专利名称：相变存储器结构及方法
技术领域：
本发明一般来说涉及半导体存储器装置及方法，且更特定来说涉及相变存储器结构及方法。
背景技术：
通常提供存储器装置作为计算机或其它电子装置中的内部半导体集成电路。存在许多不同类型的存储器，包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、相变随机存取存储器(PCRAM)及快闪存储器，以及其它类型的存储器。例如PCRAM装置的电阻可变存储器装置可包含例如硫属化物合金的结构相变材料，举例来说，其可被编程为不同电阻率状态以存储数据。相变存储器单元为非易失性的且可通过感测相变存储器单元的电阻(例如，通过基于相变材料的电阻感测电流及/或电压变化)来读取存储于所述单元中的特定数据。在其中电阻可变存储器装置包含硫属化物合金的情况中，所述硫属化物合金可展现可逆结构相变(例如，从非晶到结晶)。可将小体积的硫属化物合金集成到可允许单元充当快速切换可编程电阻器的电路中。此可编程电阻器可展现大于结晶状态(低电阻率)与非晶状态(高电阻率)之间的电阻率动态范围40倍的电阻率，且还能够展现允许每一单元中的多位存储的多个中间状态。也就是说，电阻可变存储器可经由将存储器单元编程到若干个不同电阻电平中的一者来实现多电平单元(MLC)功能性。相变存储器单元随时间的可靠性可受各种因素影响，例如相变材料与下伏衬底之间的粘附性及/或用于提供充足电力以使相变材料熔化的电流密度，以及其它因素。作为一实例，在一些实例中，大电流密度可导致相变存储器单元的导电材料中的不合意的电迁移且可导致相变材料中的相分离
发明内容
图1是根据本发明的一个或一个以上实施例的具有一个或一个以上相变存储器结构的相变存储器阵列的一部分的示意图。图2A到2D是图解说明根据本发明的一个或一个以上实施例的形成相变存储器结构的横截面图。图3图解说明根据本发明的一个或一个以上实施例的相变存储器结构的一部分的横截面图。图4是根据本发明的一个或一个以上实施例的存储器装置的一部分的横截面图。
具体实施方式
本发明已描述与相变存储器结构相关联的方法、装置及系统。一种形成相变存储器结构的方法包含:在相变存储器单元的第一导电元件上及电介质材料上形成绝缘体材料；形成与所述第一导电元件自对准的加热器；在所述加热器及形成于所述电介质材料上的所述绝缘体材料的至少一部分上形成相变材料；及在所述相变材料上形成所述相变存储器单元的第二导电元件。与先前相变存储器单元相比，本发明的实施例可提供各种益处，例如提供相变材料与下伏衬底之间的经改善的粘附性及减少与相变存储器单元相关联的编程电流密度。减少编程电流密度可增加相变存储器单元的可靠性，以及其它益处。在本发明的以下详细描述中，参考形成本发明的一部分的附图，且其中以图解说明的方式展示可如何实践本发明的一个或一个以上实施例。充分详细地描述这些实施例以使所属领域的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做出过程、电及/或结构改变，此并不背离本发明的范围。如本文中所使用，标号“N”及“M”(特定来说，关于图式中的参考编号)指示若干个如此标示的特定特征可与本发明的一个或一个以上实施例包含在一起。本文中的图遵循其中第一数字或前几个数字对应于图式图编号且其余几个数字识别所述图式中的元件或组件的编号惯例。不同图之间的类似元件或组件可通过使用类似数字来识别。举例来说，在图1中101可指代元件“01”，且在图4中类似元件可指代为401。如将了解，可添加、交换及/或消除本文中各种实施例中所展示的元件以便提供本发明的若干个额外实施例。另外，图中所提供的元件的比例及相对标度打算图解说明本发明的各种实施例且并非用于限制意义。如本发明中所使用，术语“晶片”及“衬底”可互换地使用，且应理解为包含绝缘体上硅(SOI)或蓝宝石上硅(SOS)技术、经掺杂及未经掺杂的半导体、由基底半导体基础支撑的外延硅层及其它半导体结构。