CN104851976A - 相变化记忆体与其的制作方法 - Google Patents
相变化记忆体与其的制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104851976A CN104851976A CN201510240803.9A CN201510240803A CN104851976A CN 104851976 A CN104851976 A CN 104851976A CN 201510240803 A CN201510240803 A CN 201510240803A CN 104851976 A CN104851976 A CN 104851976A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase
- heater
- layer
- change memory
- change layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 17
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 26
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 229910010037 TiAlN Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 4
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 2
- MRPWWVMHWSDJEH-UHFFFAOYSA-N antimony telluride Chemical compound [SbH3+3].[SbH3+3].[TeH2-2].[TeH2-2].[TeH2-2] MRPWWVMHWSDJEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 229910005872 GeSb Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBJZJSBVCUZYMQ-UHFFFAOYSA-N antimony germanium Chemical compound [Ge].[Sb] CBJZJSBVCUZYMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
本发明揭露一种相变化记忆体与其的制作方法。相变化记忆体包含主动元件、下电极、上电极、相变化层、下加热器与上加热器。下电极电性连接主动元件。相变化层置于下电极与上电极之间。下加热器置于下电极与相变化层之间。下加热器沿第一方向延伸。上加热器置于上电极与相变化层之间。上加热器沿第二方向延伸。第一方向与第二方向交错。如此的结构能够增加电流的聚集密度，并提高加热相变化层的效率。
Description
技术领域
本发明是有关于一种相变化记忆体。
背景技术
现今的计算机记忆体主要可分为非挥发性记忆体与挥发性记忆体两种。随着科技的发展，对于记忆体的要求也越来越高，例如高可靠度、高擦写次数、快速的储存速度以及大容量等特征皆已成为基本需求。其中，非挥发性记忆体例如包含磁性随机存取记忆体(Magnetic Random Access Memory)、铁电随机记忆体(Ferroelectric Random Access Memory)与相变化记忆体(Phase ChangeMemory)。
相变化记忆体可于“晶体相”与“非晶相”之间快速且可逆地产生相变，其晶体相的高电阻与非晶相的低电阻之间提供高度的辨识率，可表示储存于记忆体中的信息的不同值。然而随着电子元件的微小化，减少相变化记忆体的加热器与相变材料接触面积，以增加相变化记忆体的加热器的加热效率是主要欲解决的问题之一。惟传统的技术，制造小接触面积的加热器的制程必需要精确的对准机制，本发明改善对准步骤的要求，不需精确的对准，就可制造出接触面积很小的加热器。
发明内容
本发明的一方面提供一种相变化记忆体，包含主动元件、下电极、上电极、相变化层、下加热器与上加热器。下电极电性连接主动元件。相变化层置于下电极与上电极之间。下加热器置于下电极与相变化层之间。下加热器沿第一方向延伸。上加热器置于上电极与相变化层之间。上加热器沿第二方向延伸。第一方向与第二方向交错。
在一或多个实施方式中，第一方向与第二方向交错以形成一夹角，第一方向与第二方向交错的俯视投影形成一X形。
在一或多个实施方式中，该夹角为约90度。
在一或多个实施方式中，下加热器与上加热器于相变化层上的投影具有一重叠面积。重叠面积小于下加热器及上加热器与相变化层的接触面积。
在一或多个实施方式中，下加热器与上加热器分别沿第一方向与第二方向延伸，且上、下加热器呈长条状、波浪状、椭圆状或其组合。
在一或多个实施方式中，相变化记忆体还包含下介电层与上介电层。下介电层至少一部分置于下电极与相变化层之间，且包覆下加热器。上介电层至少一部分置于上电极与相变化层之间，且包覆上加热器。
在一或多个实施方式中，相变化记忆体还包含上连接元件，置于上电极相对上加热器的一侧，且上电极包覆上连接元件的侧壁。
