相变存储器及其形成方法、芯片与流程

本公开涉及半导体，具体地，涉及一种相变存储器及其形成方法、芯片。

背景技术：

1、相变存储器(phase change memory，pcm)是利用相变材料在晶态和非晶态的巨大电阻差异实现信息存储的新型存储器。相变材料在非晶态时具有较高电阻，其分子结构为无序状态；相变材料在晶态时具有较低电阻，其内部分子结构为有序状态，两态之间的电阻差异通常达到2个数量级。通过电流诱导的焦耳热，可以实现相变材料在两个电阻态(高电阻和低电阻)之间的快速转变。

2、因pcm具有稳定性强、功耗低、存储密度高、与传统的cmos工艺兼容等优点，从而受到越来越多研究者和企业的关注。pcm以其巨大的优势，被认为是最具潜力的下一代非易失性存储器之一。

3、如何进一步提高相变存储器的性能，成为了亟需解决的问题。

4、公开内容

5、有鉴于此，本公开实施例提出一种相变存储器及其形成方法、芯片。

6、根据本公开的第一方面，提供了一种相变存储器，包括：

7、由下至上层叠设置的第一地址线层、第一界面层、至少一个相变存储单元、第二地址线层；其中，

8、所述第一地址线层包括至少一条沿第一方向延伸的第一地址线；所述第二地址线层包括至少一条沿第二方向延伸的第二地址线；所述第二方向与所述第一方向相交；

9、所述相变存储单元与所述第一地址线和所述第二地址线均垂直；

10、所述第一界面层包括至少一个第一界面结构；所述第一界面结构至少位于所述第一地址线与所述相变存储单元之间，用于增加所述相变存储单元与所述第一地址线之间的接触电阻。

11、在一些实施例中，所述相变存储器还包括：

12、接触结构，与所述第一地址线垂直；所述第一地址线位于所述接触结构上；

13、第二界面层，包括至少一个第二界面结构；所述第二界面结构至少位于所述第一地址线与所述接触结构之间，用于增加所述第一地址线与所述接触结构之间的接触电阻。

14、在一些实施例中，所述第一界面结构沿所述第一方向延伸，且覆盖所述第一地址线。

15、在一些实施例中，所述第一界面结构的材料包括第一半导体化合物。

16、在一些实施例中，所述第一半导体化合物掺杂有n型元素或p型元素。

17、在一些实施例中，所述n型元素或所述p型元素的掺杂浓度小于等于5％。

18、在一些实施例中，所述第一半导体化合物包括以下至少之一：

19、氮化硅钨、碳化硅。

20、在一些实施例中，所述第二界面结构的材料包括第二半导体化合物。

21、在一些实施例中，所述相变存储单元包括：

22、由下至上层叠设置的第一电极、选通元件、第二电极、相变存储元件以及第三电极；其中，

23、所述第一电极掺杂有n型元素或p型元素，和/或，所述第二电极掺杂有n型元素或p型元素。

24、根据本公开的第二方面，提供了一种芯片，包括：

25、如上述实施例任一项所述的相变存储器。

26、根据本公开的第三方面，提供了一种相变存储器，包括：

27、形成第一地址线层；所述第一地址线层包括至少一条沿第一方向延伸的第一地址线；

28、在所述第一地址线层上形成第一界面层；所述第一界面层包括至少一个第一界面结构，所述第一界面结构至少位于所述第一地址线与所述相变存储单元之间，用于增加所述相变存储单元与所述第一地址线之间的接触电阻；

29、在所述第一界面层上形成至少一个相变存储单元；

30、在所述相变存储单元上形成第二地址线层；所述第二地址线层包括至少一条沿第二方向延伸的第二地址线；所述相变存储单元与所述第一地址线和所述第二地址线均垂直；所述第二方向与所述第一方向相交。

31、在一些实施例中，所述方法还包括：

32、在形成第一地址线层之前，形成接触结构；所述接触结构与所述第一地址线垂直；

33、形成第二界面层；所述第二界面层至少位于所述第一地址线与所述接触结构之间，所述第二界面层包括至少一个第二界面结构，用于增加所述第一地址线与所述接触结构之间的接触电阻。

34、在一些实施例中，所述在所述第一界面层上形成至少一个相变存储单元包括：

35、在所述第一界面层上依次形成层叠设置的第一电极、选通元件、第二电极、相变存储元件以及第三电极；

36、其中，所述第一电极掺杂有n型元素或p型元素，和/或，所述第二电极掺杂有n型元素或p型元素。

37、本公开实施例通过增加第一界面结构，使得相变存储单元与第一地址线之间的接触电阻增加，从而使得对相变存储单元施加读取电压时，因选通元件开启而导致的浪涌电流减少了，从而改善了相变存储单元因浪涌电流较大而导致的元件损坏的的问题，增加了相变存储单元的耐久度与可靠性。

技术实现思路

技术特征：

1.一种相变存储器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述相变存储器还包括：

3.根据权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述第一界面结构沿所述第一方向延伸，且覆盖所述第一地址线。

4.根据权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述第一界面结构的材料包括第一半导体化合物。

5.根据权利要求4所述的相变存储器，其特征在于，所述第一半导体化合物掺杂有n型元素或p型元素。

6.根据权利要求5所述的相变存储器，其特征在于，所述n型元素或所述p型元素的掺杂浓度小于等于5％。

7.根据权利要求4所述的相变存储器，其特征在于，所述第一半导体化合物包括以下至少之一：

8.根据权利要求2所述的相变存储器，其特征在于，所述第二界面结构的材料包括第二半导体化合物。

9.根据权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述相变存储单元包括：

10.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的相变存储器。

11.一种相变存储器的形成方法，其特征在于，所述方法包括：

12.根据权利要求11所述的形成方法，其特征在于，所述方法还包括：

13.根据权利要求11所述的形成方法，其特征在于，所述在所述第一界面层上形成至少一个相变存储单元包括：

技术总结
本公开实施例提出一种相变存储器及其制作方法、芯片。该相变存储器包括包括：由下至上层叠设置的第一地址线层、第一界面层、至少一个相变存储单元、第二地址线层；其中，第一地址线层包括至少一条沿第一方向延伸的第一地址线；第二地址线层包括至少一条沿第二方向延伸的第二地址线；第二方向与第一方向相交；相变存储单元与第一地址线和第二地址线均垂直；第一界面层包括至少一个第一界面结构；第一界面结构至少位于第一地址线与相变存储单元之间，用于增加相变存储单元与第一地址线之间的接触电阻。

技术研发人员：杨海波,刘峻,付志成,陈玉
受保护的技术使用者：长江先进存储产业创新中心有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15