重置相变存储器和开关(PCMS)存储器单元的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术内容涉及非易失性存储器器件的制造。在至少一个实施例中，本发明专利技术内容的非易失性存储器可以包括：相变存储器和开关(下文中称为“PCMS”)存储器单元以及一处理，该处理用于利用“查找”表来重置PCMS存储器，以计算将参考电平之上的位设置到最大阈值电压所需的电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本
技术实现思路
涉及非易失性存储器器件的制造。在至少一个实施例中，本
技术实现思路
的非易失性存储器可以包括：相变存储器和开关(下文中称为“PCMS”)存储器单元以及一处理，该处理用于利用“查找”表来重置PCMS存储器，以计算将参考电平之上的位设置到最大阈值电压所需的电流。【专利说明】重置相变存储器和开关(PCMS)存储器单元的方法和装置
概括地，本公开内容涉及微电子存储器的制造。微电子存储器可以是非易失性的，其中存储器即使在未通电时也可保持所存储的信息。【专利附图】【附图说明】在说明书的结论部分中特别指出并且明确要求保护本公开内容的主题。结合附图来看，本公开内容的前述和其它特征从以下描述和所附权利要求书中将变得更加完全地显而易见。应当理解的是，附图仅描绘根据本公开内容的若干实施例，因此不应被认为限制其范围。将通过使用附图，用附加的特征和细节来描述本公开内容，以使得能够更容易地确定本公开内容的优点，其中:图1是示出相变存储器阵列的示意图。图2是示出相变存储器堆叠的示意图。图3是示出相变存储器堆叠内的物理元件的示意图。图4是示出沿着图3中的线4-4的图3的相变存储器堆叠内的相变材料层的区域的示意图。图5是基于实验数据的相变存储器和开关(PCMS)阵列中阈值电压分布的曲线图。图6是基于由其操作的方程式近似生成的数据的相变存储器和开关阵列中的阈值电压分布的曲线图。图7是阈值电压相对于编程电流(VtI)曲线的曲线图。图8是阈值电压相对于作为PCMS存储器器件的线临界尺寸的函数的编程电流的的斜率的曲线图。图9是根据本说明书的一个实施例的使存储位达到RESET状态的流程图。图10是根据本说明书的一个实施例的PCMS存储器系统的示意图。图11是根据本说明书的一个实施例的系统的示意图。【具体实施方式】在以下详细描述中，参考附图，附图以例示方式示出其中可以实现要求保护的主题的具体实施例。充分具体地描述了这些实施例以使得本领域技术人员能够实施所述主题。应当理解的是，各个实施例虽然不同但是不一定是互斥的。例如，在不脱离要求保护的主题的精神和范围的情况下，此处结合一个实施例所描述的特定特征、结构或特性可以在其它实施例内实施。本说明书中引用“一个实施例”或“实施例”的意思是，结合该实施例所描述的特定特征、结构或特性包含在涵盖于本专利技术之内的至少一个实施方式中。因此，使用短语“一个实施例”或“在实施例中”不一定指代相同的实施例。此外，应当理解的是，在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，可以改变每个所公开的实施例内个体元件的位置或布置。因此，不应当以限制性的意义来看待以下具体描述，并且仅由适当解释的所附权利要求书连同所附权利要求书享有的权利的等同形式的全部范围来限定本主题的范围。在附图中，类似的附图标记代表所有若干视图中的相同或相似的元件或功能，并且其中描绘的单元不一定彼此成比例，而可以放大或缩小个体元件以便更容易理解本说明书的内容中的元件。本说明书的实施例涉及非易失性存储器器件的操作。在至少一个实施例中，本公开内容的非易失性存储器可包括相变存储器和开关(下文中称为“PCMS”)和用于利用“查找”表来重置PCMS的处理，以计算将参考电平之上的位设置到最大阈值电压所需的电流。图1示出存储器阵列100，为了示例目的，存储器阵列100包括存储器单元IlO1-1lO9的3X3阵列，图2示出单个存储器单元110 (类似于图1的存储器单元IlO1-1lO9中的任意存储器单元)。每个存储器单元(I 10和IlO1-1lO9)可以包括相变存储元件120和双向阈值开关130。