【技术实现步骤摘要】
三维存储器设备及其使用方法
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本申请是申请号为201680071347.2、申请日为2016年10月19日、专利技术名称为“三维存储器设备及其使用方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
[0003]本公开涉及三维存储器设备及其使用方法。
技术介绍
[0004]传统存储器装置包含用于存储耦合到选择器装置的逻辑状态的存储器元件。存储器元件及选择器装置可定位于具有三维架构的存储器阵列中的字线与位线的相交点处。在一些架构中，选择器可耦合到字线且存储器元件可耦合到位线。选择器装置可减少泄漏电流且用于选择单个存储器元件进行读取及/或写入。然而，使用单独存储器元件及选择器装置增大必须在存储器装置的制造期间形成的材料及/或层的数目。激活选择器装置且写入到或读取存储器元件可需要提供高电压、高电流密度及/或长持续时间脉冲。这些存储器要求可需要可增大制造复杂性及/或成本的特定结构解决方案。操作要求也可增大存储器装置的功率消耗。
技术实现思路
[0005]根据本专利技术的实...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种存储器装置，其包括：电极平面；存储器材料，其与所述电极平面对齐且耦合到所述电极平面，其中所述存储器材料包括包含硒、砷和锗的三元组合物或包含碲、硒、砷和锗的四元组合物；存储器单元，其包含于所述存储器材料中而在与所述电极平面相同的平面中对准，所述存储器单元经配置以当写入电压与读取电压处于相同极性时展现表示第一逻辑状态的第一阈值电压及当所述写入电压与所述读取电压处于相反极性时展现表示第二逻辑状态的第二阈值电压，其中所述存储器单元的所述存储器材料经进一步配置以充当选择器装置及存储器元件；及导电柱，其经安置穿过且耦合到所述存储器单元，其中所述导电柱及所述电极平面经配置以跨越所述存储器单元提供电压以将逻辑状态写入到所述存储器单元。2.根据权利要求1所述的存储器装置，其进一步包括安置于所述导电柱与所述存储器材料之间的电极圆柱体。3.根据权利要求1所述的存储器装置，其中所述存储器材料及导电柱经形成为同心圆柱体。4.根据权利要求1所述的存储器装置，其进一步包括平行于所述电极平面的第二电极平面，所述导电柱延伸穿过且耦合到所述第二电极平面。5.根据权利要求4所述的存储器装置，进一步包括与所述第二电极平面对齐的第二单一存储器材料并且包括与所述第二电极平面相关联的第二存储器单元。6.根据权利要求4所述的存储器装置，其进一步包括安置于所述电极平面与所述第二电极平面之间的电介质材料。7.根据权利要求1所述的存储器装置，其进一步包括经安置穿过所述电极的多个导电柱及与所述电极平面对齐的对应存储器材料，其中所述多个导电柱及对应存储器材料形成阵列。8.根据权利要求1所述的存储器装置，其中所述电极平面耦合到第一存储器存取线且所述导电柱耦合到第二存储器存取线。9.根据权利要求1所述的存储器装置，其中所述导电柱及电极平面进一步经配置以跨越所述存储器单元提供第二电压以读取所述第一逻辑状态及所述第二逻辑状态。10.一种存储器装置，其包括：环状存储器单元、导电柱及安置于所述环状存储器单元与所述导电柱之间的电极材料，其中所述环状存储器单元包括经配置以既充当选择器装置又充当存储器元件的材料，其中所述存储器材料包括包含硒、砷和锗的三元组合物或包含碲、硒、砷和锗的四元组合物，其中所述环状存储器单元经配置以当写入电压与读取电压处于相同极性时展现表示第一逻辑状态的第一阈值电压且当写入电压与所述读取电压处于相反极性时展现表示第二逻辑状态的第二阈值电压；以及交替的多个电极平面及多个电介质材料的堆叠，其中所述环状存储器单元在所述多个电极平面的电极平面中对准。11.根据权利要求10所述的存储器装置，其中所述多个电极平面包括多个薄膜。
12.根据权利要求10所述的存储器装置，其中所述多个电介质材料包括氧化物。13.根据权利要求10所述的存储器装置，其中所述存储器材料包括硫属化物。14.根据权利要求10所述的存储器装置，其中所述电极材料包括势垒材料。15.一种存储器装置，其包括：电极平面；及多个环状存储器单元，其在所述电极平面中对准为二维阵列，其中所述多个环状存储器单元的每一者包括经配置以既充当选择器装置又充当存储器元件的材料，其中所述存储器材料包括包含硒、砷和锗的三元组合物或包含碲、硒、砷和锗的四元组合物，其中所述环状存储器单元经配置以当写入电压与读取电压处于相同极性时展现表示第一逻辑状态的第一阈值电压且当所述写入电压与所述读取电压处于相反极性时展现表示第二逻辑状态的第二阈值电压。16.根据权利要求15所述的存储器装置，其进一步包括所述多个环状存储器单元内的多个导电柱。17.根据权利要求15所述的存储器装置，其进一步包括所述多个环状存储器单元内的多个环状电极圆柱体。