具有纳米管晶体管存取装置的存储器制造方法及图纸

一种存储单元，包括：存储元件；以及纳米管晶体管，该纳米管晶体管与存储元件接触以存取存储元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有纳米管晶体管存取装置的存储器
技术介绍
一种非易失性存储器是电阻存储器。电阻存储器利用存储元件 的阻值来存储一位或多位数据。例如，故编程具有高阻值的存4诸元 件可表示逻辑1的数据位值，而被编程具有低阻值的存储元件 可表示逻辑0的凄t据位值。通过向存储元件施加电压脉沖或电 流脉冲来电切换存储元件的阻值。 一种类型的电阻存储器是相变存 储器。相变存储器使用用于电阻存储元件的相变材料。相变存储器以表现出至少两种不同状态的相变材料为基础。相 变材料可净皮用在存4诸单元中存储多个凄t据位。相变材料的状态可4皮 称为非晶态和晶态。之所以可以区分状态是因为非晶态通常比晶态 表现出更高的电阻率。 一般地，非晶态涉及更加无序的原子结构， 而晶态涉及更加有序的晶格。 一些相变材料表现出多于一种的晶态，例如，面心立方(FCC)态和六方密堆积(HCP)态。这两种 晶态具有不同的电阻率并可用于存储多个数据位。在相变材料中的相变能够被可逆地诱发。以这种方式，存储器 可以响应温度改变/人非晶态转变为晶态以及乂人晶态转变为非晶态。 可以以多种方式来实现相变材料的温度改变。例如，可以直接将激 光射向相变材料，可驱使电流通过相变材料，或者可驱使电流穿过 与相变材料相邻的电阻加热器。利用这些方法中的任意一种，相变 材料的可控加热导致相变材料内的可控相变。包括具有多个由相变材料构成的存储单元的存储阵列的相变 存储器可一皮编程，以利用相变材料的存储状态来存储数据。在这种 相变存储器件中读取和写入数据的 一种方式是控制施加给相变材 泮牛上的电流永冲和/或电压力永沖。电流和/或电压的水平通常对应于 在每个存储单元中相变材料中诱发的温度。用于将相变存储单元中的相变元件从一个状态转变(设置或重 置)为另一个状态的电流相当大地依赖于在电才及和相变元件之间的界面处的电流密度。已经将隔离l支术(spacer techniques )用于减小 界面区域，其减小了设置和重置存储元件所需的绝对电流。用于减 小界面区域的另一种技术使用了 2005年7月14日申请的标题为 PHASE CHANGE MEMORY CELL HAVING NANOWIRE ELECTRODE的美国专利申请No. 11/182,022中所描述的用于相变 存储单元的纳米线电极。然而，这些技术中的存储单元的尺寸仍然 受到用于使电流通过相变单元的存取装置的限制。此外，为了设置和重置相变元件，必须提供相变元件的阈值电 压，因此，存取装置的电阻率必需小到能够进4亍低压才喿作。此外， 相变存储单元典型地是后段制程的(backend-of-line)存储单元。因 此，大量的区域被用于将通常位于前段制程(front-end-of-line)中 的存取装置连接至位于后段制程的存储单元。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供了一种存储单元。该存储单元包括 存储元件；以及纳米管晶体管，该纳米管晶体管与存储元件接触以 访问存储元件。附图说明附图是为了对本专利技术进行进一步的理解，并且组成了说明书的 一部分。附图示出了本专利技术的实施例，并与描述一起用于解释本发 明的原理。通过以下详细的描述，本专利技术的其他实施例和本专利技术许 多预期的优点将变得容易理解。附图中的元件不一定相对于彼此成 比例。相似的参考标号表示对应相似的部件。图l是示出了存储器件的一个实施例的框图； 图2是示出了碳纳米管(CNT)晶体管的一个实施例的示图； 图3A是示出了存4诸元件的一个实施例的示图； 图3B是示出了存储元件的另一个实施例的示图； 图4A是示出了存储单元对的一个实施例的示图； 图4B是示出了存4诸单元对的另 一个实施例的示图； 图4C是示出了存储单元对的另一个实施例的示图； 图5是示出了存储单元的另 一个实施例的示图； 图6是示出了存储单元对的另一个实施例的示图；以及 图7是示出了存储单元对的另一个实施例的示图。 具体实施例方式图1是示出存储器件100的一个实施例的框图。存储器件100 包括写脉冲发生器102、分配电路104、存储单元106a、 106b、 106c和106d、以及读出电^各108。在一个实施例中，存4诸单元106a-106d 是电阻存储单元，例如基于存储单元中存储材料从非晶态向晶态转 变的相变存储单元。在另一个实施例中，存储单元106a-106d是传导桥4妄随才几存取存^f诸(CBRAM )单元、》兹阻随冲几存耳又存4诸(MRAM ) 单元、铁电随机存取存储(FeRAM)单元、悬臂存储单元、聚合物 存储单元、或其他适当的后段制程的存〗诸单元。存储单元106a-106d中的每一个均包括存储元件和用于存取存 储元件的纳米管晶体管。在一个实施例中，纳米管晶体管是碳纳米 管(CNT)晶体管。CNT晶体管位于两个金属化层之间。CNT晶 体管的电流密度远远大于金属氧化物半导体场效应管(MOSFET ) 的电流密度。诸如相变元件的存储元件电耦合至纳米管晶体管。在 一个实施例中，存储元件为蘑菇结构并与纳米管晶体管的源极或漏 极4妄触。在另一个实施例中，相变元件位于一个通孔(纳米管晶体 管也位于该通孔内)内并与纳米管晶体管的源才及或漏才及接触。基于才艮据本专利技术的存储单元的纳米管晶体管的面积为4F2,其 中，F是最小的形体尺寸。