三维存储器阵列架构转让专利
申请号 : CN201710947500.X
文献号 : CN107731816B
文献日 : 2021-05-21
发明人 : 费代里科·皮奥
申请人 : 美光科技公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种存储器阵列,其包括:
堆叠,其包括在多个层级处的多个第一导电线,其中所述多个第一导电线通过绝缘材料和存储元件材料而彼此分离,其中所述存储元件材料形成为所述堆叠的一部分;以及形成于贯穿所述堆叠的通孔中的导电延伸部,在所述多个层级的每一层级处形成贯穿所述第一导电线、所述绝缘材料和所述存储元件材料的所述通孔;
其中在所述多个层级的每一层级处:对应于所述层级的所述存储元件材料延伸至所述通孔的侧壁;且对应于所述层级的导电线的导电材料相对于所述通孔的所述侧壁凹入,由此所述存储元件材料相对于对应于所述层级的所述导电线形成突出部。
2.根据权利要求1所述的存储器阵列,其中所述存储元件材料包括硫属化物材料。
3.根据权利要求1所述的存储器阵列,其中所述导电延伸部垂直于所述多个第一导电线而延伸至与所述多个第一导电线垂直的多个第二导电线。
4.根据权利要求3所述的存储器阵列,其中所述导电延伸部作为所述多个第二导电线的延伸部电连接至所述多个第二导电线。
5.根据权利要求1所述的存储器阵列,其中在所述多个层级的每一层级处,所述存储元件材料与对应于所述层级的所述多个第一导电线的一导电线直接接触。
6.根据权利要求1所述的存储器阵列,其进一步包括形成于所述通孔内所述导电延伸部与所述存储元件材料之间的单元选择材料。
7.根据权利要求6所述的存储器阵列,其中所述存储元件材料包括第一硫属化物材料且其中所述单元选择材料包括第二硫属化物材料。
8.根据权利要求1所述的存储器阵列,其中所述绝缘材料包括第一绝缘材料,且其中在所述多个层级的每一层级处,第二绝缘材料形成于导电线材料的凹入区域中。
9.根据权利要求1所述的存储器阵列,其中在所述多个层级的每一层级处,对应于所述层级的所述多个第一导电线的一导电线包括其间夹置有所述存储元件材料的第一层导电材料和第二层导电材料。
10.一种形成存储器阵列的方法,所述方法包括:形成堆叠,所述堆叠包括在多个层级处的多个第一导电线,其中所述多个第一导电线通过绝缘材料和存储元件材料而彼此分离,其中在形成贯穿所述堆叠的多个通孔之前将所述存储元件材料形成为所述堆叠的一层;
形成贯穿所述堆叠的所述多个通孔;
对于所述多个层级的每一层级,使相应的导电线的导电材料相对于所述通孔的侧壁凹入,由此所述存储元件材料相对于对应于所述层级的所述导电线形成突出部,所述存储元件材料延伸至所述通孔的所述侧壁。
11.根据权利要求10所述的方法,其中形成所述堆叠进一步包括平坦地沉积所述存储元件材料以作为一材料层,其中所述存储元件材料与所述多个第一导电线的相应导电线的导电材料直接接触。
12.根据权利要求10所述的方法,其进一步包括:在所述多个通孔内形成相应的导电延伸部;以及在所述多个通孔内所述导电延伸部与所述存储元件材料之间形成单元选择材料;
其中所述存储元件材料和所述单元选择材料的至少一者为硫属化物材料。
说明书 :
三维存储器阵列架构
13/600,777,且所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
背景技术
器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、电阻可变存储器及快闪存储器等。电阻可变
存储器的类型包含相变材料(PCM)存储器、可编程导体存储器及电阻性随机存取存储器
(RRAM)等。
忆棒、固态驱动器(SSD)、数码相机、蜂窝式电话、例如MP3播放器的便携式音乐播放器、电影
播放器及其它电子装置中。
中存储器单元皆布置于相同平面中。相比之下,各种存储器装置包含布置成具有多个存储
器单元层级的三维(3D)阵列的存储器单元。
发明内容
形成于贯穿所述堆叠的通孔中的导电延伸部;其中在所述多个层级的每一层级处:对应于
所述层级的所述存储元件材料延伸至所述通孔的侧壁;且对应于所述层级的导电线的导电
