專(zhuān)利名稱(chēng)：用于低編程電流的熱屏蔽電阻存儲(chǔ)器元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中所揭示的實(shí)施例一般來(lái)說(shuō)涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的領(lǐng)域，且更特定來(lái)說(shuō)， 涉及可變電阻存儲(chǔ)器元件及形成所述可變電阻存儲(chǔ)器元件的方法。
背景技術(shù)：
非易失性相變存儲(chǔ)器元件因其在缺少電力供應(yīng)的情況下維持?jǐn)?shù)據(jù)的能力而成為集成電路的所期望元件。已針對(duì)在非易失性存儲(chǔ)器元件中的使用調(diào)查了各種可變電阻材料 (包括硫?qū)倩衔锖辖?，所述可變電阻材料能夠在非晶相與結(jié)晶相之間穩(wěn)定轉(zhuǎn)變。每一相展現(xiàn)特定電阻狀態(tài)且所述電阻狀態(tài)可用以區(qū)分存儲(chǔ)器元件的邏輯值。具體來(lái)說(shuō)，非晶狀態(tài)展現(xiàn)相對(duì)高的電阻，而結(jié)晶狀態(tài)展現(xiàn)相對(duì)低的電阻。常規(guī)相變存儲(chǔ)器元件100可具有如圖IA及IB中所圖解說(shuō)明的結(jié)構(gòu)。相變存儲(chǔ)器元件100可包括布置于底部電極130與頂部電極120之間的相變材料110。底部電極130 布置于電介質(zhì)材料140中。相變材料110根據(jù)經(jīng)由底部電極130與頂部電極120施加的電流量而設(shè)定到特定電阻狀態(tài)，即，結(jié)晶或非晶。為了如圖IB中所展示在相變材料110中獲得具有非晶狀態(tài)的一部分112，將初始電流脈沖(即，復(fù)位脈沖)施加到相變材料110達(dá)第一時(shí)間周期以至少更改相變材料110的鄰近于底部電極130的部分112。將電流移除且相變材料110冷卻到低于結(jié)晶溫度的溫度，此導(dǎo)致相變材料110的鄰近底部電極130的部分 112具有非晶狀態(tài)。為了獲得圖IA中所展示的結(jié)晶狀態(tài)，將低于所述初始電流脈沖的電流脈沖(即，設(shè)定脈沖)施加到相變存儲(chǔ)器材料110達(dá)第二時(shí)間周期，所述第二時(shí)間周期通常在持續(xù)時(shí)間上比非晶相變材料的時(shí)間長(zhǎng)，從而導(dǎo)致將相變材料110的非晶部分112加熱到低于其熔點(diǎn)但高于其結(jié)晶溫度的溫度。如圖IA中所展示，此致使相變材料110的非晶部分 112重新結(jié)晶到在一旦移除電流且相變材料110冷卻即維持的狀態(tài)。通過(guò)將讀取電壓施加到電極120、130來(lái)讀取相變存儲(chǔ)器元件100，此并不改變相變材料110的狀態(tài)，但此準(zhǔn)許讀取相變材料110的電阻。通過(guò)高效地使用編程電流的能量，可減少產(chǎn)生誘發(fā)到非晶狀態(tài)的相轉(zhuǎn)變需要的熱量所需的設(shè)定電流。至少部分地歸因于熱量損失，常規(guī)相變存儲(chǔ)器元件需要高電流以產(chǎn)生設(shè)定及復(fù)位所需的熱量，舉例來(lái)說(shuō)，大約為50到lOOuA，其針對(duì)20X20nm元件轉(zhuǎn)換成大于 lE7amp/cm2的電流密度。在常規(guī)相變存儲(chǔ)器元件100(例如圖IA及IB中所展示的相變存儲(chǔ)器元件)中，大部分熱量經(jīng)由環(huán)境損失，且所產(chǎn)生熱量的僅約0.2%到約1.4%用于切換相變材料110的狀態(tài)。熱量的約60%到約72%經(jīng)由底部電極130損失且熱量的約21%到約25%經(jīng)由環(huán)繞電介質(zhì)140損失。已提出對(duì)基本相變存儲(chǔ)器元件100的結(jié)構(gòu)的各種改變以通過(guò)減少經(jīng)由底部電極損失的熱量來(lái)改進(jìn)其效率。此些結(jié)構(gòu)包括受局限元件結(jié)構(gòu)及T形元件結(jié)構(gòu)。然而，甚至在受局限單元結(jié)構(gòu)中，大量能量也經(jīng)由與環(huán)繞電介質(zhì)的直接接觸而損失。此外，模擬展示受局限單元結(jié)構(gòu)中的相變材料的非晶部分無(wú)法在相變材料過(guò)熱之前充分地形成，其中非晶相 k 0. 17，結(jié)晶相k 0. 46，且六角形緊密堆積相k 1. 8ff/m-k,且其中i (復(fù)位)=750 μ A，R(復(fù)位)=6984Ω，且T(復(fù)位)=1164K且使用氮化物電介質(zhì)，其中k = ^W/m-K且cp =710J/kg-K。模擬展示使用氮化物電介質(zhì)的T形單元的類(lèi)似過(guò)熱問(wèn)題，其中i (復(fù)位)= 564 μ A, R (復(fù)位)=8056 Ω 且 T (復(fù)位)=1133Κ。需要一種減少熱量損失且可使用減少的電流來(lái)操作的相變存儲(chǔ)器元件。

