CN104966717B - 一种存储器装置及提供该存储器装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种存储器装置及提供该存储器装置的方法。该存储器装置包括第一组存储单元以及第二组存储单元，第一组存储单元与第二组存储单元具有存储器元件以及位于第一与第二组存储单元上的第一与第二覆盖材料。第一与第二覆盖材料包括较低与较高密度的氮化硅。存储器元件包括可编程电阻存储器材料，而覆盖材料接触存储器元件。第一与第二组存储单元具有共同的存储单元结构。第一组存储单元的第一存储单元包括顶电极与底电极，而第一覆盖材料接触存储器材料。控制电路应用不同的写入算法至第一与第二组存储单元。通过使用不同的覆盖材料形成第一与第二覆盖层，第一与第二组存储单元具有不同的操作存储器特性，但具有相同的存储单元结构。

Description

一种存储器装置及提供该存储器装置的方法
技术领域
本发明是有关于具有两种型式的存储器的集成电路装置，例如伴随着系统单芯片(System-On-Chip，SOC)的应用，及前述装置的制造方法，尤其是用于系统单芯片的集成电路内的多相变化材料。
背景技术
一般而言，系统单芯片(System-On-Chip，SOC)技术是将一个电子系统的多个子系统整合在单一的集成电路内，且可包括数字、模拟、混合讯号以及射频功能。各种的子系统可被整合于包括微处理器、微控制器核心、数字信号处理器(Digital Signal Processors，DSPs)、可结构化逻辑单元、记忆块、定时源、外部接口以及电源管理电路等的集成电路内。SOC由上述的硬件以及控制子系统的软件所组成。词汇「系统单芯片」可被用于叙述特定应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)，现在通过单一集成电路即可提供先前通过结合一个电路板上的多个集成电路达到的许多功能。这类的整合程度显着地减少尺寸以及系统的电源消耗，通常也降低制造成本。
为了满足用于SOC的各种功能的存储器性能需求，典型地于用于存储器应用的集成电路中的各种位置埋置提供不同用途的不同型式存储电路，存储器应用如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、闪存以及只读存储器(Read Only Memory，ROM)。然而，整合用于各种存储器应用的不同型式的存储器装置可以是困难的，且造成高度复杂的设计以及制造过程。
因此，想要提供满足不同的存储器性能需求的单一集成电路上的存储器如SOC的多种功能所要求的，同时对付设计整合的问题。也想要提供用于制造这类装置的方法。
发明内容
一种装置，包括第一组存储单元以及第二组存储单元。第一组存储单元包括位于第一组存储单元上的一第一覆盖材料。第二组存储单元包括位于第二组存储单元上的一第二覆盖材料。第一覆盖材料不同于第二覆盖材料。电路是耦合至第一组存储单元与第二组存储单元，调整电路以实施不同的写入过程至第一组存储单元与第二组存储单元(例如第一与第二组存储单元之一者中应用于较高速程序设计的较短的写脉冲或写入操作，而另一组中应用于较久的数据保持的较长的写脉冲或写入操作)，或者为了不同的循环耐久规格而分配第一组存储单元与第二组存储单元(例如用于存取的主存储器的规格通常在第一与第二组存储单元之一者中，或者长期储存于另一组)。
此装置的范例可以包括下列的一或多者。第一覆盖材料包括氮化硅。第二覆盖材料可以包括具有大于第一覆盖材料的氮化硅密度的氮化硅。存储单元可以具有包括可编程电阻存储器材料的存储器元件，第一覆盖材料与第二覆盖材料可以接触对应第一与第二组存储单元的存储器元件。第一与第二组存储单元中的存储单元可以具有包括锗锑碲GexSbyTez相变化材料的存储器元件，第一覆盖材料可以包括较低密度的氮化硅，而第二覆盖材料可以包括较高密度的氮化硅，较高密度的氮化硅沉积于较第一覆盖材料高的温度。第一覆盖材料通常包括具有1.95折射率的材料，也可以包括具有大于1.8折射率以及小于2.016折射率的材料。第一覆盖材料通常包括具有2.6克/立方厘米的密度的材料，也可以包括具有大于2.4克/立方厘米以及小于3.2克/立方厘米的密度的材料。第二覆盖材料可以包括具有大于等于2.016折射率以及小于2.2折射率的材料；第二覆盖材料包括具有大于等于3.2克/立方厘米以及小于3.5克/立方厘米的密度的材料。