此外，当在以下描述中提及“晶片”或“衬底”时，可能已利用先前工艺步骤在基底半导体结构或基础中形成若干区域或结。图1是根据本发明的一个或一个以上实施例的具有一个或一个以上相变存储器结构的相变存储器阵列100的一部分的示意图。在图1中所图解说明的实施例中，存储器阵列100包含若干个相变存储器单元，每一相变存储器单元具有相关联的存取装置101及电阻可变元件103 (例如，相变材料103)。存取装置101可经操作(例如，接通/关断)以存取存储器单元以便对电阻可变元件103执行例如数据编程(例如，写入)及/或数据感测(例如，读取)操作的操作。在图1中所图解说明的实施例中，存取装置101为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。如图1中所展示，与每一存储器单元相关联的每一 M0SFET101的栅极耦合到若干个存取线 105-0 (WLO)、105-1 (WLl)、...U05-N (WLN)中的一者(即，每一存取线 105-0、105-1、. 、105-N耦 合到一行相变存储器单元)。存取线105-0、105-1、. 、105_N在本文中可称为“字线”。标号“N”用于指示存储器阵列可包含若干个字线。电阻可变元件103可为例如锗-锑-碲(GST)材料(例如，例如Ge2Sb2Te5'Ge2Sb2Te7^Ge1Sb2Te4Xe1Sb4Te7等的Ge-Sb-Te材料)的相变硫属化物合金。如本文所使用，带连字符的化学组合物符号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化学计量。其它相变材料还可包含Ge-Te、In-Se, Sb-Te, Ge-Sb, Ga-Sb,In-Sb、As-Te, Al-Te, Ge-Sb-Te、Te-Ge-As, In-Sb-Te, Te-Sn-Se, Ge-Se-Ga、B1-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-T1-Co、Ge-Sb-Te-Pd、Ge-Sb-Te-Co, Sb-Te-B1-Se、Ag-1n-Sb-Te、Ge-Sb-Se-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Te-Sn-Ni, Ge-Te-Sn-Pd 及 Ge-Te-Sn-Pt，以及各种其它相变材料。在图1中所图解说明的实施例中，每一电阻可变元件103耦合到若干个数据线107-0 (BLO)、107-1 (BLl)、 、107_M(BLM)中的一者(即，每一数据线 107-0、107-1、 、
107-M耦合到一列相变存储器单元)。数据线107-0、107-1.....107-M在本文中可称为“位
线”或“感测线”。标号“M”用于指示存储器阵列可包含若干个位线。为便于在数字环境中寻址，字线105-1、...、105-N的数目及位线107-1、...、107-M的数目可各自为2的某一次幂(例如，256个字线X4，096个位线)。然而，实施例不限于特定数目的字线及/或位线。在操作中，可将适当电压及/或电流信号(例如，脉冲)施加到位线107-0、
107-1.....107-M及字线105-0、105-1.....105-N以便将数据编程到阵列100的相变存储
器单元及/或从所述相变存储器单元读取数据。作为一实例，可通过接通存取装置101并感测穿过相变元件103的电流来确定由阵列100的相变存储器单元存储的数据。在位线上感测的与正读取的存储器单元相关联的电流对应于相变元件103的电阻电平，所述电阻电平又对应于特定数据值(举例来说，例如1、0、001、111、1011等的二进制值)。本发明的实施例不限于图1中所图解说明的实例性阵列100。举例来说，与特定存储器单元相关联的存取装置101可为除MOSFET之外的装置。