材料相对于所述通孔的所述侧壁凹入,由此所述存储元件材料相对于对应于所述层级的所
述导电线形成突出部。
储元件材料而彼此分离;形成贯穿所述堆叠的多个通孔;对于所述多个层级的每一层级,使
相应的导电线的导电材料相对于所述通孔的侧壁凹入,由此所述存储元件材料相对于对应
于所述层级的所述导电线形成突出部,所述存储元件材料延伸至所述通孔的所述侧壁。
附图说明
具体实施方式
布置以实质上垂直于所述多个第一导电线延伸,使得所述至少一个导电延伸部与所述多个
第一导电线中的至少一者的一部分相交。围绕所述至少一个导电延伸部形成存储元件材
料。围绕所述至少一个导电延伸部形成单元选择材料。
数以制造其中掩模计数的数量减小的三维存储器阵列,制造工艺可没有其它方法复杂和昂
贵。因此,本发明的制造工艺可没有先前方法的制造工艺昂贵。
一般技术人员能够实践本发明的实施例,且应理解,可利用其它实施例且可在不脱离本发
明的范围的情况下做出工艺改变、电改变及/或结构改变。
件。举例来说,102可参考图1中的元件“02”,且类似元件可在图2中表示为202。并且,如本文
中所使用,“若干”特定元件及/或特征可指代此类元件及/或特征中的一或多者。
接近于平行定向的定向。类似地,“实质上正交”不限于绝对正交,且可包含至少比平行定向
更接近于垂直定向的定向。
处,且位线104实质上彼此平行布置在不同层级处。字线102及位线104进一步布置成实质上
彼此垂直(例如正交)。针对每一字线102及位线104展示的索引指示在特定层级内相应线的
排序。
字线102与位线104在彼此附近通过(例如交叉、重叠等)的地方。字线102与位线104彼此不
相交,这是因为字线102及位线104形成在不同层级处。
在不同层级处。如图2中所示,位线214实质上彼此平行布置在不同于字线210及212所在的
层级的任一者的层级处(例如在字线210与字线212所在的层级之间)。位线214进一步布置
成实质上垂直(例如正交)于字线210、212。
与位线214之间。因而,存储器单元布置在多个层级中,且每一层级具有组织成交叉点架构
的存储器单元。所述层级形成在彼此不同的层级处,进而经垂直堆叠。存储器单元形成在形
成字线212及位线214的层级之间的层级处。
单元的额外层级需要添加字线的另一层级(例如,存储器单元218上方的字线212)。位线214
为定位成垂直相邻于位线214(在位线214正上方及正下方)的存储器单元216和218所共用。
此相邻将位线214限制成最多为两个存储器单元所共用。更一般来说,三维存储器阵列可具
有多于图2中所展示(例如,如图2中所展示般配置)的堆叠层级。然而,存储器单元的更多层
级的添加(例如通过将多个存储器阵列208堆叠在彼此之上)需要界定用于存储器单元的每
一额外层级的额外字线及用于额外存储器单元的每一新层级(或最多层级对)的额外位线。
层级1内的位置3处。因而,存储器单元216在图2中被展示为定位于位线214(即,BL0)与位线
214下方的字线(即,WL2,0)之间且存储器单元218在图2中被展示为定位于位线214(即,BL0)
与位线214上方的字线(即,WL2,1)之间。
在N个层级上。绝缘材料(例如,电介质材料)使字线的层级分离。因而,通过绝缘材料分离的
字线的层级形成WL/绝缘材料的堆叠。数据线(其可称作位线(BL))布置成实质上垂直于字
线且定位于字线的N个层级上方的层级处(例如在N+1层级处)。每一位线可具有靠近字线的
若干导电延伸部(例如,垂直延伸部),其中存储器单元形成在垂直延伸部与字线之间。
中被展示为布置成四个层级。然而,字线322可布置成的层级的数量不限于此数量,且字线
322可布置成更多或更少层级。字线322实质上彼此平行布置在特定层级内。字线322可在堆
叠中垂直对准。即,在多个层级中的每一者中的字线322可定位于每一层级内的相同相对位
置处,以便与正上方及/或正下方的字线322对准。绝缘材料(图3中未展示)可定位于形成字
线322的层级之间及特定层级处的字线322之间。
324可进一步布置成实质上垂直(例如,正交)于字线322,以便具有位线324与字线322之间
的重叠(例如,在不同层级处的交叉)。然而,实施例不限于严格平行/正交配置。