在一或多个实施方式中，相变化记忆体还包含下连接元件，置于下电极与主动元件之间。
在一或多个实施方式中，相变化记忆体还包含主动元件为二极管或晶体管。
本发明的另一方面提供一种相变化记忆体的制作方法，包含形成主动元件。形成下电极，以与主动元件电性连接。形成下加热器于下电极上。下加热器沿第一方向延伸。形成相变化层于下加热器上。形成上加热器于相变化层上。上加热器沿第二方向延伸。第二方向与第一方向交错。形成上电极于上加热器上。
上述的结构能够增加电流的聚集密度，并提高加热相变化层的效率。
附图说明
图1为本发明一实施方式的相变化记忆体的局部上视图；
图2(a)、图3(a)、图4(a)、图5(a)、图6(a)、图7(a)、图8(a)、图9(a)、图10(a)、图11(a)、图12(a)及图13(a)分别为图1的相变化记忆体沿线段A-A的制程剖面流程图；
图2(b)、图3(b)、图4(b)、图5(b)、图6(b)、图7(b)、图8(b)、图9(b)、图10(b)、图11(b)、图12(b)及图13(b)分别为图1的相变化记忆体沿线段B-B的制程剖面流程图；
图14为图1的相变化记忆体的立体示意图；
图15为图14的上加热器、相变化层与下加热器的上视图；
图16为本发明另一实施方式的相变化记忆体的剖面图。
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
图1为本发明一实施方式的相变化记忆体的局部上视图，图2(a)、图3(a)、图4(a)、图5(a)、图6(a)、图7(a)、图8(a)、图9(a)、图10(a)、图11(a)、图12(a)及图13(a)分别为图1的相变化记忆体沿线段A-A的制程剖面流程图，而图2(b)、图3(b)、图4(b)、图5(b)、图6(b)、图7(b)、图8(b)、图9(b)、图10(b)、图11(b)、图12(b)及图13(b)分别为图1的相变化记忆体沿线段B-B的制程剖面流程图。其中为了清楚起见，图1仅绘示主动元件110、下加热器170与上加热器230。在图1中，线段A-A沿第一方向D1延伸，而线段B-B沿第二方向D2延伸。在本实施方式中，线段A-A与线段B-B实质垂直(亦即第一方向D1与第二方向D2实质垂直)，然而在其他的实施方式中，线段A-A与线段B-B交错。请先参照图2(a)与图2(b)。如图所示，形成一主动元件110，例如形成于一基板105上。在本实施方式中，主动元件110为晶体管(transistor)，然而在其他的实施方式中，主动元件110可为其他开关元件，例如为二极管(diode)(如图16所绘示)。基板105例如为半导体基板，举例而言，可为硅基板。在本实方式中，主动元件110包含源极112、漏极114与栅极116，源极112与漏极114可为位于基板105内的掺杂区，而栅极116置于基板105上且位于源极112与漏极114之间。另外，虽然在此步骤中，主动元件110整体绘示于图2(a)中(即于图1线段A-A与线段B-B的交点偏上方，且主动元件110沿第一方向D1延伸)，但在其他的实施方式中，主动元件110可位于图1的其他方位上。再者，虽然在图1中仅绘示单一相变化记忆体，但在其他的实施方式中，相变化记忆体可包含多个记忆体单元，每一记忆体单元皆具有如图1的结构，且记忆体单元之间可由绝缘结构(如浅沟渠隔离)(未绘示)分隔开。
接着，形成一第一介电层120于基板105与主动元件110上，以全面覆盖基板105与主动元件110。在本实施方式中，第一介电层120的材质例如为氧化物或氮化物。接着，形成一贯穿孔122于第一介电层120中，以暴露出主动元件110，若主动元件110为晶体管时，则暴露出主动元件110的漏极114。形成贯穿孔122的方法例如可为微影与蚀刻法。
之后，形成一下连接元件130于贯穿孔122中，使得下连接元件130连接至主动元件110，若主动元件110为晶体管时，则连接至主动元件110的漏极114。在一些实施方式中，下连接元件130的材质可为金属。
之后，形成一下电极140于贯穿孔122中并置于下连接元件130上。在一些实施方式中，下电极140的材质可包含钛(Ti)、氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、氮化铝钛(TiAlN)、氮化铝钽(TaAlN)。
接着请一并参照图3(a)与图3(b)。如图所示，依序形成一下介电层150与一牺牲介电层160于第一介电层120上并覆盖下电极140。在一些实施方式中，下介电层150的材质可为氮化硅，牺牲介电层160的材质可为氧化物。
接着，在牺牲介电层160中形成一开口162。开口162暴露出位于下电极140上的至少部分下介电层150。在本实施方式中，开口162沿第一方向D1的孔径A1大于沿第二方向D2的孔径A2，因此由上视方向(未绘示)来看，开口162为沿第一方向D1延伸的长条形。在一些实施方式中，形成开口162的方法为微影与蚀刻法。
接着请一并参照图4(a)与图4(b)。如图所示，形成另一牺牲介电层155于牺牲介电层160上并环绕开口162的侧壁，其缩小开口162的孔径A1、A2以形成开口162’。因位于开口162侧壁的部分牺牲介电层155具有相似的厚度，因此开口162与开口162’具有相似的形状。举例而言，由上视方向(未绘示)来看，开口162’为沿第一方向D1延伸的长条形。在一些实施方式中，牺牲介电层155的材质可为氮化硅。
