可以提供实现降低的最小电导状态的存储器器件。该器件包括第一电极、第二电极和在第一电极和第二电极之间的相变材料，其中该相变材料取决于相变材料的晶相和非晶相之间的比率来实现多个电导状态。该存储器器件附加地包括在第一电极和第二电极之间的区中的突出层部分。由此，在存储器器件的复位状态下由非晶相中的相变材料直接覆盖的区域大于定向到相变材料的突出层部分的区域，使得产生了存储器器件的电导状态的不连续性，并且实现了复位状态下的存储器器件的降低的最小电导状态。态下的存储器器件的降低的最小电导状态。态下的存储器器件的降低的最小电导状态。
【技术实现步骤摘要】
具有降低的最小电导状态的突出的存储器件
[0001]本专利技术一般涉及相变存储器，更具体地，涉及实现降低的最小电导状态的存储器器件。
技术介绍
[0002]大学和工业研究一直在研究新材料和方法以增加半导体器件中的存储密度，同时降低每个存储信息的功耗。在此上下文中，对于多电平数据存储以及对于存储器内和神经形态计算硬件，可以在多个电导状态之间反向切换的诸如相变存储器和导电桥忆阻器的电阻式存储器器件变得越来越流行。
[0003]对于实现多电平、效率、漂移和噪声存在几个关键挑战。单元效率方面解决了以非常低的电流/功率消耗在各种电平下对器件进行编程和读取的能力。漂移和噪声方面解决了由于对电阻读出产生负面效应的固有材料物理特性而引起的漂移和噪声效应。
[0004]最近，这些挑战已经利用表示为突出的相变存储器的新的存储器单元概念来解决，其中相变材料被粘附到称为突出组件的电导材料。在突出的存储器单元中，电阻存储的物理机制基本上与信息检索过程解耦。读取电流可以绕过非晶化相变材料，由此它流过没有漂移、噪声较小并且电导性较高的突出材料。
[0005]尽管降低的漂移和读取噪声是非常有益的，但是器件概念也具有缺点。可以显著地增加器件的最小电导。在读出期间，器件动态范围可以减小，并且空闲器件(G
‑
0)可以传递更多的电流。因此，在读出期间阵列能量效率可能减少，并且如果器件不能被编程到适当的OFF状态(G＝0)，则网络功能可能受损。
技术实现思路
[0006]附加的方面和/或优点将在随后的描述中部分地阐述，并且部分地将从描述中变得明显，或者可以通过本专利技术的实践而获知。
[0007]根据本专利技术的一个方面，可以提供实现降低的最小电导状态的存储器器件。该器件可以包括第一电极、第二电极和在第一电极和第二电极之间的相变材料。因此，相变材料可以取决于相变材料的晶相和非晶相之间的比率来实现多个电导性状态。
[0008]存储器器件还可以包括在第一电极与第二电极之间的区中的突出层部分。因此，在存储器器件的复位状态下由非晶相中的相变材料直接覆盖的区域可以大于定向到相变材料的突出层部分的区域。这样，可以产生存储器器件的电导状态中的不连续性，并且可以实现存储器器件在复位状态下的降低的最小电导状态。
附图说明
[0009]从下面结合附图的描述中，本专利技术的某些示例性实施例的上述和其它方面、特征和优点将变得更加明显，其中：
[0010]图1示出了本专利技术的实现降低的最小电导状态的存储器器件的实施例的框图。
[0011]图2示出了如此处所提出的、与图案化的突出相比的、针对传统突出衬里的电导率图。
[0012]图3A展示突出的存储器器件的设计。
[0013]图3B是示出了取决于提供到相变存储器单元的电压的电流I的表。
[0014]图4示出了神经网络单元的交叉开关，其可以用作用于编程加权值的基础。
[0015]图5示出了在电介质层上的横向单元设计。
[0016]图6示出了作为另一实施例的相变存储器单元的受限设计。
[0017]图7A和7B示出了局部定界的突出层部分和具有掺杂剂梯度的突出层的并排比较。
[0018]图7C和图7D示出了与图7A和图7B有关的衬里的电阻。
[0019]图7E和图7F示出了与图7A和图7B有关的读取电流的不同特性。
具体实施方式
[0020]提供参考附图的以下描述以帮助全面理解如由权利要求书及其等效物所限定的本专利技术的示范性实施例。它包括各种具体细节以帮助理解，但是这些细节被认为仅仅是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本专利技术的范围和精神的情况下，可以对本文所述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，可以省略对公知功能和结构的描述。
[0021]在以下描述和权利要求书中使用的术语和词语不限于书目含义，而仅仅用于使能够清楚和一致地理解本专利技术。因此，对于本领域技术人员来说，显然本专利技术的示例性实施例的下列描述仅是为了说明的目的，并且不是为了限制由所附权利要求及其等同物所限定的本专利技术。
