热优化相变存储器单元及其制造方法技术

本申请涉及热优化相变存储器单元及其制造方法。一种热优化相变存储器单元包含安置于第一电极与第二电极之间的相变材料元件。所述第二电极包含所述第一电极上方的具有第一热阻率的热绝缘区域及内插于所述相变材料元件与所述热绝缘区域之间的金属接触区域，其中金属接触层具有低于所述第一热阻率的第二热阻率。

【技术实现步骤摘要】
热优化相变存储器单元及其制造方法分案申请的相关信息本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2014年05月12日、申请号为201480028746.1、专利技术名称为“热优化相变存储器单元及其制造方法”的专利技术专利申请案。
本文所揭示的标的物大体上涉及集成电路中的装置，且特定来说，涉及并入硫族化物材料的装置。
技术介绍
并入相变材料(例如，硫族化物材料)的装置(例如(举例来说)开关及存储元件)可发现于各种电子装置中。举例来说，并入相变材料的装置可用于计算机、数码相机、蜂窝电话、个人数字助理等等中。系统设计者可在针对特定应用来确定是否并入相变材料及并入相变材料的方式时考虑的因素可包含(举例来说)物理大小、存储密度、可延展性、操作电压及电流、读取/写入速度、读取/写入通量、传输速率及/或电力消耗。系统设计者所关注的其它实例因素包含制造成本及/或制造难易性。
技术实现思路
本申请的一个实施例涉及一种电子装置，其包括：第一电极；位于所述第一电极上的硫族化物材料元件；以及位于所述硫族化物材料元件上的第二电极，所述第二电极包括具有第一热阻率的热绝缘区域以及位于所述硫族化物材料元件与所述热绝缘区域之间的金属接触区域，所述金属接触区域具有低于所述第一热阻率的第二热阻率。本申请的另一实施例涉及一种电子装置，其包括：第一电极；位于所述第一电极上的硫族化物材料元件；以及位于所述硫族化物材料元件上的第二电极，所述第二电极包括热绝缘区域以及内插于所述硫族化物材料元件与所述热绝缘区域之间的金属接触区域。本申请的又一实施例涉及一种制造电子装置的方法，其包括：形成第一电极；在所述第一电极上形成硫族化物材料元件；以及在所述硫族化物材料元件上形成第二电极；以及在所述第二电极上形成金属存取线，其中形成所述第二电极包括：在所述硫族化物材料元件上形成金属接触区域；以及在所述金属接触区域上形成包含碳的热绝缘区域，所述热绝缘区域具有第一热阻率，所述第一热阻率大于所述金属接触区域的第二热阻率；其中形成所述第一电极包括：形成包含碳的第二热绝缘区域；以及形成内插于所述硫族化物材料元件和所述第二热绝缘区域之间的第二金属接触区域，所述第二热绝缘区域具有第三热阻率，所述第三热阻率大于所述第二金属接触区域的第四热阻率。本申请的另一实施例涉及一种制造电子装置的方法，其包括：形成第一电极；在所述第一电极上形成硫族化物材料元件；在所述硫族化物材料元件上形成第二电极，所述第二电极包括在所述硫族化物材料元件上的金属接触区域以及在所述金属接触区域上包含碳的热绝缘区域，其中所述热绝缘区域具有第一热阻率，并且所述金属接触区域具有比所述第一热阻率低的第二热阻率；以及在所述第二电极上形成存取线并沿第一方向延伸，其中所述存取线和至少所述第二电极具有在与所述第一方向交叉的第二方向上测量的相同标称宽度。本申请的另一实施例涉及一种制造电子装置的方法，其包括：形成在第一方向上延伸的第一存取线、在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸的第二存取线以及垂直内插于所述第一存取线和所述第二存取线之间的硫族化物材料元件；以及形成垂直内插于所述硫族化物材料元件与所述第一存取线之间的电极，其中所述电极包括含碳且具有第一热阻率的热绝缘区域以及内插于所述硫族化物材料元件与所述热绝缘区域之间的金属接触区域，所述金属接触区域具有低于所述第一热阻率的第二热阻率，其中形成所述电极包括图案化和蚀刻以在单个光掩模层级内限定所述电极和所述第一存取线路的至少一个尺寸，使得所述电极和所述第一存取线在所述第二方向上具有相同的第一标称横向尺寸。附图说明图1为描绘根据一个实施例的交叉点存储器阵列的三维说明图。图2A为描绘根据一个实施例的沿列线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。