在一些实施例中，存取装置101可为双极结晶体管(BJT)或二极管(例如，p_n 二极管、肖特基二极管或齐纳二极管)，以及其它类型的存取装置。尽管图1中未图解说明，但所属领域的技术人员将了解，相变存储器阵列100可耦合到包含控制器及各种写入/读取电路及/或其它控制电路的其它存储器组件。 图2A到2D是图解说明根据本发明的一个或一个以上实施例的形成相变存储器结构的横截面图。图2A到2D中所展示的存储器单元结构包含基底半导体结构，所述基底半导体结构包含衬底202，衬底202包含形成于电介质材料204中的导电触点206。衬底202可为硅衬底、绝缘体上硅(SOI)衬底或蓝宝石上硅(SOS)衬底，以及其它衬底。电介质材料204可为例如二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiN)的氮化物或氧化物，以及其它电介质材料。导电触点206可由例如钨(W)的金属(如图2A到2D中所展示)或其它适合导电材料制成且可经由(举例来说)掩蔽及蚀刻工艺形成于电介质材料204中。尽管图2A到2D中未展示，但触点206可耦合到对应于特定存储器单元(例如，例如图1中所展示的PCRAM单元)的存取装置(例如，存取晶体管)。图2A到2D中所展示的结构包含形成于导电触点206上的第一导电元件208 (例如，第一电极)。第一导电元件208可为底部电极(BE)208。举例来说，底部电极208可为例如钛(Ti)、氮化钛(TiN)(例如，富含钛的TiN)、钽(Ta)及/或氮化钽(TaN)的导电材料。底部电极208可通过掩蔽及蚀刻以及其它适合工艺形成。底部电极208的一个或一个以上侧表面与电介质材料204接触。如图2A中所图解说明，根据本发明的一个或一个以上实施例形成相变存储器结构包含在底部电极208及电介质材料204上形成绝缘体材料212。在一个或一个以上实施例中，电介质材料204及/或底部电极208的上部表面可在于其上形成绝缘体材料212之前经由化学机械平面化(CMP)或其它适合工艺来平面化。举例来说，绝缘体材料212可为例如氮化铝(AlN)或氮化硅(SiN)的材料，且可在电介质材料204与相变材料(例如结合图2C到2D描述的相变材料216)之间提供粘附性界面。也就是说，在各种实施例中，绝缘体材料212与形成于其上的相变材料之间的粘附性大于电介质材料204与形成于其上的相变材料之间的粘附性。如此，可将绝缘体212称为绝缘性粘附材料。相变材料与下伏衬底之间的经改善的粘附性可提供益处，例如增加相变存储器装置的长期可靠性，以及其它益处。绝缘体材料212可具有在约2nm到3nm之间的厚度，然而，实施例不限于特定厚度。举例来说，在一些实施例中，绝缘体材料212的厚度不大于约10nm。然而，在各种实施例中，绝缘体212的厚度可小于约2nm或大于约10nm。图2B图解说明界面加热器214。在各种实施例中，加热器214与底部电极208自对准。举例来说，可通过对绝缘体材料212的一部分(例如，材料212的形成于底部电极208上的一部分)进行改质来形成加热器214。在一个或一个以上实施例中，对绝缘体材料212进行改质以形成自对准加热器214包含在绝缘体材料212与底部电极材料208之间产生反应使得加热器214为不同于绝缘体212的材料。作为一实例，可通过加热底部电极208及/或形成于其上的绝缘体材料212产生所述反应。举例来说，可经由例如快速热退火(RTA)、激光退火或微波加热工艺以及其它加热工艺的热退火工艺加热图2A中所图解说明的存储器结构。此工艺可促进绝缘体材料212与底部电极208之间的固态反应。作为一个实例，底部电极208可为氮化钛(TiN)材料且绝缘体材料212可为氮化铝(AlN)材料。在此实施例中，热退火工艺(例如，在N2中在约500°C下达约5分钟)可形成外延氮化钛铝(例如，Ti2AlN)作为加热器214。举例来说，在一些实施例中，TiN底部电极208与AlN绝缘体212的热反应可形成具有其它TiAlN合金相(例如Ti3Al2N2及Ti3AlN)的加热器214。