堆叠的底部的字线),且字线WL2,3展示为定位于层级3内的位置2处(在定位于位置2处的字
线的堆叠的顶部的字线)。字线322可布置成的层级的数量及在每一层级处的字线322的数
量可多于或少于图3中展示的数量。
来说,位线324的导电延伸部326可经布置以从位线324垂直延伸以与位线324下方的相应字
线322的一部分相交,如图3中所示。如所示,导电延伸部326可通过字线322以便被字线322
完全包围。根据若干实施例,导电延伸部326可在字线322附近通过(例如,相邻于字线322),
使得可在导电延伸部326与字线322之间形成存储器单元。
电延伸部326与字线322之间。举例来说,在导电延伸部326通过字线322的一部分的情况下,
存储器单元328可定位于导电延伸部326与字线322之间。
三维存储器阵列320可包含具有共用位线324但单独字线322的存储器单元328。虽然在图3
中展示字线322的四个层级(及存储器单元328的四个对应层级),但本发明的实施例不限于
此且可包含字线322的更多或更少层级(及存储器单元328的对应层级)。存储器单元可形成
在与形成字线相同的层级处。
器单元328还可包含例如MOS晶体管、BJT、二极管、双向阈值开关(OTS)等开关。OTS可包括硫
属化物材料,例如不同于用于存储器元件的硫属化物材料的硫属化物材料。
延伸部326周围。若干实施例包含相变材料(PCM)及开关存储器单元的三维存储器阵列,其
可称作3D PCMS阵列。为了简单起见,图3展示定位于延伸部326与字线322的相交点处的存
储器单元328。然而,本发明的实施例不限于此且存储器单元328可定位于延伸部326与字线
322的交叉附近。
字线422、经正交定向的位线424及垂直于字线422及位线424两者的导电延伸部436,导电延
伸部436经耦合且经布置以从位线424垂直向下延伸。
过相应的单元选择装置的阈值电压。未经寻址字线422及未经寻址位线424经偏置以使得跨
任何其它对经寻址及/或未经寻址的字线422及位线424的电压差不超过相应的单元选择装
置的阈值电压。举例来说,可以例如参考电压(VREF)等中间电压(例如经寻址位线与字线电
压之间的中点电压)偏置所有其它字线422(包含定位于相同层级中的不同字线422及定位
于不同层级处的字线422)及其它位线424。
层级或层级内的位置,使用ADDR标注图4中展示的字线422且针对未经寻址层级或一层级内
的不同字线位置使用NOTADDR标注字线422。因此,在图4中将经寻址的字线422展示为
WLADDR,ADDR。在图4中将未经寻址的字线422展示为WLNOTADDR,NOTADDR、WLNOTADDR,ADDR或WLADDR,NOTADDR
中的一者,以指示未经寻址的字线422定位于未经寻址的位置及/或层级处。
经选取以处于未经寻址的字线422与未经寻址的位线之间的中点处。然而,中间电压可经选
择为不同于中点电压以最小化对字线422及位线424的干扰。
经寻址的字线422与未经寻址的位线424之间的未经干扰存储器单元438无任何阴影以指示
跨存储器单元438的电压差为可忽略的,例如空值、零。图4还展示未经寻址的字线422与经
寻址的位线424之间的经干扰存储器单元440,及经寻址的字线422与未经寻址的位线424之
间的经干扰存储器单元441,其被部分加阴影以指示跨存储器单元441的电压差小于相应的
单元选择装置的阈值电压的某一中间电压,例如V/2。将未经寻址的字线422及未经寻址的
位线424偏置到相同电压可为有益的。
(例如电阻可变存储器单元)。本发明的平衡偏置方案允许仅在经寻址单元上(即,在经寻址
的字线、层级及位线上)获得高于阈值的电压降,而仅干扰沿经寻址的字线及位线的分别处
于未经寻址的位线及字线的单元,例如顶多最小的泄露电流流动通过未经寻址的单元。
面积,例如可形成椭圆形、正方形或矩形同心存储器单元。图5展示例如图3中说明的存储器
阵列320的存储器阵列的一部分。图5展示包括在通过至少绝缘材料(未展示但定位于导电
线522之间548处)彼此分离的若干层级处的多个导电线522(例如,字线)的堆叠544。导电延
伸部554经布置以垂直于多个导电线522延伸。导电延伸部554在一端处连通地耦合到位线