第一与第二组存储单元可以具有共同的存储单元结构。第一与第二组存储单元可以具有包括相变化材料的存储器元件。第一覆盖材料可以包括一第一氮化硅层，而第二覆盖材料可以包括较第一氮化硅层的密度高的一第二氮化硅层，且第一与第二组存储单元中的存储单元可以具有包括锗锑碲GexSbvTez的存储器元件。第一组存储单元中的存储单元可以包括一顶电极、一底电极以及一存储器材料，此存储器材料位于顶电极以及底电极之间，伴随着接触存储器材料的第一覆盖材料。控制电路可以应用写入算法至第一组存储单元，并应用不同的写入算法至第二组存储单元。
存储器装置的另一范例包括第一组存储单元、第二组存储单元以及电路。第一组存储单元具有伴随着存储器元件的存储单元结构，以及第一组存储单元中接触存储器元件的氮化硅的第一覆盖层，其中存储器元件包括相变化材料。第二组存储单元具有伴随着存储器元件的存储单元结构，以及第二组存储单元中接触存储器元件的氮化硅的第一覆盖层，其中存储器元件包括相变化材料。第一组存储单元的存储单元结构与第二组存储单元的存储单元结构仅差异于第一覆盖层以及第二覆盖层的材料。第一覆盖层中的氮化硅的密度小于第二覆盖层中的氮化硅的密度。调整电路以实施较第二组存储单元的速度快的写入操作至第一组存储单元。
如下可以实施用于提供存储器装置的第一组存储单元与第二组存储单元的方法范例，其中存储器装置具有第一与第二操作存储器特性。使用第一覆盖材料形成第一覆盖层于第一组存储单元上。使用不同于第一覆盖材料的第二覆盖材料形成第二覆盖层于第二组存储单元上。形成第一组存储单元与第二组存储单元以具有相同的存储单元结构。
提供存储单元的方法范例可以包括下列的一或多项。第一覆盖材料可以包括硅氧化物(SiOx)、氮化硅(SiNx)以及硫氟氧碳化物(SoOxFvCz)中的至少一者。第二覆盖材料可以包括氮化硅(SiNx)、氧化铝(Al2O3)、二氧化铪(HfO2)以及五氧化二钽(Ta2O5)中的至少一者。第一与第二覆盖材料可以是相同的材料，而第一覆盖层与第二覆盖层可以在不同的温度下进行形成步骤。第一覆盖层与第二覆盖层的形成步骤可以不相同且可以包括使用相同的存储器材料于第一与第二组存储单元，选择第一覆盖层与第二覆盖层的形成步骤使得第一组存储单元具有较第二组存储单元快的转换速率特性，而第二组存储单元具有较第一组存储单元好的数据保持特性。第一与第二覆盖材料皆可使用氮化硅，第一覆盖层与第二覆盖层的形成步骤可以在较低的温度下实施来形成第一覆盖层，而在较高的温度下实施来形成第二覆盖层。存储单元可以具有包括可编程电组存储器材料的存储器元件，且第一覆盖材料与第二覆盖材料可以接触对应第一与第二组存储单元的存储器元件。此方法更可以包括形成控制电路以应用写入算法至第一组存储单元，且应用不同的写入算法至第二组存储单元。
在探讨下列图式、实施例以及权利要求范围时可以了解本发明的其他方面以及优点。
附图说明
图1绘示用于写数据值至可编程电阻存储单元的实施方法的波形图。
图2-图6绘示现有技术所提出的不同形式的存储单元，可以做为实施例所述技术的一部分。
图2绘示现有技术的蕈状(mushroom-type)存储单元的剖面图。
图3绘示现有技术的桥式(bridge-type)存储单元的剖面图。
图4绘示现有技术的通孔中有源型(active-in-via type)存储单元的剖面图。
图5绘示现有技术的微孔型(pore-type)存储单元的剖面图。
