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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种相变存储器(pram或pcram,phase change ram)装置及其制造方法。更具体地,本专利技术涉及一种相变存储器单元结构、利用该结构的相变存储器装置及该存储器的制造方法,该相变存储器单元结构利用通过位于电极上的至少两层各自的材料结合而生成的相变材料区域。
技术介绍
1、相变存储器是利用特殊材料的相变特性的存储器元件。即,当特殊材料转化为非晶态(amorphous state)或晶态(crystalline state)时,会发生电阻的变化,而该电阻的变化可以作为存储器的数据而具有意义。此时,材料的相变由温度和时间决定。
2、当在相对较低的结晶温度至熔点之间加热一定时间后缓慢冷却时,材料成结晶化。此时,成结晶化的材料维持低电阻状态,此为存储数据“0”的状态。此外,当加热到熔点以上的温度后快速冷却时,材料成非晶化。此时维持高电阻状态,此为存储数据“1”的状态。
3、在这种相变存储器的运行机制中,诱发晶态的set(置位)状态在相对较低的温度下完成,因此不需要较多的电流量。然而,诱发非晶态的reset(复位)状态则需要较多的电流量。因此,为了制造具有高集成度的存储器元件,在reset操作时,需要尽量减少reset所需的电流量。
4、(现有技术文献)
5、(专利文献)
6、专利文献1:韩国授权专利第10-2389106号
技术实现思路
1、(专利技术所要解决的课题)
2、本专利技术的目的在于
3、此外,本专利技术的目的在于,提供一种如下的相变存储器装置及其制造方法:因省去了下部电极触点(bec,bottom electrode contact)结构而不需要用于形成纳米级图案的昂贵工艺,并与图案的尺寸无关地,能够以低工艺成本制造的相变存储器装置及其制造方法。
4、此外,本专利技术的目的在于,提供一种如下的相变存储器装置及其制造方法:通过2个材料层的材料结合,在元件内自主形成纳米级细丝状(filament)的相变材料区域,由此无需下部电极触点结构就能够以低工作电流实现低功耗的相变存储器装置及其制造方法。
5、此外,本专利技术的目的在于,提供一种如下的相变存储器装置及其制造方法:与现有的pram制造工艺相比,更加简单,无需电子束光刻(e-beam lithography)或arf浸没(arfimmersion)式光刻等的昂贵工艺,并且因使用可与现有的半导体互换的材料而其工艺流程与现有半导体相同。
6、本专利技术要解决的技术问题并不限定于上述提及的课题,关于未提及的其他的课题,本领域普通技术人员根据以下所述的记载能够获知。
7、(解决问题所采用的措施)
8、本专利技术的一实施例所提供的相变存储器包括:电极;第一层,其位于所述电极之上;以及第二层,其位于所述第一层之上,所述第一层包括局部地形成的相变材料区域。
9、此外,所述相变存储器还可包括位于所述第二层之上的上部电极。
10、此外,所述相变材料区域可由所述第一层的材料与所述第二层的材料的结合物构成。
11、此外,所述第一层的材料可包括si,所述第二层的材料可包括te。
12、此外,所述第一层的材料可包括第14族元素,所述第二层的材料可包括第15族元素或第16族元素。
13、此外,所述第二层可作为上部电极来发挥功能。
14、此外,所述相变材料区域可具有纳米级细丝状。
15、此外,所述第二层的材料在施加到所述第二层的电压的作用下被提供到所述第一层而可形成所述相变材料区域。
16、此外,本专利技术的另一实施例所提供的相变存储器包括:电极;第一层,其位于所述电极之上;以及第二层,其位于所述第一层之上,第一层包括局部地形成的纳米细丝,所述纳米细丝具有相变材料特性。
17、此外,本专利技术的又一实施例所提供的相变存储器的制造方法包括:形成电极的步骤;在所述电极上形成第一层的步骤;在所述第一层上形成第二层的步骤;以及在施加至所述第二层的电压的作用下在所述第一层中局部地形成相变材料区域的步骤。
18、(专利技术的效果)
19、根据本专利技术,可提供一种如下的相变存储器装置及其制造方法:利用由用于构成各材料层的材料相结合生成相变材料区域而60μa以下的低的reset电流的相变存储器装置及其制造方法。
20、此外,根据本专利技术,可提供一种如下的相变存储器装置及其制造方法:因省去了下部电极触点(bec,bottom electrode contact)结构而不需要用于形成纳米级图案的昂贵工艺,并与图案的尺寸无关地,能够以低工艺成本制造的相变存储器装置及其制造方法。
21、此外,根据本专利技术,可提供一种如下的相变存储器装置及其制造方法:通过2个材料层的材料结合,在元件内自主形成纳米级细丝状的相变材料区域,由此无需下部电极触点结构就能够以低工作电流实现低功耗的相变存储器装置及其制造方法。
22、此外,根据本专利技术,可提供一种如下的相变存储器装置及其制造方法:与现有的pram制造工艺相比,更加简单,无需电子束光刻或arf浸没式光刻等的昂贵工艺,并且因使用可与现有的半导体互换的材料而其工艺流程与现有半导体相同的相变存储器装置及其制造方法。
23、本专利技术的效果并不受限于上述效果,关于未提及的其他效果,本领域普通技术人员能够通过下面的记载清楚理解。
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1.一种相变存储器,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的相变存储器,其中,
3.根据权利要求1所述的相变存储器,其中,
4.根据权利要求1所述的相变存储器,其中,
5.根据权利要求1所述的相变存储器,其中,
6.根据权利要求1所述的相变存储器,其中,
7.根据权利要求1所述的相变存储器,其中,
8.根据权利要求1所述的相变存储器,其中,
9.一种相变存储器,其特征在于,包括:
10.一种相变存储器的制造方法,其特征在于,包括:
【技术特征摘要】
1.一种相变存储器,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的相变存储器,其中,
3.根据权利要求1所述的相变存储器,其中,
4.根据权利要求1所述的相变存储器,其中,
5.根据权利要求1所述的相变存储器,其中,
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