(图5中未展示)。
便与相应导电线522的一部分相交,使得导电延伸部554不完全由导电线522包围(关于图6B
对此进行进一步描述)。根据若干实施例,导电延伸部554靠近相应的导电线522而通过而非
通过相应导电线522。
电延伸部554相邻且OTS材料550经布置成与PCM 552同心,但本发明的实施例不限于此。根
据若干实施例,OTS材料550布置成与导电延伸部554相邻且PCM 552布置成与OTS材料550同
心。
材料552与单元选择装置材料550之间以分离存储元件材料552与单元选择装置550及/或提
供存储元件材料552与单元选择装置550之间的保护以(例如)减轻成分混合的材料。
部554与导电线522之间。同心存储器单元可实质上形成在与形成字线相同的层级处,使得
同心存储器单元与导电线522实质上共面。
相变材料之外,相变材料还可为硫属化物合金,例如铟(In)‑锑(Sb)‑碲(Te)(IST)材料(例
如In2Sb2Te5、In1Sb2Te4、In1Sb4Te7等)或锗(Ge)‑锑(Sb)‑碲(Te)(GST)材料(例如Ge8Sb5Te8、
Ge2Sb2Te5、Ge1Sb2Te4、Ge1Sb4Te7、Ge4Sb4Te7等)。如本文中使用的用连字符连接的化学组合物
表示法指示包含于特定混合物或化合物中的元素,且既定表示涉及所指示元素的所有理想
配比。例如,其它相变材料可包含Ge‑Te、In‑Se、Sb‑Te、Ga‑Sb、In‑Sb、As‑Te、Al‑Te、Ge‑Sb‑
Te、Te‑Ge‑As、In‑Sb‑Te、Te‑Sn‑Se、Ge‑Se‑Ga、Bi‑Se‑Sb、Ga‑Se‑Te、Sn‑Sb‑Te、In‑Sb‑Ge、
Te‑Ge‑Sb‑S、Te‑Ge‑Sn‑O、Te‑Ge‑Sn‑Au、Pd‑Te‑Ge‑Sn、In‑Se‑Ti‑Co、Ge‑Sb‑Te‑Pd、Ge‑Sb‑
Te‑Co、Sb‑Te‑Bi‑Se、Ag‑In‑Sb‑Te、Ge‑Sb‑Se‑Te、Ge‑Sn‑Sb‑Te、Ge‑Te‑Sn‑Ni、Ge‑Te‑Sn‑Pd
及Ge‑Te‑Sn‑Pt。相变材料的其它实例包含过渡金属氧化物材料或包含两种或两种以上金
属(例如过渡金属、碱土金属及/或稀土金属)的合金。实施例不限于特定电阻可变材料或与
存储器单元的存储元件相关联的材料。举例来说,可用于形成存储元件的电阻可变材料的
其它实例尤其包含二元金属氧化物材料、巨磁阻材料及/或各种基于聚合物的电阻可变材
料。
OTS材料可包含(例如)响应于跨OTS的施加电压的硫属化物材料。对于小于阈值电压的施加
电压,OTS保持在“关断”状态(例如不导电状态)中。或者,响应于大于阈值电压的跨OTS的施
加电压,OTS进入“接通”状态(例如导电状态)。响应于接近阈值电压的施加电压,跨OTS的电
压可“折回”到保持电压。
可应用于其它交叉点阵列,例如除利用(例如)其它类型的存储器单元之外还利用电阻随机
存取存储器(RRAM)单元、导电桥接随机存取存储器(CBRAM)单元及/或自旋转移力矩随机存
取存储器(STT‑RAM)单元的阵列。
择装置材料可包括不同材料。
子层沉积(ALD)、等离子增强型ALD、物理气相沉积(PVD)、热分解及/或热生长等。或者,可在
原位生长材料。虽然本文中描述及说明的材料可形成为层,但是材料不限于此且可形成于
其它三维配置中。关于图7A到9C进一步论述制造技术。
如,字线)及布置成垂直于第一导电线622的多个第二导电线624(例如,位线)。
中展示的层级j中的字线下方。第一导电线622与第二导电线624重叠且借此形成导电线格
栅。
一导电线的占据面积的导电/绝缘材料的若干堆叠之间(横向)形成沟槽。可使用绝缘材料
(例如电介质)填充因此形成的若干堆叠之间的沟槽,以使特定高度处的第一导电线彼此分
离。
离。例如,尤其关于图7A展示一个此堆叠的轮廓视图。
的导电及绝缘材料的堆叠。如本文中所使用,导电线的“占据面积”指代在形成时的特定导
电线的轮廓,例如包括第一导电线的堆叠的轮廓。可在后续处理中形成通过第一导电线及
第二导电线的部分的通孔,此可改变导电线的所得边界;然而,在本文中使用术语“占据面