發(fā)明內(nèi)容


圖IA及IB圖解說(shuō)明常規(guī)相變存儲(chǔ)器元件。圖2圖解說(shuō)明根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器元件的部分橫截面圖。圖3Α到31圖解說(shuō)明描繪制作圖2的相變存儲(chǔ)器元件的方法的部分橫截面圖。圖4圖解說(shuō)明根據(jù)本文中所描述的另一實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器元件的部分橫截面圖。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)說(shuō)明中，參考各種實(shí)施例。足夠詳細(xì)地描述這些實(shí)施例以使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`所述實(shí)施例。應(yīng)理解，可采用其它實(shí)施例，且可作出各種結(jié)構(gòu)、邏輯及電改變。以下描述中所使用的術(shù)語(yǔ)“襯底”可包括任一支撐結(jié)構(gòu)，其包括但不限于具有經(jīng)暴露襯底表面的半導(dǎo)體襯底。半導(dǎo)體襯底應(yīng)理解為包括硅、絕緣體上硅(SOI)、藍(lán)寶石上硅(S0Q、經(jīng)摻雜及未經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體、由基底半導(dǎo)體基礎(chǔ)支撐的外延硅層及其它半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括由除硅以外的半導(dǎo)體制成的那些結(jié)構(gòu)。當(dāng)在以下描述中提及半導(dǎo)體襯底或晶片時(shí)， 可能已利用先前的工藝步驟來(lái)在基底半導(dǎo)體或基礎(chǔ)中或上方形成若干區(qū)域或結(jié)。所述襯底也無(wú)需是基于半導(dǎo)體的，而可為適于支撐集成電路的任一支撐結(jié)構(gòu)，包括但不限于金屬、合金、玻璃、聚合物、陶瓷、石英及此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它支撐材料。以下描述中用以描述第一元件相對(duì)于第二元件的位置的術(shù)語(yǔ)“在…上面”界定為“在比…高的層面處”。以下描述中所使用的術(shù)語(yǔ)“編程”界定為將存儲(chǔ)器單元調(diào)整到某一電阻狀態(tài)，舉例來(lái)說(shuō)，調(diào)整到設(shè)定點(diǎn)或復(fù)位點(diǎn)或其之間的點(diǎn)。本文中所描述的各種實(shí)施例提供一種具有用于使得能夠在低電流下編程存儲(chǔ)器元件的結(jié)構(gòu)的相變存儲(chǔ)器元件。所述相變存儲(chǔ)器元件包括布置于電絕緣、熱隔離、環(huán)繞隔離區(qū)域內(nèi)的相變材料。各種實(shí)施例允許在編程期間所產(chǎn)生的較大量的熱能量局限于相變材料內(nèi)以促進(jìn)相改變?，F(xiàn)在參考各圖解釋實(shí)施例，其中相似參考編號(hào)指示相似特征。圖2圖解說(shuō)明根據(jù)下文所描述的實(shí)施例構(gòu)造的相變存儲(chǔ)器元件200的部分橫截面圖。存儲(chǔ)器元件200可存儲(chǔ)至少一個(gè)數(shù)據(jù)位，即邏輯1或0。電介質(zhì)材料240可布置于襯底290上以電隔離存儲(chǔ)器元件200。應(yīng)理解，電介質(zhì)材料240可形成為單一或多種材料。此些材料可由所使用的制造工藝所需的均勻或變化厚度形成。電介質(zhì)材料240可為絕緣材料，例如氧化物(例如，Sit)》、氮化硅(SiN)；氧化鋁；高溫聚合物；低介電常數(shù)材料；絕緣玻璃；或絕緣聚合物。