作为另一实例，底部电极208可为钛(Ti)电极且绝缘体材料212可为A1N。由于Ti底部电极208可氧化(例如，在对底部电极208的表面执行CMP工艺之后)，因此可在用于对绝缘体材料212进行改质的加热工艺之前使用进一步处理来将氧化钛(TiOx)还原为Ti。举例来说，可使用原位等离子处理来将TiOx的至少一部分还原为钛金属。作为一实例，可将TiOx暴露于非热等离子，例如放电等离子、微波驱动非热等离子、电介质势垒等离子、脉冲电晕放电等离子、辉光放电等离子及/或常压等离子喷射以及其它非热等离子。所还原的钛可接着与绝缘体材料212的AlN反应以形成Ti2AlN或其它氮化钛铝合金相。作为另一实例，底部电极208可为氮化钽(TaN)电极且绝缘体材料212可为SiN。在此实施例中，对结构执行的热退火工艺可形成氮化钽硅(TaSiN)加热器214。如图2C中所图解说明，相变材料216可形成于绝缘体材料212及底部电极208上，且第二导电元件218(例如，顶部电极)可形成于相变材料216上。顶部电极218可为相变存储器单元的位线或可耦合到所述单元的位线(例如，经由接触插塞)。图2D图解说明相变材料216的作用区域220。作用区域220表示相变材料216的响应于由于底部电极208与顶部电极218之间的电流所致的加热而改变相(例如，从结晶到非晶，且反之亦然)的部分。
底部电极208与相变材料216之间的界面处的自对准加热器214提供各种益处。举例来说，加热器214将局部化热提供到相变材料216，其可辅助作用区域220的切换及/或可减少诱发切换所需的电流密度以及与操作存储器单元相关联的电力。与底部电极208相比，加热器214具有低导热率，此减少到底部电极208的热损耗(例如，由于散热片效应)。与底部电极208相比，加热器214还具有高电阻率，使得加热器214可以高温度容限传导电流，此可(举例来说)增加相变存储器单元完整性及/或可靠性。在一些实施例中，可经由掩蔽及蚀刻工艺形成加热器214。举例来说，可移除(例如，经由蚀刻工艺)绝缘体材料212的一部分(例如，形成于底部电极214上的部分)，且可将材料214(例如，Ti2AlN)沉积于其位置中。然而，与上文所描述的先前方法相比，用以在底部电极上形成材料214的掩蔽及蚀刻可包含额外处理步骤且不提供加热器214与底部电极208的自对准。如下文结合图4所描述，图2D中所图解说明的存储器结构可耦合到存取装置(例如，存取晶体管)及对应于特定存储器单元(例如，例如图1中所展示的PCRAM单元)的其它组件及/或电路。图3图解说明根据本发明的一个或一个以上实施例的相变存储器结构的一部分的横截面图。图3中所展示的实例为包含基底半导体结构的约束相变存储器单元结构，所述基底半导体结构包含衬底302，衬底302包含形成于电介质材料304中的导电触点306。电介质材料313形成于触点306及电介质材料304上。通孔可形成于电介质材料313中且底部电极308可沉积于所述通孔中。加热器材料314可形成于底部电极308上且相变材料316可形成于加热器314上。如上文结合图2A到2D所描述，可通过对形成于底部电极上的绝缘体材料进行改质来形成加热器314。举例来说，可经由(举例来说)例如热退火工艺、激光退火工艺或微波加热工艺的加热工艺而形成加热器314。图3中所展示的相变存储器结构包含形成于相变材料316及电介质材料313上的顶部电极318。图4是根据本发明的一个或一个以上实施例的存储器装置450的一部分的横截面图。存储器装置450包含根据本文中所描述的实施例而形成的若干个相变存储器单元结构。图4中所图解说明的实例包含第一堆叠430-1及第二堆叠430-2。第一堆叠430-1对应于第一相变存储器单元，且第二堆叠430-2对应于第二相变存储器单元(例如，例如图1中所描述的那些相变存储器单元的相变存储器单元)。举例来说，可通过穿过适当材料的掩蔽及蚀刻工艺形成单独堆叠430-1及430-2。