在此描述一种存储单元，其包括导电性接触部和包含覆盖在导电性接触部上的可程序化电阻存储器材料的存储器元件。绝缘元件从导电性接触部延伸至到存储器元件内，绝缘元件有近端、远程和用以定义内部的内表面。近端邻近导电性接触部。底电极与导电性接触部接触并且从近端于内部中向上延伸。存储器元件是位于内部，从远程向下延伸，以在第一接触表面与底电极的上表面接触。顶端电极由存储器元件而与绝缘元件的远程分开，并且与存储器元件接触于第二接触表面，第二接触表面的表面积大于第一接触表面的表面积。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于基于相变存储器材料的存储器装置以及其制造方法，相变存储器材 料包括硫属化合物类材料，或者是其它可程序化电阻材料。
技术介绍
相变(phase change)类存储器材料，如硫属化合物类材料及其类似材料，可由以 适合集成电路实施的准位，施加电流，导致非结晶态与结晶态之间的相态改变。一般非结晶 状态的特征是具有比一般结晶状态更高的电阻率，其可以容易地被感测到而指示资料。在 使用可程序化电阻材料来形成非挥发性存储器电路(可随机地读取与写入)上，这些特性 令人产生兴趣。从非结晶到结晶状态的改变，在此一般为一较低电流操作，其中电流会加热相变 材料，使之达到转态温度以上，以造成主动区从非结晶到结晶相的转态。在此所称的从结晶 到非结晶的改变，一般为一较高电流操作，其包括一短且高电流密度脉冲，以融化或破坏结 晶结构，之后相变材料很快地冷却，抑制相变过程且让至少一部分相变材料的主动区稳定 于非结晶相。技术是要让主动区变小，使得诱发相变所需的电流量得以降低。由减少相变材料元件的大小及/或与相变材料元件接触的电极的大小，可以降低 所需的电流大小，使得能以小的绝对电流值，达到主动区中的较高的电流密度。控制主动区大小的一个方式是，设计非常小的电极，用以将电流传送到相变 材料的本体。此小电极结构是在接触的位置将电流集中在像磨菇头的小区域中。参 考美国专利号No. 6，429，064，公告于2002年8月6日，授予Wicker的“侧壁导体 的缩减接触面积(Reduced Contact Areas ofSidewall Conductor) ” ；美国专利号 No. 6，462，353，公告于2002年10月8日，授予Gi 1 gen的“制造电极间接触的小面积的 方法(Method forfabricating a Small Area of Contact Between Electrodes)，，；美 国专利号No. 6，501，111，公告于2002年12月31日，授予Lowery的“三维可程序化装置 (Three-Dimensional (3D) Programmable Device) ”；美国专利号 No. 6，563，156，公告于 2003 年1月1日，授予Harshfield的“存储器元件及其制造方法(Memory Elements and Methods for MakingSame)”。控制主动区大小的另一种方式包括将电极隔开，使得流过其间的电流得以被集中 在相变材料的薄层的厚度。参考美国专利申请公开号No. 2007/0048945，Czubatyj等人提 出的“存储器装置及其制造方法(MemoryDevice and Method of Making Same)”。另，参考 下面本申请案的共同申请人的的申请和专利，美国专利申请号No. 11/864，273，2007年9月 28日提出申请，Lung所提出的“具有侧电极接触的存储器胞(Memory CellHaving A Side Electrode Contact) ” ；美国专利号 No. 7，463，512，2008 年 12 月 9 日公告，Lung 所提出的 “具有缩减电流相变元件的存储器元件(Memory Element with Reduced-Current Phase Change Element) ” ；美国专利申请号No. 12/023，978，2008年8月7日申请，Lung所提出 的“具有共平面电极表面的存储单元装置及其方法(Memory Cell Device withCoplanar4Electrode Surface and Method)”。由已知相变存储单元结构引起的特定议题是与相变材料接触的电极的散热(heat sink)效应。因为相态改变是因为加热而发生的结果，电极的热导率会将热带离主动区，造 成需要较高的电流来诱发相变。较高的电流准位会造成对存储单元的电性和机械可靠度的问题。这些问题包括在 相变材料/电极界面的孔洞的形成，此乃因为在操作期间热膨胀与材料密度改变所造成机 械应力。此外，较高的电流准位会导致像局部受热的问题，此足以引起电极和相变材料的 扩散/反应，且/或造成主动区内相变材料的组成改变，这导致电阻性切换效能衰减以及存 储单元的故障可能。因此，不同技术被运用来尝试将主动区进行热隔离，使得诱发相变所需的电阻性 加热被局限在主主动区。改进热隔离的一个方式包括使用邻近于相变材料的空隙或孔洞。参考美国专利号 No. 6,815, 704，公告于2004年11月9日，Chen所提出的“运用热绝缘孔洞的相变存储器装 置(Phase Change Memory Device EmployingThermally Insulating Voids)”。也有人提出使用热绝缘材料，以改进对主动区的加热束缚。例如，参考美国专利 申请号No. 11/940，164，2007年11月14日申请，Chen提出的“包括热保护底电极的相变 存储单元及其制造方法(Phase ChangeMemory Cell Including Thermal Protect Bottom Electrode andManufacturing Method)”。改进热隔离的另一方式是包括以将主动区与电极隔开的方式来形成相变材料 和电极。参考下面本申请案的受让人所共有的申请案，美国专利申请案No. 11/348,848, 2006年9月7日申请，Chen等人提出的“I型相变存储单元(I-Shaped Memory Cell) ” ； 美国专利申请案No. 11/952，646，2007年12月7日申请，Lung提出的“具基本上相同 热阻抗的界面结构的相变存储单元及其制造方法(Phase Change Memory CellHaving Interface Structures with Essentially Equal thermalImpedances and Manufacturing Methods)”;美国专利申请案No. 12/026,342，2005年2月5日申请，Chen提出的“加热中心 PC存储器结构和制造方法(Heating Center PCRAM Structure and Method forMaking)，，。因此，有机会来设计相变存储单元结构，其需要一小量电流来诱发主动区中的相 变。此外，也需要提供制造此装置的方法。
技术实现思路
在此描述具有操作电流的相变存储单元。此处描述的存储单元降低从存储器元件 的主动区抽离的热量，有效地增加主动区内每单位电流值所产生的热量，并且降低诱发相 变所需的电流量。在此描述一种存储单元，其包括导电性接触部和包含覆盖在导电性接触部上的可 程序化电阻存储器材料的存储器元件。绝缘元件从导电性接触部延伸至到存储器元件内， 绝缘元件有近端、远程和用以定义内部的内表面。近端邻近导电性接触部。底电极与导电性 接触部接触并且从近端于内部中向上延伸。存储器元件是位于内部，自远程向下延伸，以在 第一接触表面与底电极的上表面接触。顶端电极由存储器元件而与绝缘元件的远程分开，5并且与存储器元件接触本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种存储器装置，包括：一导电性接触部；一存储器元件，包括一可程序化电阻存储器材料，该可程序化电阻存储器材料覆盖于该导电性接触部上；一绝缘元件，从该导电性接触部延伸到该存储器元件内，该绝缘元件具有一近端、一远程和一内表面，其中该内表面用以定义一内部，该近端邻近于该导电性接触面部；以及一底电极，与该导电性接触部接触，并且在该内部中从该近端向上延伸，在该内部中的该存储器元件从该远程向下延伸，该存储器元件以在一第一接触表面与该底电极的一上表面接触。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈士弘，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。