积”以指代(例如)紧接在形成通过第一导电线的通孔之前的第一导电线的原始边界。
电线622与第二导电线624看似相交的地方。因为第一导电线622及第二导电线624形成在不
同层级处,所以其实际上彼此不相交。一个存储器单元649形成在每一字线‑位线重叠处,例
如形成在多个导电线层级的每一层级处(在图6A中通过j指示)。
导电线622(例如通过相应第一导电线622的中心线)的导电延伸部654。可围绕导电延伸部
654同心地布置存储元件材料652(例如,相变材料(PCM))及单元选择装置材料650(例如,双
向阈值开关(OTS)材料)。虽然图6A展示存储元件材料652布置成与导电延伸部654相邻且单
元选择装置材料650布置成与存储元件材料652同心,但本发明的实施例不限于此,且单元
选择装置材料650可布置成与导电延伸部654相邻,其中存储元件材料652布置成与单元选
择装置材料650同心。
稍微改变水平定位而从中心线位置偏移但仍通过第一导电线的中心线的相应第二导电线
624。
元件材料652及单元选择装置材料650的横截面全部定位于第一导电线622的占据面积内,
因为这些经同心布置的材料通过形成在多个层级中的每一者处的第一导电线622。在图6A
中展示的切割线A‑A提供对图7A到7C中展示的视图的参考。
622(例如,字线)及布置成垂直于第一导电线622的多个第二导电线624(例如,位线)。其它
层级的第一导电线622(例如,其它层级的字线)可存在于图6B中所展示的层级j中的字线下
方。第一导电线622与第二导电线624重叠且进而形成导电线格栅。
线624重叠的位置处。即,同心存储器单元672可形成在第一导电线622与第二导电线624看
似相交的地方附近(第一导电线622及第二导电线624形成在不同层级处,使得其实际上彼
此不相交)。一个存储器单元672可靠近每一字线‑位线重叠而形成,例如,形成在多个导电
线层级的每一层级处(在图6B中通过j指示)。
存储元件材料652同心,但本发明的实施例不限于此,且单元选择装置材料650可布置成与
导电延伸部654相邻,其中存储元件材料652布置成与单元选择装置材料650同心。
导电线622的一部分的导电延伸部654、存储元件材料652及单元选择装置材料650,使得这
些经同心布置的材料未被第一导电线622完全包围(例如在每一第一导电线622的层级处封
围)。因而,仅存储元件材料652及/或单元选择装置材料650的圆周的一部分与第一导电线
622接触(在第一导电线622的层级处)。以此方式,在相变中涉及的存储元件材料652的体积
小于存储元件材料652及/或单元选择装置材料650全部通过第一导电线622时的体积。
储器单元672的材料可一半定位于相应第一导电线622的占据面积内且一半定位于所述占
据面积外部。然而,本发明的实施例不限于此,且构成同心存储器单元672的材料可经定位
以使某一部分定位于相应第一导电线622的占据面积内且使剩余部分定位于所述占据面积
外部。
在PCM中形成非晶区域时,编程及/或擦除减小体积的存储元件材料652可需要更少能量。并
且,相对于在导电延伸部654通过(例如)第一导电线622的中心且被第一导电线622完全包
围(例如图6A中所示)的情况中相同宽度的第一导电线622,增大了第一导电线622吸收电流
的有用区段。或者,通过针对每单位长度给定电阻率使用更小的第一导电线622宽度而获得
经减小的有效存储器单元大小;然而,此方法对同心存储器单元672与第一导电线622之间
的未对准更敏感。
个第一导电线622(例如,字线)及布置成垂直于第一导电线622的多个第二导电线624(例
如,位线)。其它层级的第一导电线622(例如,其它层级的字线)可存在于图6C中展示的层级
j中的字线下方。第一导电线622与第二导电线624重叠且进而形成导电线格栅。
处。即,同心存储器单元647可形成在第一导电线622与第二导电线624看似相交的地方。然
而,第一导电线622及第二导电线624形成在不同层级处,所以其实际上彼此不相交。一个同
心存储器单元647可靠近每一字线‑位线重叠而形成,例如形成在多个导电线层级的每一层
级处(在图6C中通过j指示)。
(PCM))及/或单元选择装置材料650(例如,双向阈值开关(OTS)材料)。可围绕导电延伸部