[0022]应当理解，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物，除非上下文另外清楚地指明。因此，例如，除非上下文另外清楚地规定，否则提及“组件表面”包括提及这种表面的一个或多个表面。
[0023]在本说明书的上下文中，可以使用以下惯例、术语和/或表达。
[0024]术语
‘
存储器器件
’
在此处可以具体表示用于存储基于相变材料的一个或多个位的存储器单元。相变存储器(PCM)被称为一种非易失性随机存取存储器。它通常基于硫属化合物玻璃的独特性能。然而，其它材料也已经成功地使用。该效应基于PCM的晶相和非晶相之间的电导性的变化。相变可以由热量引起，例如由流过器件的电流引起。PCM也可以表示为忆阻器。它们不仅可以用作存储器元件，而且可以用作活动计算器件的基础。
[0025]术语
‘
最小电导状态
’
可以表示PCM单元的复位状态。如果PCM单元中的所有或大部分PCM材料处于非晶相，则电阻增加到针对PCM的可能的最高值。此状态可以表示相应PCM单元的具有最小电导的状态。
[0026]术语
‘
突出层部分
’
或换而言之
‘
衬里
’
可以表示或多或少电导的材料，其平行于PCM单元的相变材料定位，并且其在一个实施例中可以是特定的，即，与单元的两个电极中的一个电极接触的蘑菇型式。在其它实施例的情况下，特别是在横向和所限制的形式下，突出层部分不与任何电极接触。该突出层部分也可以表示为所限制的衬里或不跨越相变存储器的体积的整个长度的所限制的突出。
[0027]在突出的存储器单元中，突出层可以有助于将电阻存储的物理机制与信息检索过
程分离。读取电流绕过非晶相变材料，并且流过非漂移的、噪声较小和电导性较高的突出材料。与这里提出的所限制的突出或衬里的新概念相比，传统的突出的存储器单元也具有缺点。可以显著地增加器件的最小电导。因此，器件动态范围减小，并且复位器件(G约为0)在读出期间可以传递更多的电流。因此，在读出期间存储器单元功率效率可能降低，因为单元不能被编程到适当的OFF状态(G＝0)。
[0028]因此，在复位状态下可以仅覆盖相变材料的部分的突出层部分也可以被表示为在可能更大或非常低的电导层部分，即非突出部分内的
‘
所限制的突出
’
。因此，该突出层部分可以与非突出部分一起构成突出层。
[0029]术语
‘
非突出部分
’
可以表示相变存储器单元的突出层的部分，其具有比所限制的突出部分或衬里低得多的电导性。
[0030]术语
‘
复位状态
’
可以表示相变存储器单元的状态，其中电导性可以尽可能地低，即，尽可能多的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种实现降低的最小电导状态的存储器器件，所述器件包括：第一电极、第二电极以及在所述第一电极和所述第二电极之间的相变材料；在所述第一电极和所述第二电极之间的区中的突出层部分；以及其中在所述存储器器件的复位状态下，由所述非晶相中的所述相变材料直接覆盖的区域大于定向到所述相变材料的所述突出层部分的区域，从而产生所述存储器器件的所述电导状态中的不连续性，并且实现所述存储器器件在复位状态下的降低的最小电导状态。2.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述突出层部分覆盖所述第一电极和所述第二电极中的一个电极。3.根据权利要求1所述的存储器器件，包括：其中所述第一电极和所述第二电极两者都与电介质层在以下区域中接触，在该区域中所述第一电极和所述第二电极不与所述相变材料接触；其中所述突出层部分在所述电介质层上横向延伸；并且其中所述突出层部分的、与所述突出层的不面向所述电介质材料的表面相对的所述表面与所述相变材料接触。4.根据权利要求3所述的存储器器件，其中所述电介质层部分围绕所述相变材料。5.根据权利要求4所述的存储器器件，其中所述突出层部分定位于所述相变材料周围，并且其中所述突出层部分由所述电介质材料围绕。6.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述突出层部分包括Ti
x
N
y
、Ta
x
N
y
或非晶碳。7.根据权利要求3所述的存储器器件，其中所述突出层部分通过在所述电介质上的非突出部分延伸，所述非突出部分具有比所述突出层部分低的电导性，其中所述突出层部分和所述非突出层部分构成突出层。8.根据权利要求7所述的存储器器件，其中：R
NON
‑
PROJECTING
>>R
AMORPHOUS
>>R
PROJECTION
【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：
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