被每个存储单元所占据的小区域能够 嵌入存储电^各并使之4皮此孤立。此外，由于与MOSFET相比CNT 晶体管的电流密度更大，所以对用于存取存储单元的外围电路的核 心要求放松。对外围电路的核心要求放;松是因为横跨CNT晶体管 的压降小于横跨MOSFET的压降。由于存储单元更小的尺寸，还 减小了互连长度，从而进一步减小了寄生电阻和电容(RC)常数。 因此，CNT晶体管存储单元能够将存储单元的尺寸调为4F2。CNT晶体管被尽可能接近于存储元件放置。由于存储元件不需 要下连至硅表面，所以配线和寄生效应被最小化。存储元件的结合 并不限于仅仅一层，而是可以堆叠多个存储元件。在CNT晶体管 选才奪装置和相变元件之间的界面处的电流密度^皮固有地增大，这有 助于减小i殳置和重置电流。对于存在若干金属化级的嵌入式存^f诸电路，存储阵列结合到金属化的上等级而解码器和控制逻辑直接集成 在存储阵列下是可行的。然而，如果没有足够的金属化等级可用(例 如，对于单独的存^f诸电if各，可以限制金属等级的凄t量)，较低的金 属化等级还可以实现为高度掺杂的硅或多晶硅。在一个实施例中，写脉冲发生器102生成电流或电压脉沖，其 :故可控制地直4妾经由分配电3各104导向存^f渚单元106a-106d。在一 个实施例，分配电路104包括多个晶体管，这些晶体管可控制地将 电流或电压脉冲导向存储单元。写脉沖发生器102通过信号路径110 电耦合至分配电^各104。分配电路104通过信号^各径112a-112d电 耦合至存4诸单元106a-106d。分配电^各104通过信号路径112a电耦 合至存储单元106a。分配电3各104通过信号路径112b电耦合至存 储单元106b。分配电路104通过信号路径112c电耦合至存储单元 106c。分配电路104通过信号路径112d电耦合至存储单元106d。 此夕卜，分配电^各104通过4言号^各径114电耦合至读出电^各1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储单元，包括：　存储元件；以及　纳米管晶体管，所述纳米管晶体管与所述存储元件接触以存取所述存储元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-2-8 11/350,1911. 一种存储单元，包括:存储元件；以及纳米管晶体管，所述纳米管晶体管与所述存储元件接触以存取所述存储元件。2. 根据权利要求1所述的存储单元，其中，所述存储元件包括相 变存储元件。3. 根据权利要求1所述的存储单元，其中，所述存储元件包括后 段制程的存储元件。4. 根据权利要求1所述的存储单元，其中，从包括磁阻存储元件、 传导桥接存储元件、铁电存储元件、悬臂存储元件和聚合物存 储元件的组中选择所述存储元件。5. 根据权利要求1所述的存储单元，其中，所述纳米管晶体管包 括碳纳米管(CNT)晶体管。6. —种存储器，包括第一导线；第一存储元件，所述第一存储元件耦合至所述第一导线；第一纳米管晶体管，所述第一纳米管晶体管具有源-漏通 ^各，所述源-漏通^各的第 一侧与所述第 一存储元件4妄触；第一字线，所述第一字线耦合至所述第一纳米管晶体管 的4册一及；以及第二导线，所述第二导线耦合至所述第一纳米管晶体管 的所述源-漏通i 各的第二侧。7. 根据权利要求6所述的存储器，其中，在所述第一字线上施加 第一信号使所述第一纳米管晶体管导通，以在所述第一导线和 所述第二导线之间传送第二信号，从而存取所述第一存储元件。8. 根据权利要求6所述的存储器，其中，所述字线相对于所述第 一导线和所述第二导线成一定角度。9. 根据权利要求6所述的存储器，其中，所述字线基本与所述第 一导线和所述第二导线中的一个平行。10. 根据权利要求6所述的存储器，还包括第二纳米管晶体管，所述第二纳米管晶体管具有源-漏通 ^各，所述源-漏通^各的第一侧耦合至所述第二导线；第二字线，所述第二字线耦合至所述第二纳米管晶体管 的栅极；第二存储元件，所述第二存储元件与所述第二纳米管晶 体管的所述源-漏通路的第二侧接触；以及第三导线，所述第三导线耦合至所述第二存储元件。11. 根据权利要求10所述的存储器，其中，所述第一导线基本与 所述第三导线平行，并基本与所述第二导线垂直。12. 根据权利要求IO所述的存储器，其中，所述第一导线基本与 所述第一字线以及所述第二字线垂直。13. 根据权利要求10所述的存储器，其中，所述第一导线、所述 第一字线、所述第二导线、所述第二字线和所述第三导线分别 位于不同的平行的平面内。14. 根据权利要求10所述的存储器，其中，所述第一导线和所述 第三导线位于第一平面内，以及其中，所述第一字线、所述第 二导线和所述第二字线位于第二平面内，所述第二平面与所述 第一平面隔开并与所述第一平面平行。15. —种存储器，包括第一导线；第一存储元件，所述第一存储元件耦合至所述第一导线；第一纳米管晶体管，所述第一纳米管晶体管具有源-漏通 ^各，所述源-漏通路的第一侧与所述第一存^f诸元件4妄触；第二导线，所述第二导线耦合至所述第一纳米管晶体管 的所述源-漏通路的第二侧；第二存储元件，所述第二存储元件耦合至所述第一导线；第二纳米管晶体管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德卡科斯奇科，托马斯尼尔希，
申请(专利权)人：奇梦达股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]