具有并行电路径的存储器单元制造技术

一种具有并行电路径的平面相变存储器单元。该存储器单元包括第一导电电极区，第一导电电极区的长度大于其宽度，并具有与该长度对准的轴。该存储器单元还包括第二导电电极区，第二导电电极区具有与该第一导电电极区的该轴成一角度的边缘。该存储器单元另包括绝缘体区，其在该第一导电电极区的末端与该第二导电电极区的该边缘之间提供横向分隔距离，该绝缘体区包括绝缘体膜的至少一部分，并且该横向分隔距离根据该绝缘体膜的厚度而定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及计算机存储器，尤其涉及相变存储器(phasechange memory,PCM)。
技术介绍
PCM为电阻式非易失性计算机随机存取存储器(random-accessmemory, RAM)形式，利用改变装置制造时的状态来储存数据。相变材料可操纵成为二或更多个不同相位(phase)或状态(state)，每一相位都代表不同的数据值。一般来说，每一相位都展现不同的电气特性(electrical property)(或不同的电阻值)。因为非晶 与结晶(或多晶)相位具有可检测的电阻差异，所以这两者通常为二进制数据储存(I与O)所使用的两个相位。尤其是，非晶相位的电阻高于结晶相位。硫族化合物(chalcogenide)为常用作相变材料的材料族群,此材料族群包括硫族元素(chalcogen)(周期表族群16/VIA)以及其他元素。硒(Se)与碲(Te)为制造PCM存储器单元(memory cell)时,族群内用于生产硫族化合物半导体最常见的两种元素,范例有 Ge2Sb2Te5 (错铺締(germanium-antimony-telIurium)或 “GST”)、SbTe3 和 InSe3。通过将材料加热至熔点，然后冷却材料至可能的状态其中之一，或通过将非晶区加热至或接近结晶温度，将某些或全部非晶材料转换成结晶型态，来达到相变材料的状态改变。通过该相变材料的电流产生热量,并造成相变材料熔化。熔化并逐渐冷却该相变材料，让该相变材料有时间形成结晶状态。熔化并突然冷却该相变材料，让该相变材料淬冷成非晶状态。另外也可加热至低于熔化温度以使非晶材料结晶，而不用熔化。
技术实现思路
在优选实施方式中，本专利技术涉及具有并行电路径的平面相变存储器单元。从第一方面看，本专利技术提供一种具有实质上平坦表面的集成电子设备(integrated electronic apparatus)。该集成电子设备包括第一导电电极区(conductiveelectrode region),第一导电电极区的长度大于其宽度,并具有与该长度对准的轴。该设备也包括第二导电电极区，具有与该第一导电电极的该轴成一角度的边缘。该设备另包括绝缘体区(insulator region)，在该第一导电电极区的末端与该第二导电电极区的该边缘之间提供横向分隔距离(lateral seperation distance),该绝缘体区包括绝缘体膜(insulator film)的至少一部分,并且该横向分隔距离根据该绝缘体的该厚度而定。优选地，本专利技术提供一种设备，其中该第一导电电极区的该宽度根据第一沉积材料层的厚度而定。优选地，本专利技术提供一种设备，其中该第一沉积材料层为钛、钨、氮化钛以及氮化钛铝的其中之一。优选地，本专利技术提供一种设备，其中储存材料的层至少部分覆盖该第一导电电极区和该第二导电电极区。优选地，本专利技术提供一种设备，其中该储存材料为相变材料。优选地，本专利技术提供一种设备，其中储存材料的该层被图案化。优选地，本专利技术提供一种设备，其中该角度实质上为直角。优选地，本专利技术提供一种设备，其中该角度介于20度与80度之间。从第二方面看，本专利技术提供一种操作相变存储器的方法。该方法包括初始化存储器单兀，该存储器单兀包括第一导电电极，第一导电电极的长度大于其宽度，并具有与该长度对准的轴；第二导电电极，具有与该第一导电电极的该轴成一角度的边缘；绝缘体，在该第一导电电极的末端与该第二导电电极的该边缘之间提供分隔距离；以及相变材料，覆盖该第一导电电极的大部分(substantial portion)以及该第二导电电极的至少一部分。