接着请一并参照图5(a)与图5(b)。如图所示，以牺牲介电层155为遮罩，形成一贯穿孔152于下介电层150中，以暴露出下电极140，且贯穿孔152与开口162’具有相似的形状，也就是说，从图1来看，贯穿孔152的形状为沿第一方向D1延伸的长条状(矩形状)。不过虽然在图1中，贯穿孔152呈矩形，然而在其他的实施方式中，贯穿孔152可呈波浪状、椭圆状、其他沿第一方向D1延伸的形状或其组合，皆在本发明的范畴中。在一些实施方式中，形成贯穿孔152的方法为蚀刻法。
之后，形成一加热材料层170’于牺牲介电层155与160，并填满贯穿孔152，使得加热材料层170’接触至下电极140。在一些实施方式中，加热材料层170’的材质可为钛(Ti)、氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、氮化铝钛(TiAlN)、氮化铝钽(TaAlN)或其组合。
接着请一并参照图6(a)与图6(b)。如图所示，一并去除部分的加热材料层170’、牺牲介电层155与160(参图5(a)与图5(b)所示)，因此于贯穿孔152中的加热材料层170’即为下加热器170。由上视图(即图1)来看，下加热器170为沿第一方向D1延伸的长条形。不过在其他的实施方式中，下加热器170可呈波浪状、椭圆状、其他沿第一方向D1延伸的形状或其组合，皆在本发明的范畴中。在一些实施方式中，去除步骤的方法可为化学机械研磨(ChemicalMechanical Polishing,CMP)制程。
接着请一并参照图7(a)与图7(b)。如图所示，形成一中间介电层180于下介电层150与下加热器170上。在一些实施方式中，中间介电层180的材质可为氮化硅。
之后，形成一开口182于中间介电层180中，以暴露出下加热器170。在图7(a)中，开口182沿第一方向D1的宽度W1可实质相同于下加热器170沿第一方向D1的宽度W2。然而在其他的实施方式中，宽度W1可大于或小于宽度W2。在图7(b)中，开口182沿第二方向D2的宽度W3大于下加热器170沿第二方向D2的宽度W4，因此形成开口182可不需太过精确的对位，即可暴露出下加热器170。在一些实施方式中，形成开口182的方法可为微影与蚀刻法。
接着请一并参照图8(a)与图8(b)。如图所示，形成一相变化层190于开口182中，使得相变化层190接触下加热器170。举例而言，可先形成一相变化材料层(未绘示)以覆盖中间介电层180并填满开口182。接着，(例如以化学机械研磨制程)去除部分的相变化材料层与中间介电层180，使存留的相变化材料层的顶面与中间介电层180顶面切齐，因此于开口182中的相变化材料层即为相变化层190。在本实施方式中，相变化层190的材质可包含锗锑碲(Ge2Sb2Te5、Ge3Sb6Te5,GST)、氮掺杂锗锑碲(nitrogen-doped Ge2Sb2Te5)、碲化锑(Sb2Te)、锗化锑(GeSb)或铟掺杂碲化锑(In-doped Sb2Te)。
接着请一并参照图9(a)与图9(b)。如图所示，依序形成一上介电层210与另一牺牲介电层220于中间介电层180上并覆盖相变化层190。在一些实施方式中，上介电层210的材质可为氮化硅，牺牲介电层220的材质可为氧化物。
接着请一并参照图10(a)与图10(b)。如图所示，在牺牲介电层220中形成一开口222。开口222暴露出位于相变化层190上的至少部分的上介电层210。在本实施方式中，开口222沿第一方向D1的孔径A3小于沿第二方向D2的孔径A4，因此由上视方向(未绘示)来看，开口222为沿第二方向D2延伸的长条形。在一些实施方式中，形成开口222的方法为微影与蚀刻法。
接着，形成另一牺牲介电层215于牺牲介电层220上并环绕开口222的侧壁，其缩小开口222的孔径A3、A4以形成开口222’。因位于开口222侧壁的部分牺牲介电层215具有相似的厚度，因此开口222与开口222’具有相似的形状。举例而言，由上视方向(未绘示)来看，开口222’为沿第二方向D2延伸的长条形。在一些实施方式中，牺牲介电层215的材质可为氮化硅。
接着请一并参照图11(a)与图11(b)。如图所示，以牺牲介电层215为遮罩，形成一贯穿孔212于上介电层210中，以暴露出相变化层190，且贯穿孔212与开口222’具有相似的形状，也就是说，从图1来看，贯穿孔212的形状为沿第二方向D2延伸的长条状(矩形状)。不过虽然在图1中，贯穿孔212呈矩形，然而在其他的实施方式中，贯穿孔212可呈波浪状、椭圆状、其他沿第二方向D2延伸的形状或其组合，皆在本发明的范畴中。在一些实施方式中，形成贯穿孔212的方法为蚀刻法。
之后，形成另一加热材料层230’于牺牲介电层215与220上，并填满贯穿孔212，使得加热材料层230’接触至相变化层190。在一些实施方式中，加热材料层230’的材质可包含钛(Ti)、氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、氮化铝钛(TiAlN)、氮化铝钽(TaAlN)。