堆叠430-1及430-2中的每一者包含形成于相应相变材料(例如，GST) 416-1及416-2上的相应顶部电极(TE) 418-1及418-2。相变材料416-1及416-2形成于绝缘体412-1及412-2以及与相应底部电极408-1及408-2自对准的界面加热器414-1及414-2上。如上文结合图2A到2D所描述，可通过对绝缘体材料412_1及412_2的一部分进行改质来形成加热器414-1及414-2。举例来说，可使用加热工艺来在底部电极(BE)材料408-1/408-2 (例如，如所展示的Ti)与绝缘体材料412-1/412-2 (例如，如所展示的AlN)之间产生反应以形成界面加热器414-1/414-2 (例如，如所展示的Ti2AlN)。绝缘体材料412-1及412-2可提供相变材料416-1及416-2与下伏电介质材料404(例如，SiO2)之间的粘附性界面。底部电极408-1及408-2形成于电介质材料404中，电介质材料404形成于相应导电触点446上。在此实例中，触点446为漏极触点。也就是说，触点446将堆叠430-1及430-2耦合到相应存取装置401 (例如，存取晶体管)的漏极区域444。在此实例中，存取装置401为具有相关联的源极区域443、漏极区域444及栅极区域445的MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)装置且形成于基底衬底402上。然而，实施例不限于特定类型的存取装置。举例来说，如上文所描述，存取装置401可为二极管或BJT，以及用于操作相变存储器单元的其它类型的存取装置。作为一实例，衬底402可为具有n型源极区域443及漏极区域444的p型半导体衬底。 相变存储器装置450还包含耦合到存取装置401中的一者或一者以上的源极区域443的源极触点447。源极触点447及漏极触点446形成于电介质材料448 (例如，SiO2)中且电介质材料449(例如，SiN)形成于晶体管401的栅极堆叠周围以使晶体管401与触点446及447电绝缘。实施例不限于特定电介质材料448及449。如上文所描述，根据本文中所描述的实施例的相变存储器单元结构可提供各种益处。举例来说，自对准加热器414-1及414-2可将局部化热提供到存储器单元的作用区域420-1及420-2，此可减少诱发作用区域内的结构相转变所需的电流。减少所述电流可减少与存储器装置相关联的电力消耗且可改善所述存储器装置的长期可靠性及/或完整性。与先前方法相比，粘附性绝缘体材料412-1及412-2可改善相变材料416-1及416-2与下伏衬底之间的粘附性。此外,经由加热工艺对绝缘体材料412-2/412-2的部分进行改质以形成自对准加热器414-1/414-2可提供各种益处而不增加制作工艺的复杂度。本发明已描述与相变存储器结构相关联的方法、装置及系统。一种形成相变存储器结构的方法包含:在相变存储器单元的第一导电元件上及电介质材料上形成绝缘体材料；形成与所述第一导电元件自对准的加热器；在所述加热器及形成于所述电介质材料上的所述绝缘体材料的至少一部分上形成相变材料；及在所述相变材料上形成所述相变存储器单元的第二导电元件。尽管本文中已图解说明并描述了特定实施例，但所属领域的技术人员将了解可用旨在实现相同结果的布置来替代所展示的特定实施例。本发明打算涵盖本发明各种实施例的改动或变化形式。应理解，已以说明方式而非限定方式做出以上描述。在审阅以上描述之后，所属领域的技术人员将即刻明了以上实施例的组合及本文中未具体描述的其它实施例。本发明各种实施例的范围包含其中使用以上结构及方法的其它应用。因此，应参考所附权利要求书连同授权此权利要求书的等效物的全部范围来确定本发明各种实施例的范围。在前述实施方式中，出于简化本发明的目的而将各种特征一起集合在单个实施例中。本发明的此方法不应被解释为反映本发明所揭示实施例必须使用比明确陈述于每一权利要求中多的特征的意图。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所有特征。因此,特此将所附权利要求书并入到具体实施方式