图2B为描绘根据一个实施例的沿行线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。图3A为描绘根据另一实施例的沿列线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。图3B为描绘根据另一实施例的沿行线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。图4A为描绘根据另一实施例的沿列线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。图4B为描绘根据另一实施例的沿行线截取的相变存储器单元的横截面的说明图。具体实施方式并入相变材料的装置(例如，存储器装置)可发现于各种电子装置中。举例来说，并入相变材料的装置可用于计算机、数码相机、蜂窝电话、个人数字助理等等中。系统设计者可在针对特定应用来确定装置的稳定性时考虑的因素(其与并入相变材料的装置相关)可包含(举例来说)物理大小、存储密度、可延展性、操作电压及电流、读取/写入速度、读取/写入通量、传输速率及/或电力消耗。系统设计者所关注的其它实例因素包含制造成本及/或制造难易性。特定来说，并入相变材料的存储器装置可提供优于其它存储器装置(例如，快闪存储器装置及动态随机存取存储器装置(DRAM))的若干性能优点。举例来说，一些相变存储器装置可为非易失性的；即，如果无任何外部电力供应到存储器装置，那么存储器装置的物理状态及电状态在保留时间(例如，一年以上)内无实质变化。另外，一些相变存储器装置可提供快速读取及写入存取时间(例如，快于10纳秒)及/或高读取及写入存取带宽(例如，大于每秒100百万位)。另外，一些相变存储器装置可布置于极高密度的存储器阵列(例如，在与局部电镀金属连接的最小存储器阵列单元中具有超过1百万个单元的交叉点阵列)中。相变存储器装置相对于上述特性的性能取决于许多因素。特定来说，存储器装置内的相变材料元件具有良好热隔离性及相变材料元件与介接电极之间的低电阻可减少编程所述装置所需的能量且减少装置与装置的热扰动(即，热串扰)。此外，相变材料与介接电极之间具有低电阻也可改进读取操作期间的存储器装置的信噪比。然而，提供良好热隔离性可导致与低界面电阻的折衷，且反之亦然。举例来说，介接电极通常包括金属、其可与相变材料元件形成低电阻接触点。然而，此类低接触材料也趋向于成为良好热导体，即，提供不良热隔离性。因此，需要一种具有相变材料元件(其具有低电阻及良好热隔离性)的热局限相变存储器装置。尽管本文已相对于存储器阵列来描述实施例，但应了解，如本文所描述具有减小的界面电阻的热局限性相变存储器装置也可具有存储器阵列背景外的应用。图1展示根据本专利技术的一个实施例的具有N×M个相变存储器单元的交叉点存储器阵列10的部分。交叉点存储器阵列10包括第一到第N列线20-1、20-2…及20-N、第一到第M行线22-1、22-2…及22-M、及多个存储器单元，所述多个存储器单元安置于由第一到第N列线及第一到第M行线形成的相交点的至少一个子集处。交叉点存储器阵列10包含呈第一到第N列线20-1、20-2…及20-N的形式的存取线，其可称为数字线，例如，位线(BL)。交叉点阵列10也包含呈第一到第M行线22-1、22-2…及22-M的形式的交叉存取线，其可称为字线(WL)。列线及行线以及其替代名称的涉及内容可互换。在此实施例中，坐标轴标记12指示：第一到第N列线20-1、20-2…及20-N沿y方向(在本文也称为列方向)上延伸，且第一到第M行线22-1、22-2…及22-M在x方向(在本文也称为行方向)上定向。如所说明，第一到第N列线20-1、20-2…及20-N实质上彼此平行。类似地，第一到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子装置，其包括：第一电极；位于所述第一电极上的硫族化物材料元件；以及位于所述硫族化物材料元件上的第二电极，所述第二电极包括具有第一热阻率的热绝缘区域以及位于所述硫族化物材料元件与所述热绝缘区域之间的金属接触区域，所述金属接触区域具有低于所述第一热阻率的第二热阻率。

【技术特征摘要】