接着请一并参照图12(a)与图12(b)。如图所示，一并去除部分的加热材料层230’、牺牲介电层215与220(皆如图11(a)与图11(b)所示)，因此于贯穿孔212中的加热材料层230’即为上加热器230。由上视图(图1)来看，上加热器230为沿第二方向D2延伸的长条形。不过在其他的实施方式中，上加热器230可呈波浪状、椭圆状、其他朝第二方向D2延伸的形状或其组合，皆在本发明的范畴中。在一些实施方式中，去除步骤的方法可为化学机械研磨(ChemicalMechanical Polishing,CMP)制程。
在图12(a)中，开口182(或相变化层190)沿第一方向D1的宽度W1可实质大于上加热器230沿第一方向D1的宽度W5。在图12(b)中，开口182(或相变化层190)沿第二方向D2的宽度W3实质等于上加热器230沿第二方向D2的宽度W6，然而在其他的实施方式中，宽度W3可大于或小于宽度W6，因此上加热器230的形成可不需太过精确的对位，即可接触出相变化层190。
接着请一并参照图13(a)与图13(b)。形成一第二介电层240于上介电层210与上加热器230上，以全面覆盖上介电层210与上加热器230。在本实施方式中，第二介电层240的材质例如为氧化物或氮化物。接着，形成一贯穿孔242于第二介电层240中，以暴露出上加热器230。形成贯穿孔242的方法例如可为微影与蚀刻法。
之后，形成一上电极250于贯穿孔242中并接触上加热器230。在本实施方式中，部分的上电极250位于贯穿孔242的底部，而另一部分的上电极250环绕贯穿孔242的侧壁，使得上电极250形成一碗状，并形成一容置空间252于其中。在一些实施方式中，上电极250的材质可包含钛(Ti)、氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、氮化铝钛(TiAlN)、氮化铝钽(TaAlN)。接着，形成一上连接元件260于容置空间252中，使得上连接元件260连接至上电极250。在一些实施方式中，上连接元件260的材质可为金属。另外，因在本实施方式中，上电极250与上连接元件260可使用同一光罩制程，因此具有节省光罩的好处。如此一来，本实施方式的相变化记忆体即制作完成。
接着请一并参照图14与图15，其中图14为图1的相变化记忆体的立体示意图，图15为图14的上加热器230、相变化层190与下加热器170的上视图。为了清楚起见，在图14中，主动元件110与所有介电层(即图13(a)的第一介电层120、下介电层150、中间介电层180、上介电层210与第二介电层240)皆已省略。从结构上来看，相变化记忆体包含主动元件110(如图13(a)所示)、下电极140、上电极250、相变化层190、下加热器170与上加热器230。下电极140电性连接主动元件110(如图13(a)所示)。相变化层190置于下电极140与上电极250之间。下加热器170置于下电极140与相变化层190之间。下加热器170沿第一方向D1延伸。上加热器230置于上电极250与相变化层190之间。上加热器230沿第二方向D2延伸。第一方向D1与第二方向D2交错。
如此的结构能够增加电流的聚集密度，提高加热相变化层190的效率。具体而言，当主动元件110提供电流C至下电极140时，电流C会依序沿着下电极140、下加热器170、相变化层190、上加热器230而到达上电极250。因上加热器230与下加热器170于相变化层190上的投影具有一重叠面积O，且重叠面积O小于下加热器170与相变化层190的接触面积170a，亦小于上加热器230与相变化层190的接触面积230a，因此电流C流动的路径则会被局限于重叠面积O的部分。也就是说，下加热器170的电流C主要由相变化层190的重叠面积O流至上加热器230，因此重叠面积O越小，电流C的密度越高，下加热器170与上加热器230的加热效率便好。以矩形状的上下加热器170、230为例，若该矩形状的宽度愈小，则重叠面积O愈小，宽度以一次方的比例缩小，则重叠面积O以二次方的比例缩小。如此一来，相较于传统单一加热器的相变化记忆体，其尺寸因制程限制而无法持续缩小，本实施方式的下加热器170与上加热器230的尺寸不需太小即可达成局限电流C的流动路径，提升电流C的密度的功效，藉以提高加热相变化层190的效率。
在一些实施方式中，第一方向D1与第二方向D2交错以形成一夹角θ，且夹角θ为约90度。换句话说，下加热器170与上加热器230实质垂直。然而在其他的实施方式中，夹角θ可不为90度。基本上，只要第一方向D1与第二方向D2交错(即第一方向D1与第二方向D2不平行)，且下加热器170与上加热器230于相变化层190的俯视投影形成一X形，即在本发明的范畴中。
如上所述，只要下加热器170与上加热器230于相变化层190的俯视投影形成X形即在本发明的范畴中。也就是说，重叠面积O的位置可不需位于下加热器170与上加热器230的中心，即使重叠面积O的位置偏移下加热器170与上加热器230的中心，仍能够达成本发明的功效。如此一来，在制作上加热器230时，其与下加热器170之间的对位不需太过准确即可达成上述结构，因此亦能简化制程的复杂度。