中,其中每一权利要求独立地作为单独实施例。
权利要求
1.一种形成相变存储器结构的方法，所述方法包括: 在相变存储器单元的第一导电元件上及电介质材料上形成绝缘体材料； 形成与所述第一导电元件自对准的加热器； 在所述加热器及形成于所述电介质材料上的所述绝缘体材料的至少一部分上形成相变材料 '及 在所述相变材料上形成所述相变存储器单元的第二导电元件。
2.根据权利要求1所述的方法,其包含通过对所述绝缘体材料的一部分进行改质形成所述加热器。
3.根据权利要求2所述的方法，其包含在所述加热器上及所述绝缘体材料的未经改质部分上形成所述相变材料。
4.根据权利要求2所述的方法，其中对所述绝缘体材料的所述部分进行改质包含加热所述绝缘体材料的所述部分。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的方法，其中加热所述绝缘体材料的所述部分包含以下各项中的至少一者: 快速热退火RTA工艺； 激光退火工艺 '及 微波加热工艺。
6.根据权利要求2所述的方法，其中对所述绝缘体材料的所述部分进行改质包含在所述绝缘体材料与所述第一导电元件的材料之间产生反应以形成所述加热器。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述绝缘体材料为氮化铝(A1N)，所述第一导电元件的所述材料为钛(Ti)及氮化钛(TiN)中的至少一者，且其中所述反应形成氮化钛铝(TiAlN)加热器。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述绝缘体材料为氮化硅(SiN)，所述第一导电元件的所述材料为氮化钛(TiN)及氮化钽(TaN)中的至少一者，且其中所述反应形成氮化钛硅(TiSiN)加热器及氮化钽硅(TaSiN)加热器中的至少一者。
9.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的方法，其包含经由掩蔽及蚀刻工艺形成与所述第一导电元件自对准的所述加热器。
10.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的方法，其中形成所述第一导电元件包含形成底部电极，且形成所述第二导电元件包含形成顶部电极。
11.一种形成相变存储器结构的方法，所述方法包括: 在相变存储器单元的第一电极上形成绝缘性粘附材料； 通过加热所述绝缘性粘附材料的至少一部分形成与所述第一电极自对准的界面加热器，所述界面加热器为不同于所述绝缘性粘附材料的材料； 在所述界面加热器上形成相变材料；及 在所述相变材料上形成第二电极。
12.根据权利要求11所述的方法，其包含: 形成所述第一电极使得所述第一电极的侧表面与电介质材料接触；及 在所述电介质材料的上部表面的至少一部分上形成所述绝缘性粘附材料。
13.根据权利要求12所述的方法，其包含在所述界面加热器的上部表面上及所述绝缘性粘附材料的至少一部分的上部表面上形成所述相变材料。
14.根据权利要求11所述的方法，其包含: 通过在形成于电介质材料中的通孔中沉积电极材料形成所述第一电极；及 在于所述第一电极上形成所述绝缘性粘附材料之前对所述第一电极执行平面化工艺。
15.根据权利要求11到14中任一权利要求所述的方法，其中加热所述绝缘性粘附材料的所述至少一部分包含对所述相变存储器结构执行热退火工艺。
16.根据权利要求11到14中任一权利要求所述的方法，其中加热所述绝缘性粘附材料的所述至少一部分包含对所述绝缘性粘附材料的所述至少一部分执行微波加热工艺。
17.根据权利要求11到14中任一权利要求所述的方法，其中加热所述绝缘性粘附材料的所述至少一部分包含对所述绝缘性粘附材料的所述至少一部分执行激光退火工艺。
