可叠置薄膜存储器制造技术

薄膜晶体管沉积在衬底之上的金属层的一部分之上。存储器元件被耦合到薄膜晶体管以提供第一存储器单元。第二存储器单元在第一存储器之上。逻辑块被耦合到至少第一存储器单元。

Stacked thin film memory

A thin film transistor is deposited on a part of the metal layer above the substrate. The memory elements are coupled to the thin film transistors to provide the first memory unit. The second memory unit is above the first memory. The logic block is coupled to at least the first memory unit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可叠置薄膜存储器
本文所述的实施例涉及电子器件制造领域，并且更具体而言，涉及存储器制造。
技术介绍
嵌入式存储器通常是指支持逻辑内核的集成在芯片上的存储器。在处理器上嵌入存储器增大了总线宽度和操作速度。高性能嵌入式存储器由于高速度和宽总线宽度能力而是数据处理系统中的关键部件，而高速度和宽总线宽度能力消除了芯片间的通信。通常，存储器阵列具有多个比特单元。比特单元是指存储单个比特的集成电路的一部分。典型的1T-1R比特单元由连接到存储器元件的晶体管构成。该晶体管提供了对存储比特的存储器元件的访问。典型地，晶体管连接到存储器元件以将存储器元件的状态从一个值改变成另一个值以存储比特。常规的嵌入式存储器技术是不可叠置且因此低密度的基于硅的技术。图1示出了常规1T-1R存储器阵列100的侧视图。晶体管阵列102沉积在硅晶片101上。晶体管阵列102由多个晶体管构成，所述多个晶体管例如是直接形成在硅晶片101上的晶体管109和晶体管119。由电介质层103、111和112分开的金属层104、105和106形成在晶体管阵列102上方。如图1所示，通过诸如过孔113、114和115之类的过孔连接金属层104、105、106和108。存储器元件阵列107在金属层106上。存储器元件阵列107由诸如电阻器存储器元件116和电阻器存储器元件118之类的存储器元件构成。如图1所示，金属层108形成在存储器元件阵列107上。常规1T-1R存储器阵列100由诸如比特单元117和比特单元121之类的多个比特单元构成。晶体管阵列102中的每个晶体管连接到存储器元件阵列107中的对应的一个存储器元件以形成比特单元。比特单元117由通过过孔113、114和115连接到电阻器存储器元件116的晶体管109构成。比特单元121由通过过孔122、123和124连接到电阻器存储器元件118的晶体管119构成。如图1所示，常规存储器阵列的比特单元是并排形成的。常规存储器阵列的比特单元是不可叠置的。常规存储器阵列中的比特单元的密度受到硅晶片的尺寸的限制。附图说明参考以下描述和用于示出本专利技术的实施例的附图可以最好地理解本专利技术的实施例。在附图中：图1示出了常规1T-1R存储器阵列的侧视图。图2示出了根据一个实施例的可叠置存储器单元的侧视图。图3示出了根据另一个实施例的可叠置存储器单元的侧视图。图4是根据一个实施例的片上系统(SoC)的侧视图。图5是根据一个实施例的存储器单元的等效电路的示图。图6是根据一个实施例的制造存储器单元的方法的流程图。图7是根据另一个实施例的制造存储器单元的方法的流程图。图8示出了包括本专利技术的一个或多个实施例的内插器。图9示出了根据本专利技术的一个实施例的计算装置。具体实施方式描述了提供基于可叠置薄膜的存储器的方法和设备。在一个实施例中，存储器包括位于衬底之上的金属层之上的基于薄膜的晶体管。电阻器耦合到薄膜晶体管。本文中描述的可叠置存储器架构增大了集成电路的每单位面积的存储器单元的密度。在至少一些实施例中，可叠置存储器架构使用柔性衬底。本文中描述的实施例有利地在比特单元中使用基于薄膜的晶体管以提供可叠置存储器。比特单元中的基于薄膜的晶体管有利地使得能够使用柔性衬底，提高了存储器阵列的效率，并且由于叠置能力而增大了存储器单元密度。在以下描述中，将使用本领域技术人员常用的术语来描述例示性实施方式的各方面以向本领域其他技术人员传达其工作的实质。然而，对本领域的技术人员而言显而易见的是，可以仅利用所述方面中的一些来实践本专利技术。出于解释的目的，阐述了具体的数量、材料和配置，以便提供对例示性实施方式的透彻理解。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有具体细节的情况下实践本专利技术。在其他实例中，省略或简化了公知的特征，以便不使例示性实施方式难以理解。各种操作将以对理解本专利技术最有帮助的方式按次序被描述为多个分立操作，然而，不应将描述的次序解释为暗示这些操作必需依赖次序。具体而言，不需要按照表达的次序执行这些操作。虽然描述并且在附图中示出了某些示例性实施例，但应当理解，这种实施例仅仅是例示性的而非限制性的，并且各实施例不限于所示出并描述的特定构造和布置，因为本领域普通技术人员可以进行修改。