图6绘示现有技术的金属-氧化物(metal-oxide)存储单元的剖面图。
图7绘示一实施例的包括存储器阵列的集成电路的方块图，其中存储器阵列包括多组存储单元，存储单元包括具有不同覆盖材料。
图7A绘示图7的集成电路的一替代方案。
图7B绘示图7的集成电路的另一替代方案。
图8绘示本发明的一实施例。
图9绘示用于制作存储器阵列的一范例的制造流程图，其中存储单元的阵列具有不同的操作特性。
图10A以及图10B是取自不同覆盖存储单元的TEM图所绘制的图式，图10A绘示第一存储单元，而图10B绘示第二存储单元，且第一存储单元与第二存储单元具有不同的操作特性。
图11绘示较低密度的氮化硅覆盖材料的存储单元在进行150℃持续30分钟的处理前与处理后的电阻分布图。
图12绘示较高密度的氮化硅覆盖材料的存储单元在进行150℃持续30分钟的处理前与处理后的电阻分布图。
图13绘示低温氮化硅覆盖材料存储单元的烘烤时间对数据保持失败的机率的变化图。
图14绘示用于低温氮化硅覆盖材料的存储单元以及高温氮化硅覆盖材料的存储单元的设定脉冲宽度对设定/复位电阻比值的变化图。
图15A绘示低温氮化硅覆盖材料的存储单元的参数变化图。
图15B绘示高温氮化硅覆盖材料的存储单元的参数变化图。
图16绘示高温氮化硅覆盖材料的存储单元其温度的倒数对生命期的自然对数(lifetime on logarithmic scale ofhours)(刻度小时)的变化图。
图17绘示对于较高温复位状态以及较低温设定状态两者的循环耐久变化图。
【符号说明】
10、28、40、48、50：存储单元
12、62、166：顶电极
14、54、162：底电极
16：绝缘体
18：存储器材料(相变化材料)
20：接点
22：存取装置
24：有源区域
30：介电间隔物
32：第一电极
34：第二电极
36、58：介电材料
38、46：宽度
42：顶面
44：底面
52：衬垫层
56：导电元件
59：存储器元件
60：金属-氧化物层
64：金属氧化物环
110：集成电路
112、112A、112B：存储器阵列
113：存储单元组
114、114A、14B：字线译码器与驱动器
116：字线
118、118A、118B：页缓冲区
120、176：位线
122：总线
124：方块
124A、124B：高速缓冲存储器
126：数据总线
128：输入数据线
130：其他电路
132：输出数据线
134：控制器
136：电源流
150：第一存储器阵列
151：第一存储单元
152：第二存储器阵列
153：第二存储单元
154：基板
156：源极线
158：插塞
160：字线
164：相变化材料
170：第一覆盖材料
172：第二覆盖材料
174：通孔
212：设定状态验证操作
220：复位状态验证操作
222、238：覆盖材料
232：设定脉冲
240：硬质掩模
244：复位脉冲
202、206、210、214、218、226、230、234、242、246：步骤
250、250-2、252、252-2、254、254-2、256、256-2、258、258-2：曲线
具体实施方式
下列叙述将典型地参照具体的结构实施例和方法。应该理解的是，无意将本发明限制到具体公开的实施例和方法，本发明可以使用其它特征，元件，方法和实施例来实践。描述较佳的实施例以说明本发明，而不是限制其范围，此范围由权利要求范围定义。本发明所属技术领域具有通常知识者将理解到下列叙述的各种等效的变化。在各个实施例中类似的元素通常具有类似的元件符号。
在此叙述的技术包括于集成电路上使用可编程电阻存储单元的阵列，其中调整某些存储单元以符合较久的数据保持存储器规格和/或较低的循环耐久规格，并调整某些存储单元以符合较快速度的存储器规格和/或较高的循环耐久规格。