在图15中，下加热器170与上加热器230皆呈长条状(矩形状)，并分别沿第一方向D1与第二方向D2延伸。然而在其他的实施方式中，下加热器170与上加热器230可不呈长条状，而可呈波浪状、椭圆状、其他分别沿第一方向D1与第二方向D2延伸的形状或其组合，皆在本发明的范畴中。另外，在一些实施方式中，下加热器170与上加热器230可呈相同或不同形状，本发明不以此为限。
在本实施方式中(请同时参考图13(a)及13(b)图)，下连接元件130置于下电极140与主动元件110之间。上连接元件260置于上电极250相对上加热器230的一侧，亦即上电极250置于上连接元件260与上加热器230之间，且上电极250包覆上连接元件260的侧壁。
请回到图13(a)与图13(b)。在本实施方式中，至少一部分的下介电层150置于下电极140与相变化层190之间(如图13(b)所示)，且包覆下加热器170。至少一部分的上介电层210置于上电极250与相变化层190之间(如图13(a)所示)，且包覆上加热器230。也就是说，除了下加热器170与上加热器230外，相变化层190被下介电层150、中间介电层180与上介电层210包覆。若下介电层150、中间介电层180与上介电层210皆为氮化物，则可防止相变化层190的元素(如锗)扩散至他处，或者防止介电层的元素扩散至相变化层190中，其亦能增加相变化记忆体的可靠度。另外，这些介电层对相变化层190可具有良好的绝热作用，以防止下加热器170与上加热器230传至相变化层190的热漏至他处，其会降低相变化层190储存信息的能力，因此上述的结构能够增加相变化记忆体的可靠度。
接着请参照图16，其为本发明另一实施方式的相变化记忆体的剖面图，其剖面位置与图13(a)相同。本实施方式与图13(a)的实施方式的不同处在于主动元件110的种类。在本实施方式中，主动元件110为二极管(diode)，并位于下电极140的下方，也就是说，主动元件110与下连接元件130上的所有元件(亦即下电极140、下加热器170、相变化层190、上加热器230、上电极250与上连接元件260)皆至少部分重叠。因下加热器170与上加热器230皆制作于主动元件110上方，因此下加热器170与上加热器230往不同方向延伸的结构并不致于增加相变化记忆体的布局面积。在图16中，主动元件110包含第一半导体层118a与第二半导体层118b，因此不会影响相变化记忆体的密集度。另外，第二半导体层118b置于第一半导体层118a上且连接至下连接元件130。在一些实施方式中，第一半导体层118a与第二半导体层118b可分别掺杂不同的掺杂物，例如第一半导体层118a可掺杂P型掺杂物，且第二半导体层118b可掺杂N型掺杂物，或者相反。至于本实施方式的其他细节因为图13(a)的实施方式相同，因此便不再赘述。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种相变化记忆体，其特征在于，包含：
一主动元件；
一下电极，电性连接该主动元件；
一上电极；
一相变化层，置于该下电极与该上电极之间；
一下加热器，置于该下电极与该相变化层之间，该下加热器沿一第一方向延伸；以及
一上加热器，置于该上电极与该相变化层之间，该上加热器沿一第二方向延伸，其中该第一方向与该第二方向交错。
2.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，该第一方向与该第二方向交错以形成一夹角，该第一方向与该第二方向交错的俯视投影形成一X形。
3.根据权利要求2所述的相变化记忆体，其特征在于，该夹角为90度。
4.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，该下加热器与该上加热器于该相变化层上的投影具有一重叠面积，该重叠面积小于该下加热器及该上加热器与该相变化层的接触面积。
5.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，该下加热器与该上加热器分别沿该第一方向与该第二方向延伸，且该上、下加热器呈长条状、波浪状、椭圆状，或其组合。
6.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，还包含：
一下介电层，至少一部分置于该下电极与该相变化层之间，且包覆该下加热器；以及
一上介电层，至少一部分置于该上电极与该相变化层之间，且包覆该上加热器。
7.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，还包含：
一上连接元件，置于该上电极相对该上加热器的一侧，且该上电极包覆该上连接元件的侧壁。
8.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，还包含：
一下连接元件，置于该下电极与该主动元件之间。
9.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，该主动元件为二极管或晶体管。
10.一种相变化记忆体的制作方法，其特征在于，包含：
形成一主动元件；
形成一下电极，以与该主动元件电性连接；
形成一下加热器于该下电极上，其中该下加热器沿一第一方向延伸；
形成一相变化层于该下加热器上；