底部電極230可布置于襯底290上電介質(zhì)材料MO內(nèi)。底部電極230可由任一適合導(dǎo)電材料形成，例如氮化鈦(TiN)、氮化鈦鋁(TiAlN)、鎢鈦(TiW)JS (Pt)或鎢(W)以及其它材料。如圖2中所展示，底部電極230可為插塞底部電極。在其它實(shí)施例中，底部電極 230可為不同類(lèi)型的電極，例如環(huán)圈電極或線(xiàn)性電極。熱隔離、導(dǎo)電、底部隔離區(qū)域280可布置于底部電極230上及電介質(zhì)材料MO內(nèi)。 底部隔離區(qū)域280可由具有低導(dǎo)熱率以減少經(jīng)由底部電極230的熱量損失且具有高導(dǎo)電率以允許電流穿過(guò)底部電極230到相變材料210的材料(例如氮化鍺(GeN)、五氧化二鉭 (Ta2O5)、氧化銦錫(ITO)、氧化鎂(MgO)、氮化硼(BN)、氧化鋁(Al2O3)及氮化硅(Si3N4))形成，且可為重?fù)诫s及/或具有薄厚度。電絕緣、熱隔離、環(huán)繞隔離區(qū)域260可形成于電介質(zhì)材料240的內(nèi)壁244上。環(huán)繞隔離區(qū)域260可由具有低導(dǎo)熱率以減少?gòu)南嘧儾牧?10到環(huán)繞電介質(zhì)材料240的熱量損失且具有低導(dǎo)電率以防止編程電流從相變材料210逃逸的材料(例如摻雜有N、0或Fl的GeTe 或 GeSb)形成?？墒褂玫钠渌牧习?^2O3、Tb203、Mg0、Ni0、Cr2O^CoOJe2Oy TiO2、RuO2、 Ta2O5及其組合?？蓪⒎€(wěn)定摻雜劑(例如Yb203、Gd2O3及IO3)添加到環(huán)繞隔離區(qū)域沈0。任選加熱材料250可布置于底部隔離區(qū)域280上及環(huán)繞隔離區(qū)域沈0內(nèi)。加熱材料250可由將提供足以提供局部化加熱效應(yīng)以將熱量轉(zhuǎn)移到相變材料210的電阻率的材料形成。加熱材料250可由例如富N的TaN (即，TaNx，其中χ大于1)、富N的TiAlN (即， TiAINx，其中 χ 大于 1)、AlPdRe、HfTe5、TiNiSn、PBTe、Bi2Te3、A1203、A-C、Ti0xNy、TiAlx0y、 SiOxNy或TiOx以及其它材料的材料形成。相變材料210布置于環(huán)繞隔離區(qū)域沈0內(nèi)的加熱材料250上。在所圖解說(shuō)明的實(shí)施例中，相變材料210為硫?qū)倩衔锊牧希珥诨N銻Ge2Sl32Te5 (GST)。相變材料也可為或包括其它相變材料，舉例來(lái)說(shuō)，h-Se、Sb2Te3, GaSb, InSb, As-Te, Al-Te, Ge-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。那些相變材料還可包括氧(0)、氟(F)、氮(N)及碳(C)的雜質(zhì)。在其它實(shí)施例中，相變材料210可由不需要相變以改變電阻的另一可變電阻材料替換， 例如Ni0、Ti0、CuS及SrTiO。圖2展示相變材料210具有處于非晶狀態(tài)的一部分212，而可變電阻材料210的其余部分處于結(jié)晶狀態(tài)。頂部隔離區(qū)域270可布置于頂部隔離材料270上及電介質(zhì)材料MO內(nèi)。頂部隔離區(qū)域270可由與底部隔離區(qū)域280相同的材料制成以減少經(jīng)由頂部電極220的熱量損失且允許電流穿行到頂部電極220或從頂部電極220穿行。頂部電極220布置于電介質(zhì)材料MO內(nèi)的相變材料210上。頂部電極220可由任一適合導(dǎo)電材料形成，例如氮化鈦(TiN)、氮化鈦鋁(TiAlN)、鎢鈦(TiW)JS (Pt)或鎢(W) 以及其它材料。底部隔離區(qū)域觀(guān)0、頂部隔離區(qū)域270及環(huán)繞隔離區(qū)域260的使用(單獨(dú)地或組合地)允許在編程期間所產(chǎn)生的較大量的熱能局限于相變材料210內(nèi)以促進(jìn)相變。在各種實(shí)施例中，用于隔離區(qū)域中的絕緣材料的最小適合導(dǎo)熱率極限主要由絕緣體材料的原子數(shù)密度及聲子譜驅(qū)動(dòng)，假定聲子平均自由路徑在最小極限處接近原子間距離。材料中的結(jié)構(gòu)缺陷可誘發(fā)非彈性聲子散射，此可降低最小極限。玻璃狀氧化物可在并非多孔的情況下達(dá)到低于lW/m-K的值(例如，< 0. 