初始化该存储器单元包括在该相变材料内建立第一非晶材料区，该第一非晶材料区覆盖该相变材料的大部分面积。利用结晶化一部分该第一非晶材料区，而在该第一非晶材料区内·建立活性结晶材料区(active crystalline material region)。利用在该活性结晶材料区内建立第二非晶材料区，而将信息储存在该存储器单元内。优选地，本专利技术提供一种方法，该方法还包含将大于后续所施加的电脉冲的电脉冲施加于该存储器单兀，其中通过该第一导电电极与该第二导电电极的至少其中之一施加该电脉冲。优选地，本专利技术提供一种方法，其中该存储器单元为单电平单元。优选地，本专利技术提供一种方法，其中该存储器单元为多电平单元。优选地，本专利技术提供一种方法，其中在该第一非晶材料区内建立活性结晶材料区的步骤进一步包含调整该活性结晶材料区的尺寸以获得指定的单元电阻。从第三方面看，本专利技术提供一种在基板上制造相变存储器单元的方法。该方法包括在该基板内蚀刻第一沟渠(trench);在该第一沟渠内沉积第一导体层；在该第一沟渠内的该第一导体层之上沉积第一绝缘体层；在该基板内与该第一沟渠成一角度地蚀刻第二沟渠；在该第二沟渠内沉积第二绝缘体层；在该第二沟渠内该第二绝缘体层之上沉积第二导体层；以及沉积相变材料。该沉积的相变材料与该第一导体层和该第二导体层接触。优选地，本专利技术提供一种制造方法，其中该基板为晶片，包括用于提供至该相变存储器单元的接入的底部接点，并且其中在该基板内蚀刻第一沟渠的步骤露出该底部接点。优选地，本专利技术提供一种制造方法，其中该第一沟渠与该第二沟渠的至少其中之一不直。优选地，本专利技术提供一种制造方法，其中该第一绝缘体层填充该第一沟渠。优选地，本专利技术提供一种制造方法，其中该第二导体层填充该第二沟渠。优选地，本专利技术提供一种制造方法，其中该第二导体层不填充该第二沟渠，并且该方法还包括在该第二沟渠中沉积第三绝缘体层以填充该第二沟渠。从第四方面看，本专利技术提供一种操作相变存储器单元的另一方法。该方法包括使用一个或更多个电脉冲(electrical pulse),改变相变材料内非晶材料区的尺寸。该相变存储器单兀包括第一导电电极，第一导电电极的长度大于其宽度，并且具有与该长度对准的轴；第二导电电极，具有与该第一导电电极的该轴成角度的边缘；绝缘体，在该第一导电电极的末端与该第二导电电极的该边缘之间提供分隔距离；以及该相变材料覆盖至少一部分该第一导电电极及该第二导电电极。优选地，本专利技术提供一种方法，其中，包括施加第一电脉冲增加非晶相变材料区的尺寸，其中通过该第一导电电极与该第二导电电极的至少其中之一施加该第一电脉冲，该第一电脉冲具有以下的至少之一大于之前所施加的电脉冲幅度的幅度；以及短于之前所施加的电脉冲周期的周期。优选地，本专利技术提供一种方法，其中，包括施加第二电脉冲于该存储器单元减少该非晶相变材料区的尺寸，其中通过该第一导电电极和该第二导电电极的至少其中之一施加该第二电脉冲，该第二电脉冲具有以下的至少之一小于该之前所施加的电脉冲幅度的幅度，以及长于该之前所施加的电脉冲周期的周期。从第五方面看，本专利技术提供一种 在机器可读取介质内实质具体实施的设计结构，用来设计、制造或测试一集成电路。该设计结构具有实质上平坦的表面。该设计结构包括第一导电电极区，第一导电电极区的长度大于其宽度，并具有与该长度对准的轴；第二导电电极区，具有与该第一导电电极的该轴成角度的边缘；以及绝缘体区，在该第一导电电极区的末端与该第二导电电极区的该边缘之间提供横向分隔距离，该绝缘体区包括绝缘体膜的至少一部分，并且该横向分隔距离根据该绝缘体膜的该厚度而定。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·卡里迪斯，M·M·弗兰西斯奇尼，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：
国别省市：