形成一上加热器于该相变化层上，其中该上加热器沿一第二方向延伸，该第二方向与该第一方向交错；以及
形成一上电极于该上加热器上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510240803.9A CN104851976B (zh) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | 相变化记忆体与其的制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510240803.9A CN104851976B (zh) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | 相变化记忆体与其的制作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104851976A true CN104851976A (zh) | 2015-08-19 |
| CN104851976B CN104851976B (zh) | 2017-08-04 |
Family
ID=53851461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510240803.9A Active CN104851976B (zh) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | 相变化记忆体与其的制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104851976B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105489757A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-04-13 | 宁波时代全芯科技有限公司 | 相变化记忆体结构与其制造方法 |
| CN105609632A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-25 | 宁波时代全芯科技有限公司 | 相变化记忆体及其制造方法 |
| CN105609631A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-05-25 | 宁波时代全芯科技有限公司 | 相变化存储装置及其制造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101271918A (zh) * | 2007-02-28 | 2008-09-24 | 尔必达存储器株式会社 | 相变存储器装置 |
| US20090081825A1 (en) * | 2007-01-10 | 2009-03-26 | Wei-Su Chen | Phase change memory device and method for fabricating |
| CN101916822A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-12-15 | 上海新储集成电路有限公司 | 一种相变储存器单元器件及其制备方法 |
| CN104051622A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-09-17 | 北京大学深圳研究生院 | 一种多值相变存储器单元 |
-
2015
- 2015-05-13 CN CN201510240803.9A patent/CN104851976B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090081825A1 (en) * | 2007-01-10 | 2009-03-26 | Wei-Su Chen | Phase change memory device and method for fabricating |
| CN101271918A (zh) * | 2007-02-28 | 2008-09-24 | 尔必达存储器株式会社 | 相变存储器装置 |
| CN101916822A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-12-15 | 上海新储集成电路有限公司 | 一种相变储存器单元器件及其制备方法 |
| CN104051622A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-09-17 | 北京大学深圳研究生院 | 一种多值相变存储器单元 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105609631A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-05-25 | 宁波时代全芯科技有限公司 | 相变化存储装置及其制造方法 |