存储器阵列100可包括列线ISO1USO2和1503(在图2中示为元件150)和行线140,140^1402和1403(在图2中示为元件140)，以在写入和读取操作期间选择阵列的特定存储器单元。列线150,150^1502 1503以及行线140、14(^、1402和1403还可被称为“地址线”，因为这些线可以用于在编程或读取期间寻址存储器单元IlOUlO1-1lO9tj列线150、1501、1502和1503还可以被称为“位线”，而行线140、1401、1402和1403还可以被称为“字线”。此外，应当理解的是，图1的3X3阵列仅仅是示例性的，其可以是任意合适的大小(即，任意数目的存储器单元)。相变存储元件120可连接到列线150,150^15000 1503，并可通过双向阈值开关130与行线HiKHOpHO2和1403耦合。每个双向阈值开关130可串联连接到每个相变存储元件120，并且可用于在每个相变存储元件120的编程或读取期间访问每个相变存储元件120。当选择特定存储器单元(例如图2的存储器单元110)时，可向其关联的列线(例如图2的元件150)和行线(例如图2的元件140)施加电压电势，以对整个存储器单元施加电压电势。应当理解的是，每个 双向阈值开关130可位于每个相变存储元件120和列线150,150^1502和1503之间，其中每个相变存储元件120与行线HiKHOpHO2和1403耦合。还应当理解的是，在每个存储器单元IiOUIO1-1IO9内可使用一个以上的双向阈值开关130。如图3所示，相变存储元件120基于相变材料层210的相变特性进行操作，该相变材料层210插置在上电极220和下电极230之间(在下电极和相变层210之间具有电阻加热元件240)。随着电流的施加，由于由电阻加热元件240和/或由相变材料层210 (通过焦耳效应)产生的热，相变材料层210经历了非结晶状态和结晶状态之间的相变。应当注意的是，下电极230 /电阻加热元件240可在其与相变材料层210之间的界面处具有比相变材料层210的表面积更小的表面积，以聚集来自电阻加热元件240的焦耳热。相变材料层210可具有如图3所示的器件厚度“L”和如图4所示的器件面积“S”。在图4的示例中，表面积S将是相变材料层210的第一尺寸Dl乘以相变材料层210的第二尺寸D2。相变存储元件120可包括作为其中相变元件的硫族化合物层。硫族化合物层可包括通常结合IV族和V族元素(例如，锗(Ge)、砷(As)、锑(Sb)等)的周期表中的VI族元素(例如，硒(Se)、碲(Te)等)。通过感测其阈值电压来确定PCMS存储器单元被编程到的状态。“SET”状态对应于低阈值电压，而“RESET”状态对应于高阈值电压。可使用增大振幅的一系列电脉冲来将相变存储器中的SET位编程到RESET位。施加初始脉冲后，执行检查或验证周期以确定该位是否已经被重置。如果没有，则施加更高幅度的脉冲。每次逐步增大脉冲幅度，执行另一项检查或验证周期以确定该位是否已经被重置，或者是否已经达到或超过最大的安全脉冲幅度。不断地增大脉冲幅度，直至达到最大的安全脉冲幅度或者所有待编程的位已被编程到正确的RESET状态(即达到所需的阈值电压)。然而，通过以这种方式进行编程，一些位可能需要多达25或更多个编程脉冲，这将限制写操作的速度。可使用单个电脉冲来将相变存储器中的SET位编程到RESET位。然而，存储器阵列中存储器单元之间物理或布局的微小差异可导致存储器阵列中宽的阈值电压分布。在本说明书的一个实施例中，基于采集的实际数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：向存储器单元逐步增大编程电流，直到由递增的编程电流产生的阈值电压大于或等于参考的最小阈值电压；当所述阈值电压大于或等于所述参考的最小阈值电压时，指定所述编程电流为初始电流；基于所述初始电流的值，从查找中确定最终设置编程电流值；以及用最终设置编程电流重置所述存储器单元。

【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：E·V·卡尔波夫，G·斯帕迪尼，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：
国别省市：