一种高密度的相变存储器三维集成电路结构制造技术

本发明专利技术公开了一种高密度的相变存储器三维集成电路结构，其特征在于：包括选通管单元和n个相变存储单元，其n为整数，n≥2；所述选通管单元的第一端接地，第二端同时与所述n个相变存储单元相连；所述n个相变存储单元并列排布，各相变存储单元的一端共同连接在所述选通管单元的第二端，各相变存储单元的另一端分别连接各自的位线。本发明专利技术提出的1SnR结构，在阵列集成过程中可以与存储单元垂直多层堆叠，不需要占用额外的面积，大大增加空间利用面积，从而能够极大地增加存储密度；同时，两端存储器与选通管集成的结构具有三维方向上的堆叠能力，可以进一步提高存储密度。

【技术实现步骤摘要】
一种高密度的相变存储器三维集成电路结构
本专利技术属于微纳米电子
，涉及一种信息存储器，特别是涉及一种硫系材料的选通管用于高密度相变存储器三维集成电路结构。
技术介绍
相变存储单元是基于20世纪60年代末70年代初提出的相变薄膜可以应用于相变存储介质的构想下建立起来的，是一种价格便宜、性能稳定的存储器件。相变存储单元可以做在硅晶片或者SOI衬底上，其关键材料是可记录的相变薄膜、加热材料和绝热材料，其研究热点是围绕器件工艺展开的。相变存储单元的基本原理是用电脉冲信号作用于器件单元上，使相变材料在非晶态与多晶态之间发生可逆相变，通过分辨非晶态时的高阻与多晶态时的低阻实现信息的写入、擦除和读写操作。相变存储器现在通常使用的存储结构1D1R、1T1R和1S1R三种结构。1D1R结构是由一个二极管和一个相变电阻构成，二极管由于其器件的结构就能够满足高密度的要求，虽然其需要的电压降较大，但是二极管能够提供相变单元写操作所需的高写入电流，相对于晶体管来说工艺流程简单，制备成本低，但仍需要在高温条件下制备，不利于相变存储单元向3D堆叠方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高密度的相变存储器三维集成电路结构，其特征在于：包括选通管单元和n个相变存储单元，其n为整数，n≥2；/n所述选通管单元的第一端接地，第二端同时与所述n个相变存储单元相连；/n所述n个相变存储单元并列排布，各相变存储单元的一端共同连接在所述选通管单元的第二端，各相变存储单元的另一端分别连接各自的位线。/n

【技术特征摘要】
1.一种高密度的相变存储器三维集成电路结构，其特征在于：包括选通管单元和n个相变存储单元，其n为整数，n≥2；
所述选通管单元的第一端接地，第二端同时与所述n个相变存储单元相连；
所述n个相变存储单元并列排布，各相变存储单元的一端共同连接在所述选通管单元的第二端，各相变存储单元的另一端分别连接各自的位线。


2.如权利要求1所述的高密度的相变存储器三维集成电路结构，其特征在于：
还包括中间电极，将所述选通管单元与所述n个相变存储单元串联起来；
所述中间电极形成于所述选通管单元的顶电极上方，所述n个相变存储单元各自的底电极均形成于所述中间电极上方。


3.如权利要求1所述的高密度的相变存储器三维集成电路结构，其特征在于：
所述选通管单元是OTS选通管、混合离子电子导电选通管、势垒隧穿选通管、基于导电丝的TS选通管中任一种。


4.一种高密度的相变存储器三维集成电路结构，其特征在于：包括依次设置的：
一衬底；
一第一方向上的条状下电极，所述下电极设置在所述衬底上；
一下电热绝缘层，该下电热绝缘层位于所述衬底上，所述下电热绝缘层中间有一个或多个第一小孔，第一小孔底部为所述下电极；
一硫系半导体材料插塞柱，所述硫系半导体材料插塞柱位于所述下电热绝缘层包裹的所述第一小孔中，所述硫系半导体材料插塞柱底部形成于所述下电极顶部；
一第一金属插塞柱，所述第一金属插塞柱位于所述下电热绝缘层包裹的所述第一小孔中，所述第一金属插塞柱形成于所述硫系半导体材料插塞柱的上部；
一第二方向上的条状中间电极，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述中间电极位于所述下电热绝缘层上，所述中间电极位于所述第一金属插塞柱的顶部；
一上电热绝缘层，所述上电热绝缘层位于所述中间电极所在平面上，所述上电热绝缘层中间有多个第二小孔，多个第二小孔底部均为中间电极；
一第二金属插塞柱，所述第二金属插塞柱位于所述上电热绝缘层包裹的所述第二小孔中，所述第二金属插塞柱形成于所述中间电极的上部；
一相变存储薄膜材料插塞柱，所述相变存储薄膜材料插塞柱位于所述上电...

【专利技术属性】
技术研发人员：童浩，林琪，王伦，缪向水，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42