贯穿本说明书对“一个实施例”、“另一个实施例”或“实施例”的提及意味着结合实施例所描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。于是，贯穿本说明书的各个位置出现的诸如“一个实施例”和“实施例”等短语不一定都指代同一个实施例。此外，特定特征、结构或特性可以以任何适当的方式被组合在一个或多个实施例中。此外，专利技术的各方面存在于少于单个所公开的实施例的所有特征。因此，在此将具体实施方式后面的权利要求明确并入本具体实施方式中，每条权利要求自身代表独立的实施例。尽管本文已经描述了示例性实施例，但本领域的技术人员将认识到，可以利用本文所述的修改和改变来实践这些示例性实施例。因此要将描述视为例示性的而非限制性的。图2示出了根据一个实施例的可叠置存储器单元的侧视图200。如图2所示，金属层213包括形成在衬底201上的蚀刻停止层202上的绝缘层203上的金属互连241。在一个实施例中，金属互连241是字线。在各实施例中，金属层213包括一个或多个导电特征，例如，焊盘、导电线、沟槽、互连件、过孔、其他导电特征和电介质特征。在实施例中，衬底201是柔性衬底。在各实施例中，衬底201是基于聚合物的衬底、玻璃或任何其他可弯折衬底，其包括2D材料(例如石墨烯和MoS2)、有机材料(例如并五苯)、透明氧化物(例如氧化铟镓锌(IGZO))、多晶III-V材料、多晶Ge、多晶Si、非晶III-V材料、非晶Ge、非晶Si或其任意组合。典型地，非晶III-V材料的沉积温度低于多晶III-V材料的沉积温度。在一个实施例中，例如硅晶片的衬底201包括存储器阵列外围器件，例如输入/输出器件。将存储器阵列外围器件放在存储器阵列之下有利地提高了存储器阵列效率，同时减小了存储器阵列面积消耗。在各种实施方式中，例如，衬底201可以是有机物、陶瓷、玻璃或半导体衬底。在一个实施例中，衬底201包括半导体材料，例如，硅(Si)。在一个实施例中，衬底201是单晶Si衬底。在另一个实施例中，衬底是多晶硅衬底。在另一实施例中，衬底201是非晶硅衬底。在替代的实施例中，衬底201包括硅、锗(“Ge”)、硅锗(“SiGe”)、基于III-V材料的材料(例如，砷化镓(“GaAs”))或其任意组合。在一个实施例中，衬底201包括用于集成电路的金属化互连层。在至少一些实施例中，衬底201包括由电绝缘层分开的电子器件，所述电子器件例如是晶体管、存储器、电容器、电阻器、光电器件、开关、任何其他有源和无源电子器件，所述电绝缘层例如是层间电介质层、沟槽绝缘层或电子器件制造领域的普通技术人员已知的任何其他绝缘层。在至少一些实施例中，衬底201包括被配置为连接金属化层的金属互连和过孔。在实施例中，衬底201是绝缘体上半导体(SOI)衬底，包括下方体衬底、中间绝缘层和顶部单晶层。顶部单晶层可以包括上文列出的任何材料，例如，硅。在一种实施方式中，半导体衬底可以是使用体硅或绝缘体上硅子结构形成的晶体衬底。在其他实施方式中，半导体衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器，包括：在衬底之上的第一金属层之上的薄膜晶体管；以及耦合到所述薄膜晶体管的存储器元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种存储器，包括：在衬底之上的第一金属层之上的薄膜晶体管；以及耦合到所述薄膜晶体管的存储器元件。2.根据权利要求1所述的存储器，其中，所述薄膜晶体管包括非晶氧化物半导体(AOS)膜、多晶硅膜、非晶硅膜、多晶III-V半导体膜、多晶锗、非晶锗、有机物膜、过渡金属硫族化物(TMD)膜、或其任意组合。3.根据权利要求1所述的存储器，其中，所述存储器元件在所述第一金属层的一部分上。4.根据权利要求1所述的存储器，其中，所述存储器元件在所述薄膜晶体管之上的第二金属层上。5.根据权利要求1所述的存储器，其中，所述存储器元件和所述薄膜晶体管中的每一个包括氧化物膜。6.根据权利要求1所述的存储器，其中，所述衬底是柔性衬底。7.根据权利要求1所述的存储器，其中，所述存储器元件是薄膜存储器元件。8.一种系统，包括：第一存储器单元，包括在衬底之上的第一金属层之上的第一薄膜晶体管；以及在所述第一存储器单元之上的第二存储器单元。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一存储器单元包括耦合到所述第一薄膜晶体管的第一薄膜存储器元件。10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第二存储器单元包括第二金属层之上的第二薄膜晶体管。11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一薄膜晶体管包括氧化物膜。12.根据权利要求8所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·V·I·卡尔波夫，J·T·卡瓦列罗斯，R·S·周，N·慕克吉，R·里奥斯，P·马吉，V·H·勒，R·皮拉里塞泰，U·沙阿，G·杜威，M·拉多萨夫列维奇，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US