图1绘示用于写数据值至可编程电阻存储单元的实施方法的波形图，其中数据值是通过第一以及第二可编程电阻范围表示。举例来说，第一电阻范围的电阻值可以低于第二电阻范围的电阻值。数据值是写在一写入周期中。写入周期包括用来写入第一数据值的交替验证操作与写入操作的第一序列，以及用来写入第二数据值的交替验证操作与写入操作的第二序列，其中第一数据值是通过第一可编程电阻范围表示，第二数据值是通过第二可编程电阻范围表示。可以实施验证操作于写入序列开始之前以及序列中的写脉冲之后。若验证操作判定存储单元不具有通过先前的写脉冲预测的电阻范围，可以接着施加另一写脉冲。
如图1的范例所绘示，可以施加包括验证脉冲与设定脉冲的设定周期序列来设定根据相变化材料的可编程电阻存储单元，以写入通过第一电阻范围(例如低电阻或低R)表示的第一数据值。于设定周期中，可以施加设定状态验证操作(set state verifyoperation)(例如212)至存储单元。若此存储单元验证失败，接着施加设定脉冲(例如232)至存储单元。某些实施例中，是施加单一周期以设定存储单元。根据存储单元的特性可以说明设定脉冲的持续时间、幅度以及形状。其他的实施例中，反复地施加设定周期直到存储单元通过发出设定操作已成功的讯号的验证操作，或直到达到周期的最大值，发出设定操作已失败的讯号。
为了进行复位操作(reset operation)以写入通过第二电阻范围(例如高电阻或高R)表示的第二数据值，可以施加包括验证脉冲与复位脉冲(reset pulse)的复位周期序列。复位周期中，是施加复位状态验证操作(reset state verify operation)(例如220)。若此存储单元的验证操作失败，接着施加复位脉冲(例如244)至存储单元。某些实施例中，是施加单一周期以复位存储单元。根据存储单元的特性可以说明复位脉冲的持续时间、幅度以及形状。其他的实施例中，反复地施加复位周期直到存储单元通过发出复位操作已成功的讯号的复位验证操作，或直到达到周期的最大值，发出复位操作已失败的讯号。
这些写入操作所需要的时间长度是关键性能指针。因此，被调整来用于高速规格的可编程电阻阵列可以要求较短的写脉冲，或要求写入操作仅于一个周期或数个周期内成功，或要求上述两者，且因此时间少于用在此叙述的长保持的可编程电阻阵列，长保持的可编程电阻阵列可要求较长的脉冲或更多个周期，或者要求上述两者。
图2至图6绘示使用可编程电阻存储器元件的基本存储单元结构，可编程电阻存储器元件可以应用于在此叙述的具覆盖层的存储器阵列中。如此所述，单一集成电路上的存储单元可以发展于不同的可编程电阻阵列中，存储单元的覆盖层中具有不同的材料或多种材料的组合。通过应用不同的写入操作至不同的阵列可以调整集成电路上的逻辑来操作。并且，如此所述，不同的阵列可以具有不同的耐久特性，使得相较于同一集成电路上的另一阵列，一阵列可以接受较多数目的读/写周期。并且，不同的阵列可以具有不同的保持特性，使得相较于其他阵列，一阵列可以较长时间的可靠地保持数据。
图2至图5绘示基于相变化材料的存储单元。相变化材料的实施例包括基于存储器材料的相变化，相变化材料包括基于硫属化物(chalcogenide)的材料以及其他材料。硫族元素(chalcogens)包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)和碲(Te)四种元素中的任何一种，形成周期表中第VIA族的一部分。硫属化物包括具有较正电性的元素或自由基的硫族元素的化合物。硫化物合金(chalcogenide alloy)包括硫属化物与其他材料如过渡金属的结合。硫化物合金通常含有元素周期表第IVA族中的一或多种元素，如锗(Ge)和锡(Sn)。通常，硫化物合金包括锑(Sb)，镓(Ga)，铟(In)以及银(Ag)中的一或多者的组成。技术文献中已描述许多根据存储器材料的相变化，包括以下合金：镓/锑、铟/锑、铟/硒、锑/碲，锗/碲、锗/锑/碲、铟/锑/碲、镓/硒/碲、锡/锑/碲、铟/锑/锗、银/铟/锑/碲、锗/锡/锑/碲、锗/锑/硒/碲和碲/锗/锑/硫。