1的經(jīng)擴(kuò)展的硅土或氣凝膠)。舉例來(lái)說(shuō)，與氮化硅(16到33)相比，Si04四面體結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)非晶二氧化硅(0. 95到1. 4)的較低極限。僅供參考，空氣在20°C下為 0. 023W/m-K。可將改質(zhì)劑添加到絕緣體材料以減少導(dǎo)熱率的固有值且誘發(fā)負(fù)溫度相依性(即， 在較高溫度下的較低導(dǎo)熱率)。以下改質(zhì)劑表示可用于各種實(shí)施例中的那些改質(zhì)劑鉿 (Hf)、鉿及釔(Hf+Y)，及/或釓(Gd)可添加到氧化鋯(&02)，舉例來(lái)說(shuō)，Zr3Y4O12:在室溫下的k = 2. 3到在600°C下的k = 1.9 ；Gd、鑭(La)、Gd+La可添加到磷酸鹽(PO4)，舉例來(lái)說(shuō)，LaPO4 在室溫下的k = 2. 5到在600°C下的k = 1. 3 ；及燒綠石，如La2Mo2O9(從室溫到 6000C k = 0. 7)。這些改質(zhì)劑可適于原子層沉積或可選擇性地沉積的化學(xué)氣相沉積解決方案。圖3A到3E圖解說(shuō)明制作圖2中所圖解說(shuō)明的相變存儲(chǔ)器元件200的方法的一個(gè)實(shí)施例。本文中所描述的行動(dòng)中的任一者無(wú)需特定次序，只不過(guò)那些行動(dòng)在邏輯上需要先前行動(dòng)的結(jié)果。因此，盡管將以下行動(dòng)描述為以特定次序執(zhí)行，但可在需要時(shí)更改所述次序。如圖3A中所展示，通過(guò)任一適合技術(shù)在襯底290上沉積底部電極230與底部隔離區(qū)域觀(guān)0。如圖;3B中所展示，使用可包括光刻、蝕刻、毯覆沉積及化學(xué)機(jī)械拋光的技術(shù)來(lái)對(duì)底部電極230及底部隔離區(qū)域280進(jìn)行圖案化。如圖3C中所展示，通過(guò)任一適合技術(shù)在底部電極230及底部隔離區(qū)域280上方形成第一電介質(zhì)材料240a，且接著使用例如化學(xué)機(jī)械拋光的方法使其變薄以暴露隔離區(qū)域觀(guān)0。如圖3D中所展示，在第一電介質(zhì)材料MOa及底部隔離區(qū)域280上方沉積第二電介質(zhì)材料MOb。在第二電介質(zhì)材料MOb中通過(guò)任一適合技術(shù)(例如，光刻及蝕刻技術(shù))在底部隔離區(qū)域280上方且與其對(duì)準(zhǔn)地形成通孔M2以暴露底部隔離區(qū)域觀(guān)0的一部分。通孔242可具有任一適合形狀，包括大致圓柱形形狀。雖然就形成通孔242描述了所述實(shí)施例，但可了解，視既定應(yīng)用的情況，可形成任一類(lèi)型的開(kāi)口，包括但不限于其它孔口、溝槽及接觸孔。如圖3E中所展示，通過(guò)選擇性沉積在通孔M2的側(cè)壁244上沉積環(huán)繞隔離區(qū)域 2600環(huán)繞隔離區(qū)域260的選擇性沉積用于縮小通孔242的直徑，且充當(dāng)可編程區(qū)域與環(huán)境的熱及電隔離。如圖3F中所展示，使用可包括選擇性及非選擇性沉積、物理氣相沉積、原子層沉積、化學(xué)氣相沉積及干浸以及其它技術(shù)在環(huán)繞隔離區(qū)域260內(nèi)依序沉積加熱材料250 及相變材料210?？赏ㄟ^(guò)化學(xué)機(jī)械拋光來(lái)進(jìn)一步處理相變材料210。如圖3G中所展示，通過(guò)任一適合技術(shù)在第二隔離區(qū)域240b、隔離區(qū)域260及相變材料210上沉積頂部隔離區(qū)域270及頂部電極220。如圖3H中所展示，使用可包括光刻、 蝕刻、毯覆沉積及化學(xué)機(jī)械拋光的技術(shù)來(lái)對(duì)頂部電極220及頂部隔離區(qū)域270進(jìn)行圖案化。 如圖31中所展示，通過(guò)任一適合技術(shù)在頂部電極220及頂部隔離區(qū)域270上方形成第三電介質(zhì)材料MOc。圖4圖解說(shuō)明根據(jù)另一實(shí)施例構(gòu)造的相變存儲(chǔ)器元件400的部分橫截面圖。存儲(chǔ)器元件400因其缺少加熱器材料250而不同于圖2的相變存儲(chǔ)器元件200。代替地，相變存儲(chǔ)器元件400響應(yīng)于適合所施加電流而僅依賴(lài)于相變材料210的自加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)相變。