654、存储元件材料652及/或单元选择装置材料650同心地布置加热器材料645,使得加热器
材料645与存储元件材料652相邻,如图6C中的一个配置所展示。应注意,在图6C中存储元件
材料652及单元选择装置材料650的相对定位与图6A中展示的相对定位(例如,如关于图6A
所论述的替代配置)反向,(使得存储元件材料652经定位成与加热器材料645相邻)。
区域。对于同心存储器单元649的圆形占据面积,有效体积为大约2πr*tGST*tWL,其中2πr为
垂直导电延伸部654的周长,tGST为PCM材料652的厚度且tWL为第一导电线622的厚度。可以
第一导电线622的增加的电阻为代价通过将第一导电线622制得更薄而减小有效体积。
加热器材料645(相对于第一导电线622材料的厚度来说较薄)而将大部分第一导电线622的
总电阻实质上维持于可接受量值。
小横截面中,进而增大存储元件材料652中的局部化电流。第一导电线622的相对较厚的轮
廓提供第一导电线622的较低电阻,且在存储元件材料652附近的相对较薄的加热器材料
645减小第一导电线622在同心存储器单元647处的有效横截面积以集中电流。因而,较薄的
加热器材料645有效减小正经受相变的有效体积(因为相对较薄的加热器材料645的厚度)
且可充当可通过焦耳效应进行加热的加热器,因此将更集中的能量及增大的温度提供到相
邻存储元件材料652。虽然在本发明使用术语“加热器材料”以区别其它材料及结构,但本发
明的实施例不限于自身温度增大的加热器材料。即,“加热器材料”既定指定可集中电流以
限制在相变中所涉及的存储元件材料652的体积且此电流集中可增大存储元件材料652的
特定体积中的局部化温度的材料及/或结构。
大小与其它存储器单元配置相比可较大。因而,单一同心存储器单元可能并非给定技术节
点的最小大小。然而,制造工艺允许堆叠若干存储器单元层级而不会成比例地增大阵列掩
模计数,这是因为不必针对每一额外层级界定第一导电线622(例如,字线)及第二导电线
624(例如,位线)。
向顺序布置单元选择装置材料650、存储元件材料652及加热器材料645。
的定位稍微改变水平定位而从中心线位置偏移同时仍通过第一导电线的中心线的相应第
二导电线624。
元件材料652及加热器材料645的横截面全部定位于第一导电线的占据面积内,因为这些经
同心布置的材料通过形成在多个层级中的每一者处的第一导电线622。
截面的未对准问题最小化,可形成具有大于可能最小大小的尺寸的第一导电线622,因为存
储元件材料652及单元选择装置材料650比第一导电线622材料更具电阻性。
6C描述具有同心加热器材料的同心存储器单元。上文关于图6B描述同心存储器单元与第一
导电线622及第二导电线624的重叠的未对准,使得同心存储器单元以少于全部的同心存储
器单元被特定第一导线622包围的方式与第一导电线622相交。如关于图6D中的同心存储器
单元673所说明,可组合这些特征。以此方式,可同时获得导电线622导电性改善及与减小的
有效体积相关联的减小的编程能量需求。
视图是沿着图6A中展示的切割线A‑A。图7A展示在蚀刻停止材料762(例如,衬底材料)上方
形成(例如,沉积)若干交替的绝缘材料748(例如,电介质)及导电材料722(第一导电线由导
电材料722形成)。
第一导电材料722的所得区域可排除在形成通孔时移除的区域。然而,如先前所论述,术语
第一导电材料722的“占据面积”指代恰在形成穿过第一导电材料722的通孔之前第一导电
材料722的边界,例如通孔可全部或部分穿过第一导电线722的占据面积。
材料)而填充通孔764,使得结果为单元选择装置材料750及存储元件材料752同心围绕导电
延伸部材料754(例如图7B中所示)。如上文所述,可在单元选择装置材料750、存储元件材料
752及/或导电延伸部材料754之前、之后及/或之间形成(例如,沉积)其它材料(例如)以形
成抗材料的相互扩散的粘附层或势垒。
存储器单元749彼此隔离。可在经填充的通孔上方形成第二导电线724(例如,位线),使得第
二导电线724连通地耦合到导电延伸部材料754。