锗/锑/碲合金的家族中，广大范围的合金组成是可行的。这些组成物可以被表征为TeaGebSb100-(a+b)。一项研究已叙述最有用的合金为沉积的材料中碲(Te)的平均浓度低于70％，典型地约低于60％且范围大致上从约23％至约58％，而最佳的浓度为约48％至58％的碲。此材料中锗(Ge)的平均浓度约高于5％，且范围从约8％至约30％，通常维持在50％以下。锗的浓度范围可以从约8％至约40％。此组合物中主要构成元素的其余部分是锑(Sb)。这些百分比是原子百分比，组成元素的原子总和为100％。(专利Ovshinsky5,687,112，第10-11栏)。特别是经由另一研究员评定的合金包括Ge2Sb2Te5、GeSb2Te4以及GeSb4Te7(Noboru Yamada，“Potential of Ge-Sb-Te Phase-Change Optical Disks for High-Data-Rate Recording”，国际光学工程学会(The International Society for OpticalEngineering，SPIE)第3109卷，第28-37页(1997))。更普遍地，过渡金属如铬(Cr)，铁(Fe)，镍(Ni)，铌(Nb)，钯(Pd)，铂(Pt)及其混合物或合金可与锗/锑/碲结合以形成具有可编程电阻性质的相变化合金。Ovshinsky(专利5,687,112)的第11-13栏给出可能有用的存储器材料的具体范例，透过引用的形式合并这些范例。
使用杂质掺杂硫属化物以及其他相变化材料，一些实施例中，使用掺杂的硫属化物修改存储器元件的导电性、转换温度、熔化温度以及其他性质。用于掺杂硫属化物的代表性杂质包括氮、硅、氧、二氧化硅、氮化硅、铜、银、金、铝、氧化铝、氧化钽、氧化钽、氮化钽、钛和氧化钛。请参照如美国专利第6,800,504号以及美国专利申请公开号第2005/0029502号。
相变化合金能够在第一结构态与第二结构态之间转换，其中第一结构态中的材料大致上是非晶质的固相，而第二结构态中的材料大致上是存储单元的有源通道区域中在其局部秩序内的晶质的固相。这些合金至少是双稳态的。
用于形成硫属化物材料的一例示性方法在1毫托(mTorr)至100毫托的压力下，使用PVD溅射(PVD-sputtering)或使用氩气、氮气和/或氦气作为气体源的磁控溅射(magnetron-sputtering)方法。通常在室温下完成沉积。可以使用具有长宽比1至5的准直仪以改进填充性能(fill-in performance)。为了改进填充性能，也可以使用数十伏特至数百伏特的直流偏压。另一方面，可以同时使用直流偏压以及准直仪的组合。
用于形成硫属化物材料的一例示性方法使用化学气相沉积(Chemical VaporDeposition，CVD)如美国专利公开号第2006/0172067号“Chemical Vapor Deposition ofChalcogenide Materials”所公开，此专利案透过引用形式合并。
选择性地实施在真空或氮气环境中的沉积后退火处理以改进硫属化物材料的结晶态。退火温度典型地自100℃至400℃，伴随着小于30分钟的退火时间。
图2绘示现有技术的蕈状(mushroom-type)存储单元10的简化剖面图，如存储器阵列中所发现的。存储单元10包括可以是位线的一顶电极12、一加热器或底电极14、围绕底电极的绝缘体16、耦合至顶电极12与底电极14的存储器材料18、耦合至底电极14的一接点20以及一存取装置22如耦合至接点的二极管22。存储器材料18为可编程电阻存储器材料，例如相变化存储器材料。当存储器材料18具有一有源区域24，绘示于此范例中的存储单元10包括相变化存储器材料，其中在阵列的操作过程中施加偏压条件下有源区域24会产生相变化。绝缘介电材料36作为覆盖层，围住此存储单元并且接触相变化材料。