18.根据权利要求11到14中任一权利要求所述的方法，其包含通过在于所述第一电极上形成所述绝缘性粘附材料之前且在加热所述绝缘性粘附材料的所述至少一部分之前执行原位等离子处理工艺来还原所述第一电极的氧化。
19.一种相变存储器结构，其包括: 底部电极，其具有与电介质材料接触的侧表面； 相变材料，其在所述底部电极与顶部电极之间； 绝缘体材料，其具有提供针对所述相变材料的至少一部分的粘附性界面的第一部分；及 界面加热器，其与所述底部电极自对准且定位于所述底部电极与所述相变材料之间；其中所述界面加热器为所述绝缘体材料的经改质部分且为不同于所述绝缘体材料的材料。
20.根据权利要求19所述的存储器结构，其中所述绝缘体材料的所述第一部分形成于所述电介质材料及所述底部电极的经平面化表面上。
21.根据权利要求19所述的存储器结构，其中所述底部电极形成于在所述电介质材料中形成的通孔中，且其中由所述绝缘体材料的所述第一部分提供的所述粘附性界面包含和所述相变材料与所述电介质材料之间的粘附性相比增加的粘附性。
22.根据权利要求19所述的存储器结构，其中所述自对准界面加热器是通过所述绝缘体材料与所述底部电极的材料之间的反应而形成的。
23.根据权利要求19所述的存储器结构，其中所述绝缘体材料具有小于约IOnm的厚度。
24.根据权利要求19到23中任一权利要求所述的存储器结构，其中所述底部电极耦合到金属触点，且其中所述金属触点耦合到对应于所述相变存储器结构的存取晶体管的源极及漏极区域中的至少一者。
25.根据权利要求19到23中任一权利要求所述的存储器结构，其中所述绝缘体材料为氮化铝(AlN)及氮化硅(SiN)中的至少一者。
26.根据权利要求25所述的存储器结构，其中所述界面加热器包含来自包含以下各项的群组的材料:氮化钛铝(TiAlN) 氮化钛硅(TiSiN);及 氮化钽硅(TaSiN)。
27.一种相变存储器单元，其包括: 存取装置； 第一电极，其经由导电触点耦合到所述存取装置； 界面加热器，其形成于所述第一电极上且与所述第一电极自对准； 相变材料，其形成于所述自对准界面加热器上及绝缘体材料的至少一部分上，所述绝缘体材料形成于具有与所述第一电极接触的侧表面的电介质材料上；及 第二电极，其形成于所述相变材料上； 其中所述自对准界面加热器为所述绝缘体材料的经由加热工艺改质的一部分使得所述自对准界面加热器为不同于所述绝缘体材料的材料。
28.根据权利要求27所述的装置，其中所述界面加热器经配置以产生热来辅助所述存储器单元的编程。
29.根据权利要求27到28中任一权利要求所述的装置，其中所述界面加热器具有有助于减少到所述第一电极的热损耗的导热率。
30.一种操作相变存储器单元的方法，所述方法包括: 通过在所述相变存储器单元的顶部与底部电极之间提供电压差来编程所述存储器单元；及 经由形成于所述底部电极上且与所述底部电极自对准的界面加热器将局部化加热提供到所述存储器单元的相变材料的作用区域； 其中所述界面加热器响应于所述电压差而产生热，此辅助所述作用区域的状态的切换以编程所述存储器单元。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述界面加热器为位于所述相变材料与所述底部电极之间的电介质材料的经改质部分。
全文摘要
本文中描述与相变存储器结构相关联的方法、装置及系统。一种形成相变存储器结构的方法包含在相变存储器单元的第一导电元件上及电介质材料上形成绝缘体材料；形成与所述第一导电元件自对准的加热器；在所述加热器及形成于所述电介质材料上的所述绝缘体材料的至少一部分上形成相变材料；及在所述相变材料上形成所述相变存储器单元的第二导电元件。
文档编号H01L21/8247GK103119708SQ201180045055
公开日2013年5月22日 申请日期2011年8月17日 优先权日2010年8月26日
发明者刘峻 申请人:美光科技公司