2013.06.03 US 13/908,7071.一种电子装置，其包括：第一电极；位于所述第一电极上的硫族化物材料元件；以及位于所述硫族化物材料元件上的第二电极，所述第二电极包括具有第一热阻率的热绝缘区域以及位于所述硫族化物材料元件与所述热绝缘区域之间的金属接触区域，所述金属接触区域具有低于所述第一热阻率的第二热阻率。2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述硫族化物材料元件是存储器单元的选择器节点。3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述硫族化物材料元件包含相变材料元件，且其中所述热绝缘区域包含碳。4.根据权利要求1所述的电子装置，其进一步包括：与所述热绝缘区域耦合的金属存取线。5.根据权利要求4所述的电子装置，其中所述金属存取线安置在所述第二电极上并沿第一方向延伸，并且其中所述金属存取线与至少所述第二电极具有在不同于所述第一方向的第二方向上测得的相同的标称宽度。6.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述硫族化物材料元件的块状材料的电阻大于所述热绝缘区域的块状材料、所述金属接触区域的块状材料以及所述金属接触区域和所述硫族化物材料元件之间的界面的组合电阻。7.根据权利要求1所述的电子装置，其进一步包括：第一存储器元件；与所述第一存储器元件相邻的第二存储器元件；以及位于所述第一存储器元件和所述第二存储器元件之间的侧壁绝缘体。8.根据权利要求7所述的电子装置，其中所述侧壁绝缘体包括至少三个侧壁层，所述至少三个侧壁层具有：交替的材料组合物；或各自具有不同的材料组合物。9.根据权利要求7所述的电子装置，其中所述侧壁绝缘体包括与所述第一存储器元件接触的第一侧壁层以及内插在所述第一侧壁层和所述第二存储器元件之间的第二侧壁层，其中所述第一侧壁层具有与所述第二侧壁层不同的材料组合物。10.根据权利要求9所述的电子装置，其中所述第一侧壁层具有至少一个不同于所述第二侧壁层的原子元素。11.根据权利要求9所述的电子装置，其中所述第一侧壁层或所述第二侧壁层中的一个或多个的材料为氧化物、氮化物或碳化物材料。12.根据权利要求9所述的电子装置，其中所述第一侧壁层的材料选自由SiO2、ZrO2、HfO2、Al2O3、NiO、TiO2、Ta2O5、ThO2、HfSiO4、ZrSiO4、Mg2SiO4、MgO、BeO以及镧系元素氧化物组成的群组，并且其中所述第二侧壁层的材料选自由Si3N4和SiC组成的群组。13.根据权利要求9所述的电子装置，其中所述第一侧壁层和所述第二侧壁层具有在1nm和10nm之间的标称厚度，并且其中所述第一侧壁层和所述第二侧壁层具有：相同的标称厚度，或实质上不同的标称厚度。14.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第二热阻率比所述第一热阻率低至少10倍。15.根据权利要求1所述的电子装置，其进一步包括：侧壁绝缘体，其与所述第一电极、所述硫族化物材料元件以及所述第二电极接触，所述侧壁绝缘体包括多个侧壁绝缘层。16.一种电子装置，其包括：第一电极；位于所述第一电极上的硫族化物材料元件；以及位于所述硫族化物材料元件上的第二电极，所述第二电极包括热绝缘区域以及内插于所述硫族化物材料元件与所述热绝缘区域之间的金属接触区域。17.根据权利要求16所述的电子装置，其进一步包括：存取线，其安置在所述第二电极上并沿第一方向延伸，其中所述存取线和至少所述第二电极具有在与所述第一方向交叉的第二方向上测量的相同标称宽度。18.根据权利要求16所述的电子装置，其中所述热绝缘区域包含碳且具有第一热阻率，且其中所述金属接触区域具有比所述第一热阻率低的第二热阻率。19.根据权利要求16所述的电子装置，其进一步包括：侧壁绝缘体，其与所述第一电极、所述硫族化物材料元件以及所述第二电极接触，所述侧壁绝缘体包括多个侧壁绝缘层。20.一种制造电子装置的方法，其包括：形成第一电极；在所述第一电极上形成硫族化物材料元件；以及在所述硫族化物材料元件上形成第二电极；以及在所述第二电极上形成金属存取线，其中形成所述第二电极包括：在所述硫族化物材料元件上形成金属接触区域；以及在所述金属接触区域上形成包含碳的热绝缘区域，所述热绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚·博尼亚蒂，安德烈亚·雷达埃利，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US