图3绘示现有技术的桥式(bridge-type)存储单元28的简化剖面图。存储单元28包括分开第一电极32与第二电极34的介电间隔物30。介电材料36作为覆盖层，且围绕存储器材料18。存储器材料18延伸穿过介电间隔物30以接触第一电极32与第二电极34，从而定义第一电极32与第二电极34之间的电极间电流路径，电流路径具有通过介电间隔物30的宽度38定义的路径长度。存储单元28包括耦合至第二电极34的存取装置22。
图4绘示通孔中有源型(active-in-via type)存储单元40的剖面图。存储单元40包括接触第一电极32的顶面42以及第二电极34的底面44的存储器材料18。介电材料36围绕存储器材料18。于此范例中存储器材料18具有实质上与第一电极32以及第二电极34的宽度相同的宽度46以定义通过介电材料36围绕的多层柱状体，介电材料36作为覆盖层。如在文中所使用的，词汇「实质上」意在容许制造公差。存储单元40包括耦合至第一电极32的存取装置22，如二极管或晶体管。
图5绘示微孔型(pore type)存储单元48的剖面图。存储单元48包括存储器材料18。介电材料36围绕存储器材料18，且介电材料36作为覆盖层。存储器材料18接触第一电极32的顶面以及第二电极34的底面。此存储单元包括耦合至第一电极32的存取装置22，如二极管或晶体管。
绘示于图2至图5中，围绕存储单元内相变化材料的介电材料36可包括例如二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、硅氮氧化物(SiOxNy)或氧化铝(Al2O3)。
图6绘示现有技术的金属-氧化物(metal-oxide)存储单元50的简化剖面图，其中所述是可以使用不同的覆盖材料发展金属-氧化物存储单元50。存储单元50包括底电极54与导电元件56之间的衬垫层52。通过衬垫层52围绕导电元件56，且导电元件56延伸穿过介电材料58以接触存储器元件59，存储器元件59包括一金属-氧化物层60以及一金属氧化物环64。顶电极62位于存储器元件59上。如图6所示，位于衬垫层52的末端的存储器元件59的金属氧化物环64诱导场增强效应(field enhancement effect)。介电材料58接触存储器元件59的金属氧化物环64，且介电材料58作为覆盖层。顶电极62是一导电元件，在一些实施例中顶电极62是位线的一部分。举例来说，顶电极62可包括选自由钛、钨、镱、铽、钇、钪、铪、锆、铌、铬、钒、锌、铼、钴、铑、钯、铂、钼、铝、钽、铜、铂、铱、镧、镍、氮、氧和钌所组成的群组中的一或多种元素或其组合物。一些实施例中，顶电极62可包括多于一层的材料。
底电极54是导电元件。举例来说，底电极可包括掺杂的多晶硅，底电极可为二极管或存取晶体管的末端。另外，举例来说，底电极54可包括上述顶电极62的材料中的任何一者。
举例来说，导电元件56可包括上述顶电极62的材料中的任何一者。
金属-氧化物层60包括可编程至多个电阻状态的金属-氧化物材料。于一些实施例中，金属-氧化物层60可包括选自由氧化钨、氧化钛、氧化镍、氧化铝、氧化铜、氧化锆、氧化铌、氧化钽、钛镍氧化物、铬掺杂的锆酸锶(SrZrO3)、铬掺杂的钛酸锶(SrTiO3)、钙钛矿锰氧化物(Pr1-xCaxMnO3，PCMO)以及镧钙锰氧化(LaCaMnO)所组成的群组中的一或多种金属氧化物。于一些实施例中，存储器元件可包括氧化钨/铜或银、氧化钛/铜或银、氧化镍/铜或银、氧化铝/铜或银、氧化铜/铜或银、氧化锆/铜或银、氧化铌/铜或银、氧化钽/铜或银、氮氧化钛(TiNO)/铜或银、铬掺杂的锆酸锶(SrZrO3)/铜或银、铬掺杂的钛酸锶(SrTiO3)/铜或银、钙钛矿锰氧化物(PCMO)/铜或银、镧钙锰氧化(LaCaMnO)/铜或银以及二氧化硅/铜或银。
举例来说，衬垫层52可包括一层氮化钛或氮化硅以氮化钛的两层。其他的材料也可以用于衬垫层52。