| CN105609631B (zh) * | 2015-11-09 | 2018-11-02 | 江苏时代全芯存储科技有限公司 | 相变化存储装置及其制造方法 |
| CN105489757A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-04-13 | 宁波时代全芯科技有限公司 | 相变化记忆体结构与其制造方法 |
| CN105489757B (zh) * | 2015-12-04 | 2018-07-03 | 江苏时代全芯存储科技有限公司 | 相变化记忆体结构与其制造方法 |
| CN105609632A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-25 | 宁波时代全芯科技有限公司 | 相变化记忆体及其制造方法 |
| CN105609632B (zh) * | 2015-12-24 | 2019-03-05 | 江苏时代全芯存储科技有限公司 | 相变化记忆体及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104851976B (zh) | 2017-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10964752B2 (en) | Three-dimensional memory device including laterally constricted current paths and methods of manufacturing the same | |
| US10580976B2 (en) | Three-dimensional phase change memory device having a laterally constricted element and method of making the same | |
| US8693241B2 (en) | Semiconductor intergrated circuit device, method of manufacturing the same, and method of driving the same | |
| US8525298B2 (en) | Phase change memory device having 3 dimensional stack structure and fabrication method thereof | |
| TWI520272B (zh) | 三維記憶體陣列架構 | |
| US7989796B2 (en) | Nonvolatile memory cell with concentric phase change material formed around a pillar arrangement | |
| TWI430488B (zh) | 記憶體裝置及其形成方法 | |
| US11043537B2 (en) | Three-dimensional phase change memory device including vertically constricted current paths and methods of manufacturing the same | |
| US8426838B2 (en) | Phase-change memory | |
| KR20110076394A (ko) | 상변화 메모리 장치 | |
| TWI426604B (zh) | 相變化記憶裝置及其製造方法 | |
| US20140217352A1 (en) | Memory Cells, Methods of Forming Memory Cells and Methods of Forming Memory Arrays | |
| US9196830B2 (en) | Wrap around phase change memory | |
| KR20110113054A (ko) | 가변 저항 메모리 소자 및 그 제조 방법 | |
| US8853044B2 (en) | Phase-change random access memory device and method of manufacturing the same | |
| US20090189140A1 (en) | Phase-change memory element | |
| KR100929639B1 (ko) | 상변화 기억 소자 및 그의 제조방법 | |
| CN104851976A (zh) | 相变化记忆体与其的制作方法 | |
| US9640758B2 (en) | Phase-change memory device and fabrication method thereof | |
| WO2020251637A1 (en) | Three-dimensional memory device including constricted current paths, and methods of manufacturing the same | |