僅應(yīng)將以上描述及圖式視為說(shuō)明實(shí)現(xiàn)本文中所描述的特征及優(yōu)點(diǎn)的示范性實(shí)施例。可對(duì)特定工藝條件及結(jié)構(gòu)作出修改及替代。因此，不應(yīng)將所主張的發(fā)明視為受前述描述及圖式限制，而僅受所附權(quán)利要求書(shū)的范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)器裝置，其包含 底部電極；底部隔離區(qū)域，其布置于所述底部電極上面，所述底部隔離區(qū)域包含熱絕緣及導(dǎo)電材料；可變電阻材料，其布置于所述底部隔離區(qū)域上面；環(huán)繞隔離區(qū)域，其環(huán)繞所述可變電阻材料，所述環(huán)繞隔離區(qū)域包含熱絕緣及電絕緣材料；頂部隔離區(qū)域，其布置于所述可變電阻材料上面，所述頂部隔離區(qū)域包含熱絕緣及導(dǎo)電材料；及頂部電極，其布置于所述頂部隔離區(qū)域上面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述底部隔離區(qū)域包含GeN、Ta2O5,ΙΤ0, MgO、BN、Al2O3及Si3N4中的至少一者，且其中所述頂部隔離區(qū)域包含GeN、Ta2O5, ITO, MgO、 BN、Al2O3及Si3N4中的至少一者。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述環(huán)繞隔離區(qū)域包含GeTe、GeSb、k203、 Tb2O3> MgO、NiO、Cr2O3、CoO、Fe2O3, TiO2, RuO2 及 Ta2O5 中的至少一者。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器裝置，其進(jìn)一步包含布置于所述底部隔離區(qū)域上面、 所述可變電阻材料下面及所述環(huán)繞隔離區(qū)域內(nèi)的加熱材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器裝置，其進(jìn)一步包含布置于所述底部隔離區(qū)域、所述環(huán)繞隔離區(qū)域及所述頂部隔離區(qū)域周?chē)碾娊橘|(zhì)材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述電介質(zhì)材料包含氧化物、氮化硅、氧化鋁、高溫聚合物、絕緣玻璃及絕緣聚合物中的至少一者。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述可變電阻材料包含相變材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述可變電阻材料包含GST。
9.一種存儲(chǔ)器裝置，其包含 底部電極；可變電阻材料，其布置于所述底部電極上面； 頂部電極，其布置于所述可變電阻材料上面；及第一隔離區(qū)域，其布置于所述底部電極與所述可變電阻材料之間或所述頂部電極與所述可變電阻材料之間，其中所述第一隔離區(qū)域包含熱絕緣及導(dǎo)電材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述第一隔離區(qū)域包含GeN、Ta2O5,ΙΤ0, MgO、BN、Al2O3 及 Si3N4 中的至少一者。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述第一隔離區(qū)域布置于所述頂部電極與所述可變電阻材料之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述第一隔離區(qū)域布置于所述底部電極與所述可變電阻材料之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的存儲(chǔ)器裝置，其進(jìn)一步包含布置于所述頂部電極與所述可變電阻材料之間的第二隔離區(qū)域，其中所述第二隔離區(qū)域包含熱絕緣及導(dǎo)電材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述第一隔離區(qū)域包含GeN、Ta205、ITO、 MgO、BN、Al2O3及Si3N4中的至少一者，且其中所述第二隔離區(qū)域包含GeN、Ta2O5, ΙΤ0, MgO、BN、Al2O3及Si3N4中的至少一者。