存储器单元和存储器阵列的制作方法

本技术大体上涉及存储器装置，并且更明确地说，涉及相变存储器单元。

背景技术：

1、相变材料是在热的作用下可以在晶相和非晶相之间转换的材料。由于非晶材料的电阻显著大于相同材料的结晶相的电阻，因此这种现象用于定义两个存储状态，例如逻辑0和逻辑1，这两个存储状态由通过相变材料测量的电阻区分。用于制造存储器的最常见的相变材料是由锗、锑和碲构成的合金。

2、在本领域中需要解决已知相变存储器的全部或一些缺点。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种存储器单元和一种存储器阵列，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

2、本公开的一方面提供了一种存储器单元，包括：衬底，包括半导体区和绝缘区；第一绝缘层，在所述衬底上；第一导电通孔和第二导电通孔，穿过所述第一绝缘层；相变材料层，位于所述第一绝缘层上；以及互连网络，包括导电轨；其中所述第一导电通孔的第一端与所述相变材料层接触，并且所述第一导电通孔的第二端与所述半导体区接触；以及其中所述第二导电通孔的第一端与所述相变材料层和所述导电轨两者接触，并且其中所述第二导电通孔的第二端仅与所述绝缘区接触。

3、根据一个或多个实施例，其中所述半导体区是晶体管的源极区或漏极区。

4、根据一个或多个实施例，其中所述互连网络包括第二绝缘层，并且其中所述导电轨穿过所述第二绝缘层。

5、根据一个或多个实施例，其中所述第二绝缘层的厚度大于所述相变材料层的厚度，并且其中所述第二绝缘层覆盖所述相变材料层。

6、根据一个或多个实施例，其中所述相变材料层的厚度小于所述导电轨的厚度。

7、根据一个或多个实施例，其中所述导电轨和所述相变材料层被绝缘材料的一部分分离。

8、根据一个或多个实施例，其中所述相变材料层至少部分处于结晶状态。

9、本公开的另一方面提供了一种存储器阵列，包括：多个存储器单元，其中每个存储器单元包括根据上述一个或多个实施例所述的存储器单元。

10、根据一个或多个实施例，其中所述多个存储器单元中的至少一个存储器单元具有部分处于非晶状态的所述相变材料层。

11、本公开的又一方面提供了一种存储器单元，包括：半导体衬底，包括掺杂半导体区和绝缘区；第一绝缘层，在所述衬底上；第二绝缘层，位于所述第一绝缘层上，其中所述第二绝缘层包括：相变材料区；以及导电轨；第一导电通孔，穿过所述第一绝缘层并且将所述相变材料区电连接到所述掺杂半导体区；第二导电通孔，跨过所述第一绝缘层并且位于所述绝缘区上；其中所述第二导电通孔将所述相变材料区电连接到所述导电轨。

12、根据一个或多个实施例，其中所述相变材料区的厚度小于所述导电轨的厚度、并且所述相变材料区的厚度小于所述第二绝缘层的厚度。

13、根据一个或多个实施例，其中所述第二绝缘层的一部分将所述导电轨从所述相变材料区横向分离。

14、本公开的另一方面提供了一种存储器阵列，包括：多个存储器单元，其中每个存储器单元包括根据一个或多个实施例所述的存储器单元。

15、根据一个或多个实施例，其中所述多个存储器单元中的至少一个存储器单元具有部分处于非晶状态的相变材料。

16、利用本公开的实施例有利地减小层的组合厚度而不改变互连网络的结构和制造。

技术特征：

1.一种存储器单元，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的存储器单元，其特征在于，所述半导体区是晶体管的源极区或漏极区。

3.根据权利要求1所述的存储器单元，其特征在于，所述互连网络包括第二绝缘层，并且其中所述导电轨穿过所述第二绝缘层。

4.根据权利要求3所述的存储器单元，其特征在于，所述第二绝缘层的厚度大于所述相变材料层的厚度，并且其中所述第二绝缘层覆盖所述相变材料层。

5.根据权利要求1所述的存储器单元，其特征在于，所述相变材料层的厚度小于所述导电轨的厚度。

6.根据权利要求1所述的存储器单元，其特征在于，所述导电轨和所述相变材料层被绝缘材料的一部分分离。

7.根据权利要求1所述的存储器单元，其特征在于，所述相变材料层至少部分处于结晶状态。

8.一种存储器阵列，其特征在于，包括：多个存储器单元，其中每个存储器单元包括根据权利要求1所述的存储器单元。

9.根据权利要求8所述的存储器阵列，其特征在于，所述多个存储器单元中的至少一个存储器单元具有部分处于非晶状态的所述相变材料层。

10.一种存储器单元，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的存储器单元，其特征在于，所述相变材料区的厚度小于所述导电轨的厚度、并且所述相变材料区的厚度小于所述第二绝缘层的厚度。

12.根据权利要求10所述的存储器单元，其特征在于，所述第二绝缘层的一部分将所述导电轨从所述相变材料区横向分离。

13.一种存储器阵列，包括：多个存储器单元，其特征在于，每个存储器单元包括根据权利要求10所述的存储器单元。

14.根据权利要求13所述的存储器阵列，其特征在于，所述多个存储器单元中的至少一个存储器单元具有部分处于非晶状态的相变材料。

技术总结
本公开的实施例涉及存储器单元和存储器阵列。存储器单元包括具有半导体区和绝缘区的衬底。第一绝缘层在衬底上延伸。相变材料层位于第一绝缘层上。存储器单元还包括具有导电轨的互连网络。延伸穿过所述第一绝缘层的第一导电通孔的第一端与所述相变材料层接触，并且所述第一导电通孔的第二端与所述半导体区接触。延伸穿过第一绝缘层的第二导电通孔的第一端与相变材料层和导电轨两者接触，并且第二导电通孔的第二端仅与绝缘区接触。利用本公开的实施例有利地减小层的组合厚度而不改变互连网络的结构和制造。

技术研发人员：P·G·卡佩莱蒂,F·皮亚扎,A·雷达埃利
受保护的技术使用者：意法半导体（克洛尔2）公司
技术研发日：20220801
技术公布日：2024/1/11