第二导电线724下方的适当位置中而形成第二导电线724。根据另一实施例,可使用镶嵌工
艺以形成第二导电线724。
的最外径向位置处的单元选择装置材料750垂直邻接于第一导电线722的不同层级之间。图
8A到8C中展示的工艺流程导致与离散存储器单元相关联且沉积于同心存储器单元的最外
径向位置处的单元选择装置材料在不同层级(对应于不同第一导电线)之间分离。
材料的相对径向位置,使得存储元件材料定位于同心存储器单元的最外径向位置处且存储
元件材料在不同同心存储器单元之间分离。
区域可排除在形成通孔时移除的区域。然而,如先前所论述,术语第一导电材料822的“占据
面积”指代恰在形成穿过第一导电材料822的通孔之前第一导电材料822的边界,例如通孔
可全部或部分穿过第一导电材料822的占据面积。通孔(例如,孔)可经蚀刻穿过交替的绝缘
材料848及导电材料822,(例如)在蚀刻停止材料862处停止(类似于图7A中针对通孔764所
展示的)。在通孔形成期间或之后,使导电材料822凹入以导致图8A中说明的通孔868的配
置。可通过选择性地蚀刻通孔868中的导电材料822的暴露区域(例如通过非定向蚀刻(例
如,湿式蚀刻))而形成导电材料822中的凹槽869。
导电材料822留下的离散区域中。此后,可如所示般在通孔中形成存储元件材料852(例如,
PCM)及导电延伸部854(例如,金属垂直位线延伸部)材料。根据关于图8A到8C说明的工艺,
单元选择装置材料855仅作为围绕第二导电线的导电延伸部854及存储元件材料852的多个
离散环状结构而形成在第一导电线822的交叉处,借此减小垂直相邻的同心存储器单元867
之间的电泄漏及干扰。可进一步处理存储元件材料852及导电延伸部854材料且在其上方形
成第二导电线(例如,位线),如关于图7C所述。
似于关于图8A到8C展示及描述的形成工艺,只是包含了额外的加热器材料。图9A到9C所展
示的视图是沿着图6C中所展示的切割线B‑B。如上文关于图6C类似地论述,同心存储器单元
994的配置包含存储元件材料952及加热器材料945相邻以实现与减小的有效体积相关联的
减小的编程能量需求。
材料922的所得区域可排除在形成通孔时移除的区域。然而,如先前所论述,术语第一导电
材料922的“占据面积”指代恰在形成穿过第一导电材料922的通孔之前第一导电材料922的
边界,例如通孔可全部或部分穿过第一导电材料922的占据面积。通孔990可经蚀刻穿过交
替的绝缘材料948、加热器材料945及导电材料922,(例如)在蚀刻停止材料982处停止。
刻))通孔中的导电材料922的暴露区域而形成导电材料922中的凹槽969。非定向蚀刻可专
用于导电材料922但不(或较少)专用于加热器材料945(其可为不同于导电材料922的材
料)。
元选择装置材料855沉积到凹槽869中。可例如通过定向蚀刻(例如,干式蚀刻)从顶表面
(即,上部绝缘材料948上方)及通孔990的侧壁移除绝缘材料992,此可使绝缘材料992仅留
在凹槽969(例如,由凹入的导电材料822留下的离散区域)中,同时暴露在通孔990的侧壁处
的加热器材料945的一部分,如图9B中所示。
槽969中的绝缘材料992以外的全部绝缘材料992。
材料950(对应于图6C中所展示的单元选择装置材料650)及例如金属材料等导电延伸部材
料954(对应于图6C中所示的导电延伸部654)而填充通孔990,使得结果为单元选择装置材
料950及存储元件材料952在通孔990内同心围绕导电延伸部材料954,其中存储元件材料
952与加热器材料945相邻。
加热器材料945,进而使电流集中朝向相变中涉及的存储元件材料952的较小体积,如图9C
中在999处所指示。如上文关于图6C详细论述,使用加热器材料945会有效地减小在存储元
件材料952附近的第一导电线922厚度,进而在相变中涉及较小的有效体积,且还增大在加
热器材料945(其归因于焦耳效应进行加热且传递能量(即,升高温度)到存储元件材料952)
中的电流密度。因而,如此命名加热器材料945,因为其可充当加热器。
形成与同心存储器单元相邻的加热器材料的一个工艺考虑图9A到9C之后,通过与图9C中所