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)器裝置，其進(jìn)一步包含環(huán)繞所述可變電阻材料的環(huán)繞隔離區(qū)域，所述環(huán)繞隔離區(qū)域包含熱絕緣及電絕緣材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述環(huán)繞隔離區(qū)域包含GeTe、GeSb、 Sc203、Tb203> MgO> NiO、Cr203、CoO、Fe2O3> Ti02、RuO2 及 Tei2O5 中的至少一者。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)器裝置，其進(jìn)一步包含布置于所述底部電極與所述可變電阻材料之間的加熱材料。
18.一種存儲(chǔ)器裝置，其包含 底部電極；可變電阻材料，其布置于所述底部電極上面；環(huán)繞隔離區(qū)域，其環(huán)繞所述可變電阻材料，所述環(huán)繞隔離區(qū)域包含熱絕緣及電絕緣材料；及頂部電極，其布置于所述環(huán)繞隔離區(qū)域上面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述環(huán)繞隔離區(qū)域包含GeTe、GeSb、 Sc2O3> Tb203> MgO> NiO、Cr2O3> CoO、Fe2O3> Ti02、RuO2 及 Tei2O5 中的至少一者。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的存儲(chǔ)器裝置，其進(jìn)一步包含布置于所述底部電極與所述可變電阻材料之間及所述環(huán)繞隔離區(qū)域內(nèi)的加熱材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的存儲(chǔ)器裝置，其進(jìn)一步包含布置于所述環(huán)繞隔離區(qū)域周?chē)碾娊橘|(zhì)材料。
22.—種形成存儲(chǔ)器元件的方法，所述方法包含 形成底部電極；在所述底部電極上方形成底部隔離區(qū)域，所述底部隔離區(qū)域包含熱絕緣及導(dǎo)電材料；在所述底部隔離區(qū)域上方形成電介質(zhì)材料；穿過(guò)所述電介質(zhì)材料形成通孔以暴露所述底部隔離區(qū)域；在所述通孔的側(cè)壁上形成環(huán)繞隔離區(qū)域，所述環(huán)繞隔離區(qū)域包含熱絕緣及電絕緣材料；在所述環(huán)繞隔離區(qū)域內(nèi)形成可變電阻材料；在所述可變電阻材料上方形成頂部隔離區(qū)域，所述頂部隔離區(qū)域包含熱絕緣及導(dǎo)電材料；及形成布置于所述頂部隔離區(qū)域上方的頂部電極。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述底部隔離區(qū)域包含6州、1^205、1110、1%0、81 Al2O3及Si3N4中的至少一者，且其中所述頂部隔離區(qū)域包含GeN、Ta2O5, ΙΤ0, MgO、BN、Al2O3 及Si3N4中的至少一者。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述環(huán)繞隔離區(qū)域包含GeTe、GeSb、k203、Tb203、 MgO、NiO、Cr2O3、CoO、Fe2O3, TiO2、RuO2 及 Ta2O5 中的至少一者。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述底部隔離區(qū)域與所述可變電阻材料之間及所述環(huán)繞隔離區(qū)域內(nèi)形成加熱材料。
全文摘要
本發(fā)明中所描述的各種實(shí)施例提供一種包括可變電阻材料(210)的存儲(chǔ)器裝置，其具有布置于所述可變電阻材料與電極(220或230)之間的熱隔離及導(dǎo)電隔離區(qū)域(270、280)以允許通過(guò)編程電流高效地加熱所述可變電阻材料。電及熱隔離區(qū)域(260)可布置于所述可變電阻材料周?chē)?br> 文檔編號(hào)G11C13/02GK102483950SQ201080040136
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者劉軍, 古爾特杰·桑胡, 約翰·斯邁思 申請(qǐng)人:美光科技公司