如图6所示，金属氧化物环64于接触顶电极62的水平围绕金属-氧化物层60。举例来说，金属氧化物环64可包括钛氮氧化物(TiNOx)、二氧化硅(SiO2)、铪氧化物(HfOx)、钛氧化物(TiOx)、铝氧化物(AlOx)、钨氧化物(WOx)等，且较佳的选择使得金属氧化物环64的材料具有较存储器元件59的中央部分高的电阻，存储器元件59的中央部分也就是金属-氧化物层60。
于绘示的实施例中，导电元件56包括钨，氧化钨制成的金属-氧化物层60，钛氮氧化物(TiNOx)制成的金属氧化物环64，且衬垫层52可包括氮化钛或氮化硅以氮化钛的两层。
除了上述的存储单元如相变化存储单元以及金属氧化物存储单元，可以应用固态电解质(导电桥)存储单元以及磁阻(magnetoresistive)存储单元至本技术。
图7为一实施例的包括存储器阵列112的集成电路110的方块图，其中存储器阵列112包括多组存储单元组113，此范例中有4组。不同的存储单元组113其差异在于覆盖材料的组成，覆盖材料是用作围绕可编程电阻材料的介电材料(例如36、58)，且为了下列讨论而将覆盖材料标号为覆盖材料A至覆盖材料D。本发明的一方面，阵列112中多于一组存储单元内的存储单元具有共同的存储单元结构，意义上是设计施加的制造过程以实现相同的存储单元结构于整个阵列，除了覆盖层(例如图2至图5中的层36，以及图6中的层58)。因此，于可以保存制造步骤的实施例中，多组存储单元组中的一组的存储单元与其他存储单元组中的存储单元可以仅差在覆盖层的组成。
字线译码器114是耦合至多条字线116，且与多条字线116电子通讯，其中多条字线116沿着存储器阵列112中的列排列。为了读取、设定以及复位阵列112中的存储单元(未绘示)，页缓冲区118与沿着存储器阵列112中的栏排列的多条位线120电子通讯。提供地址于总线122至字线译码器与驱动器114以及页缓冲区118。方块124中的感测放大器以及输入数据结构透过数据总线126耦合至页缓冲区118，感测放大器以及输入数据结构包括用于读取、设定以及复位模式的电压源和/或电流源。透过自集成电路110上的输入/输出端口的输入数据线128，或自集成电路110的外部或内部的数据源提供数据至方块124中的输入数据结构。集成电路110上可包括其他电路如通用处理器或特定用途应用电路，或结合提供系统单芯片功能的模块，其中系统单芯片功能通过阵列112支持。透过输出数据线132自方块124中的感测放大器供应数据至集成电路110上的输入/输出端口，或至集成电路110的外部或内部的其他数据目的地。
于此范例中是使用偏压排列状态机(bias arrangement state machine)以实现控制器134，控制器134控制偏压排列提供电压以及电流源136的应用，如读取、设定、复位以及验证电压和/或电流。根据被存取的阵列112的存储单元组113中的存储单元，控制器134控制偏压排列提供电压以及电流源136的应用。可使用本领域已知的特定用途逻辑电路实施控制器134。于其他的实施例中，控制器134包括通用处理器，通用处理器可被实施于相同的集成电路上以执行计算机程序来控制装置的操作。又，在其他的实施例中，可结合特定用途逻辑电路以及通用处理器来实现控制器134。
阵列112包括多组存储单元组113，各组包括具有不同性质的覆盖材料，使得各组存储单元具有不同的操作特性，下列将更详细地叙述。存储单元组113是排列于阵列112中的不同位置且存储单元的数目可不同，于实施例中存储单元组113可以排列于阵列112的不同存储单元中，举例来说，阵列112的不同的记忆库、区块或区段。
