一种相变存储器的处理方法技术

本发明专利技术涉及一种相变存储器的处理方法。所述相变存储器包括晶体管和相变存储电阻单元，所述晶体管的漏极与所述相变存储电阻单元电连接，所述方法包括：步骤S1：在所述晶体管的栅极上施加电压，以导通所述晶体管，并将所述相变存储电阻单元的相变材料层中阴离子聚集的一端与脉冲电源的阴极电连接，所述相变材料层中阳离子聚集的一端与脉冲电源的阳极电连接；步骤S2：施加脉冲电压，以使发生迁移的所述阳离子复原，使发生成分偏析的所述相变材料层的成分恢复到正常。所述方法使发生迁移的所述阳离子复原，以修复所述相变材料层的组成，从而PCRAM非晶化操作(RESET)成功，提高PCRAM的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，具体地，本专利技术涉及一种相变存储器的处理方法。
技术介绍
随着信息技术的发展，特别是手机和其他便携式电子设备的普及，非易失性存储芯片应用已经渗透到现代人类生活的方方面面。闪存(FlashMemory)作为一种典型的非易失性存储器在过去的十数年间得到了长足的发展，但在半导体技术进入22nm节点后，基于浮栅存储电荷的闪存技术在尺寸缩小方面遇到了困难。此时，相变随机存储器(PCRAM：PhaseChangeRandomAccessMemory)技术由于其在单元面积、读写速度、读写次数和数据保持时间等诸多方面相对于闪存技术具有较大的优越性，目前得到广泛的应用。其中，所述PCRAM是嵌入式存储器很有希望的候选者，但是在操作中发现所述PCRAM难以进行非晶化操作(RESET)，其中PCRAM非晶化操作(RESET)失败的主要原因是相变材料层组成发生偏析，从而引起很难引起晶体结构的变化。其中，相变材料层组成偏析的主要原因在于后段制程中电相关工艺以及后端制程中热工艺，例如在后端制程中跟电相关的工艺中相变材料层在电的作用下发生离子的电迁移，例如相变材料层正电荷离子向阴极迁移等，例如在热处理过程中所述相变材料层中的晶粒尺寸变大等，这些变化都会对相变材料层的相变产生影响，导致相变过程失败，从而引起PCRAM非晶化操作(RESET)失败。因此，需要对目前存在的上述各种问题进行改进，以便消除PCRAM非晶化操作(RESET)失败的问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的专利技术内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术为了克服目前存在问题，提供了一种相变存储器的处理方法，所述相变存储器包括晶体管和相变存储电阻单元，所述晶体管的漏极与所述相变存储电阻单元电连接，所述方法包括：步骤S1：在所述晶体管的栅极上施加电压，以导通所述晶体管，并将所述相变存储电阻单元的相变材料层中阴离子聚集的一端与脉冲电源的阴极电连接，所述相变材料层中阳离子聚集的一端与脉冲电源的阳极电连接；步骤S2：施加脉冲电压，以使发生迁移的所述阳离子复原，使发生成分偏析的所述相变材料层的成分恢复到正常。可选地，所述相变材料层中阳离子聚集的一端经所述晶体管的源极与所述脉冲电源的阳极电连接。可选地，施加第一脉冲电压，以使所述相变材料层在电信号操作下的温度超过所述相变材料层的熔融点，之后撤掉所述第一脉冲电压。可选地，在所述步骤S211之后所述方法还包括步骤S212：在撤掉所述第一脉冲电压之后，判断所述相变材料层能否进行非晶化操作，若成功进行非晶化操作，则所述相变材料层的成分恢复正常；若进行非晶化操作失败，则重复所述步骤S211至成功进行所述非晶化操作为止。可选地，所述步骤S2包括步骤S221：施加第二脉冲电压，以使所述相变材料层在电信号操作下的温度低于所述相变材料层的熔融点，并重复施加所述第二脉冲电压若干次，以使所述相变材料层温度逐渐上升且低于所述相变材料层的熔融点，之后撤掉所述第二脉冲电压。可选地，在所述步骤S221之后所述方法还包括步骤S222：在撤掉所述第二脉冲电压之后，判断所述相变材料层能否进行非晶化操作，若成功进行非晶化操作，则所述相变材料层的成分恢复正常；若进行非晶化操作失败，则重复所述步骤S221至成功进行非晶化操作为止。可选地，所述相变存储电阻单元至少包括上电极和下电极以及位于所述上电极和所述下电极之间的所述相变材料层。本专利技术为了解决现有技术中存在的问题，特别是针对在后段制程中电相关工艺和/或热工艺中对所述相变材料层造成的损害，在所述晶体管的栅极上的施加电压，以导通所述晶体管，并将所述相变存储电阻单元的相变材料层中发生阳离子迁移聚集的一端与脉冲电源的阴极电连接，将所述晶体管的源极与脉冲电源的阳极电连接；同时施加脉冲电压，以使发生迁移的所述阳离子复原，以修复所述相变材料层的组成，从而PCRAM非晶化操作(RESET)成功，提高PCRAM的性能。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的装置及原理。在附图中，图1为本专利技术一具体地实施例中所述相变存储器的处理方法的结构示意图；图2为本专利技术一具体地实施例中所述相变存储器的结构示意图；图3为本专利技术一具体地实施例中所施加的脉冲电压的示意图；图4为本专利技术一具体地实施中所述相变存储器的处理方法的流程示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。为了彻底理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相变存储器的处理方法，所述相变存储器包括晶体管和相变存储电阻单元，所述晶体管的漏极与所述相变存储电阻单元电连接，所述方法包括：步骤S1：在所述晶体管的栅极上施加电压，以导通所述晶体管，并将所述相变存储电阻单元的相变材料层中阴离子聚集的一端与脉冲电源的阴极电连接，所述相变材料层中阳离子聚集的一端与脉冲电源的阳极电连接；步骤S2：施加脉冲电压，以使发生迁移的所述阳离子复原，使发生成分偏析的所述相变材料层的成分恢复到正常。

【技术特征摘要】
1.一种相变存储器的处理方法，所述相变存储器包括晶体管和相变存储电阻单元，所述晶体管的漏极与所述相变存储电阻单元电连接，所述方法包括：步骤S1：在所述晶体管的栅极上施加电压，以导通所述晶体管，并将所述相变存储电阻单元的相变材料层中阴离子聚集的一端与脉冲电源的阴极电连接，所述相变材料层中阳离子聚集的一端与脉冲电源的阳极电连接；步骤S2：施加脉冲电压，以使发生迁移的所述阳离子复原，使发生成分偏析的所述相变材料层的成分恢复到正常。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相变材料层中阳离子聚集的一端经所述晶体管的源极与所述脉冲电源的阳极电连接。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括步骤S211：施加第一脉冲电压，以使所述相变材料层在电信号操作下的温度超过所述相变材料层的熔融点，之后撤掉所述第一脉冲电压。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S211之后所述方法还包括步骤S212：在撤掉所述第一脉冲电压之后，判断所述相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莹，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31