18.根据权利要求15所述的存储器装置，其进一步包括：第二电极平面；及第二多个环状存储器单元，其在所述第二电极平面中对准。19.根据权利要求18所述的存储器装置，其中所述第二多个环状存储器单元与所述多个环状存储器单元垂直对准。20.一种存储器装置，其包括：电极平面；导电柱阵列，其经安置穿过所述电极平面；及存储器单元阵列，其形成为围绕所述导电柱阵列的所述导电柱的同心环，其中所述存储器单元阵列在与所述电极平面相同的平面中对准，其中所述存储器材料包括包含硒、砷和锗的三元组合物或包含碲、硒、砷和锗的四元组合物，其中所述存储单元阵列的所述材料具有等于所述电极平面的厚度的厚度，其中所述存储器单元阵列的每一者包括经配置以充当选择器装置及存储器元件的材料，其中所述存储器单元阵列经配置以当写入电压与读取电压处于相同极性时展现表示第一逻辑状态的第一阈值电压且当所述写入电压与所述读取电压处于相反极性时展现表示第二逻辑状态的第二阈值电压。21.根据权利要求20所述的存储器装置，其中所述存储器单元阵列的所述存储器单元经配置以充当二端阈值切换装置。22.根据权利要求20所述的存储器装置，其中所述电极平面、所述导电柱阵列及所述存储器单元阵列包含于三维存储器阵列中。23.根据权利要求20所述的存储器装置，其中所述存储器单元阵列的所述存储器单元的所述材料包含硫属化物。24.一种存储器装置中使用的方法，其包括：接收对应于导电柱阵列中的导电柱的第一地址；
接收对应于电极平面堆叠中的电极平面的第二地址；将所述导电柱耦合到第一电压；将所述电极平面耦合到第二电压；及通过所述第一电压与所述第二电压之间的差来偏置与所述电极平面对齐的且耦合于所述导电柱与所述电极平面之间的存储器单元，其中所述存储器材料包括包含硒、砷和锗的三元组合物或包含碲、硒、砷和锗的四元组合物，其中所述存储器单元的材料经配置以充当选择器装置及存储器元件，其中所述存储器单元经配置以当所述写入电压与读取电压处于相同极性时展现表示第一逻辑状态的第一阈值电压且当所述写入电压与所述读取电压处于相反极性时展现表示第二逻辑状态的第二阈值电压。25.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括将所述导电柱阵列中不对应于所述第一地址的导电柱耦合到共同电压；及将所述电极平面堆叠中不对应于所述第二地址的电极平面耦合到所述共同电压。26.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一电压大于所述第二电压且响应于所述偏置，将第一逻辑状态写入到所述存储器单元，或其中所述第一电压小于所述第二电压且响应于所述偏置，将第二逻辑状态写入到所述存储器单元。27.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括：将所述导电柱耦合到第三电压；将所述电极平面耦合到第四电压；通过所述第三电压与所述第四电压之间的差来偏置耦合于所述导电柱与所述电极平面之间的所述存储器单元，其中所述第三电压大于所述第四电压；及响应于所述偏置确定所述存储器单元的逻辑状态。28.根据权利要求24所述的方法，其中在行地址解码器及列地址解码器处接收所述第一地址且在电极平面地址解码器处接收所述第二地址。29.一种方法，其包括：形成交替的电极平面和电介质层的堆叠；在所述堆叠中形成开口；从交替的电极平面的所述堆叠的对应电极平面中的存储器材料的第一保形层选择性地沉积存储器材料以形成存储器单元；和用导电柱填充所述开口；和在所述存储器材料之上形成势垒材料的第二保形层，所述势垒材料的第二保形层被配置为允许电流在交替的电极平面的所述堆叠的所述对应电极平面和所述导电柱之间流动，其中所述势垒材料被设置在所述存储器材料和所述导电柱之间达所述导电柱的长度，并且其中所述导电柱被配置为与所述对应电极平面一起施加在所述存储器单元的写入操作期间施加的第一脉冲的第一极性和随后在所述存储器单元的读取操作期间施加的第二脉冲的第二极性，以提供穿过所述存储器单元的所述电流。30.根据权利要求29所述的方法，其进一步包括：在使用所述导电柱填充所述开口之前，在所述存储器材料上方形成所述势垒材料的第
二保形层。31.根据权利要求29所述的方法，其中形成所述开口包括施加掩模且蚀刻所述堆叠中的所述开口。32.根据权利要求29所述的方法，其进一步包括：将所述电极平面耦合到第一多个对应存储器存取线；及将所述导电柱耦合到第二存储器存取线。33.根据权利要求29所述的方法，其中所述存储器单元与对应电极平面对准。34.根据权利要求33所述的方法，其中所述存储器单元为环状。35.根据权利要求34所述的方法，其中所述环状存储器单元包含在所述存储器材料中，且其中所述存储器材料延伸存储器列的长度。36.根...
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