示的配置相比考虑图9D中所示的配置,将了解用于形成调解到第一导电线的加热器材料的
替代工艺。
个导电材料985构成第一导电线(例如,字线),在所述第一导电线之间安置有加热器材料
945(例如,调解到第一导电线)。
所展示的)。可使用非定向蚀刻(例如,湿式蚀刻)使导电材料985中的每一者凹入,类似于图
9A中所说明的结果,只是每一加热器材料945可具有在加热器材料945上方及下方的相邻导
电材料985中的凹槽969。非定向蚀刻可专用于导电材料985但不(或较少)专用于加热器材
料945(其可为不同于导电材料985的材料)。
过定向蚀刻(例如,干式蚀刻)从顶表面(即,上绝缘材料948上方)及通孔的侧壁移除绝缘材
料991,此可使绝缘材料991仅留在加热器材料945正上方及正下方由凹入导电材料985留下
的离散区域中。
充所得通孔,使得结果为单元选择装置材料950及存储元件材料950同心围绕导电延伸部材
料954,如图9D中所示。如上文关于图6C详细论述,使用加热器材料945会有效地减小在存储
元件材料952附近的第一导电线922厚度,借此在相变中涉及较小的有效体积,且还增大在
加热器材料945(归因于焦耳效应进行加热且传递能量(即,升高温度)到存储元件材料952)
中的电流密度。因而,如此命名加热器材料945,因为其可充当加热器。
涉及的存储元件材料952的较小体积,如图9D中在997处所指示。可进一步处理单元选择装
置材料950、存储元件材料952及导电延伸部材料954,且可在其上方形成第二导电线(例如,
位线),如关于图7C所描述。
6C中所说明的位置)的通孔,或应用于经形成而仅与第一导电线的一部分相交(且未由第一
导电线完全包围)(例如,图6D中所说明的位置)的通孔。
给定第一导电线(例如,字线)相互作用。具有“未对准”的垂直导电延伸部的实施例还可减
小存储器单元空间,这是因为第一导电线宽度可因其宽度的较小部分受通孔的形成影响而
相对更窄。
效体积为大约2πr*tGST*tWL,其中2πr为存储元件材料在与相邻材料的界面处的周长的(部
分)(其可进一步经调整以用于其中仅圆周的一部分与存储元件材料相互作用的配置),
tGST为有效存储元件材料厚度且tWL为有效第一导电线(例如,字线)厚度。依照关于图9A到
9D所说明的实施例,可使有效第一导电线厚度减小到加热器材料945的厚度tH,同时维持可
接受的总第一导电线电阻。
与第一导电线材料直接接触,或类似于图9D中所示的加热器材料配置般夹置于两层第一导
电线材料之间。可通过选择性蚀刻或氧化穿过单元选择装置材料而使终止于通孔的侧壁处
的第一导电线材料凹入及绝缘(如先前关于图9A到9D所述,但其中存储元件材料延伸到垂
直导电延伸部材料(例如图9D中的954))。为清楚起见,所得结构类似于在图9C及9D中所表
示且在上文描述的结构,但具有以下修改:存储元件材料将由对应于图9C及9D中的参考数
字945的部分表示且对应于参考数字952的部分将不存在。
其边缘处形成相对于多个第一导电线中的每一者的突出部。至少一个导电延伸部可经布置
以实质上垂直于所述多个第一导电线及相邻存储元件材料而延伸。可在通孔内所述存储元
件材料突出部与所述至少一个导电延伸部之间形成单元选择材料。
导电线与垂直导电延伸部之间,从而使有效存储元件材料体积减小到2πr*tGST*EXTWL,其
中2πr为存储元件材料在与相邻材料的界面处的周长的(部分)(其可进一步经调整以用于
其中仅圆周的一部分与存储元件材料相互作用的配置),tGST为有效存储元件材料厚度,且
EXTWL为薄存储元件材料(例如GST)从相对较厚的低电阻第一导电线材料的延伸部。
例的调适或变动。应了解,上述描述为以说明性方式而非限制性方式做出。所属领域的技术
人员在审阅上述描述后应明白上述实施例的组合及本文未明确描述的其它实施例。本发明
的各种实施例的范围包含其中使用上文结构及方法的其它应用。应参考所附权利要求书连
同此权利要求书所授权的等效物的整个范围来确定本发明的各种实施例的范围。
陈述于每一权利要求中更多的特征。而是,如所附权利要求书反映,发明性标的物在于少于
单个所揭示实施例的全部特征。因此,特此将所附权利要求书并入具体实施方式中,其中每
一权利要求独立地作为单独实施例。