| KR102578801B1 (ko) | 가변 저항 메모리 장치 | |
| CN108123035B (zh) | 相变化记忆体 | |
| US8384057B2 (en) | Phase-change memory device having multiple diodes | |
| WO2021092942A1 (zh) | 内存单元及其制造方法 | |
| KR20100007193A (ko) | 상변화 기억 소자 및 그 형성 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170703 Address after: No. 188 East Huaihe Road, Huaiyin District, Jiangsu, Huaian Applicant after: Jiangsu times all core storage technology Co.,Ltd. Applicant after: BEING ADVANCED MEMORY TAIWAN LIMITED Address before: 315195 Zhejiang city of Ningbo province Yinzhou Industrial Park (New Yinzhou District Jiang Shan Zhen Zhang Yu Cun) Applicant before: NINGBO ADVANCED MEMORY TECHNOLOGY Corp. Applicant before: BEING ADVANCED MEMORY TAIWAN LIMITED |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 601, Changjiang East Road, Huaiyin District, Huaian, Jiangsu Co-patentee after: BEING ADVANCED MEMORY TAIWAN LIMITED Patentee after: JIANGSU ADVANCED MEMORY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 223001 No. 188 Huaihe East Road, Huaiyin District, Huaian City, Jiangsu Province Co-patentee before: BEING ADVANCED MEMORY TAIWAN LIMITED Patentee before: Jiangsu times all core storage technology Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 802, unit 4, floor 8, building 2, yard 9, FengHao East Road, Haidian District, Beijing Patentee after: Beijing times full core storage technology Co.,Ltd. Patentee after: BEING ADVANCED MEMORY TAIWAN LIMITED Address before: 223001 No. 601, Changjiang East Road, Huaiyin District, Huai'an City, Jiangsu Province Patentee before: JIANGSU ADVANCED MEMORY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee before: BEING ADVANCED MEMORY TAIWAN LIMITED |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221019 Address after: 802, unit 4, floor 8, building 2, yard 9, FengHao East Road, Haidian District, Beijing Patentee after: Beijing times full core storage technology Co.,Ltd. Address before: Room 802, unit 4, floor 8, building 2, yard 9, FengHao East Road, Haidian District, Beijing 100094 Patentee before: Beijing times full core storage technology Co.,Ltd. Patentee before: BEING ADVANCED MEMORY TAIWAN LIMITED |
|
| TR01 | Transfer of patent right |