此外，于其他的实施例中，阵列中不同组的存储单元可以具有不同的外围电路(例如字线驱动器、感测放大器、控制电路)，调整外围电路以符合存储单元的性能规格。外围电路包括控制器或控制器与支持电路如偏压供应电路、字线驱动器等等，提供电路以应用写入算法至第一组存储单元(例如多组存储单元组113中的一组)，并应用不同的写入算法至第二组存储单元(例如多组存储单元组113中的另一组)。外围电路也可以提供电路，调整此电路以施加较第二组存储单元高速的写入操作至第一组存储单元。外围电路可以提供耦合至第一与第二组存储单元的电路，调整此电路以应用不同的写入过程至第一组存储单元与第二组存储单元(例如第一与第二组存储单元之一中施加用于较高速程序设计的较短的写脉冲或写入操作，以而另一组中施加用于较长的数据保持的较长的写脉冲或写入操作)，或者为了不同的循环耐久规格而对第一组存储单元与第二组存储单元进行分配(例如用于存取的主存储器的规格通常在第一与第二组存储单元之一中，或者长期储存于另一组)。
于一些实施例中，可以使用逻辑如芯片外部的主机系统上的计算机程序，或逻辑或执行于存储器的相同芯片上的计算机程序以分配存储单元中的一组用于通常存取且具有较多存取周期数目的存储器(例如于主存储器中)，且分配存储单元中的另一组用于较少存取周期数目的存储器(例如长期储存)。
通过存储单元的地址可以分辨阵列112中各组存储单元的操作存储器特性。存储单元的这些特性决定了自控制器134至耦合偏压电路(偏压排列供应电压、电源流136)传来的讯号的特性，以施加脉冲去操作(例如读取以及写入操作)阵列112的存储单元。举例来说，写入操作可以包括设定操作以及复位操作。第一组存储单元的设定操作可施加第一设定脉冲至第一组存储单元中的相变化存储单元，而第二组存储单元的设定操作中可施加第二设定脉冲至第二组存储单元中的相变化存储单元，对于脉冲宽度与脉冲高度中的至少一者，第一设定脉冲与第二设定脉冲具有不同的数值，脉冲宽度与脉冲高度是基于多组存储单元的操作存储器与特性。类似地，第一组存储单元的复位操作可施加第一复位脉冲至第一组存储单元中的相变化存储单元，而第二组存储单元的复位操作中可施加第二复位脉冲至第二组存储单元中的相变化存储单元，对于脉冲宽度与脉冲高度中的至少一者，第一复位脉冲与第二复位脉冲具有不同的数值。于一些实施例中，驱动器以及感测放大器可由各种型式的电路所组成，且/或可操作至不同的状态，其中各种型式的电路对应多组存储单元且具有不同的性能性质，不同的状态是基于进行操作于不同的存储单元。
图7A绘示图7的集成电路的一替代方案。于此范例中，存储器阵列112中的存储单元组113表示存储单元组113的替代排列。于图7A的排列中，举例来说，虽然连接至不同组的字线驱动器，但所有的组可以共享相同的全局位线，或相同的栏译码电路。图7B绘示图7的集成电路的另一替代方案。于此范例中，举例来说，存储器阵列112A的操作特性可以提供快的转换速率，因此适合用于RAM应用，而举例来说，存储器阵列112B的操作特性可以提供良好的数据保持特性因而适合用于闪存应用。于此例中，用于阵列112A的一些或所有外围电路可以独立于用于阵列112B的外围电路，允许优化电路以符合特定的性能需求。于绘示的此范例中，阵列112A包括专用的外围电路，外围电路包括字线译码器114A、页缓冲区118A以及高速缓冲存储器124A。类似地，阵列112B包括专用的外围电路，外围电路包括字线译码器114B、页缓冲区118B以及高速缓冲存储器124B。阵列112A与阵列112B共享控制器134以及方块136中的偏压排列供应电压与电流源。为了数据流通，集成电路110上的其他电路130与阵列112A与阵列112B耦合。
举例来说，图7至图7B，可以使用脉冲/验证步骤的序列来实现用于多组存储单元组113中之一或多组的写入操作。因此，用于多组存储单元组113中各组的单一脉冲的长度可以是相同的。然而相较于具有较慢响应时间的存储单元组113，平均而言，具有较快响应时间的存储单元组113在脉冲/验证过程中成功输入的脉冲较少。不同存储单元组113的存储单元可以因此具有不同的写入速度。于一些实施例中，脉冲/验证过程可能仅需要一单一脉冲。
图8绘示使用蕈状存储单元实施的本技术的一实施例。此技术也可以使用其他形式的存储单元实现，如上述图3至图6所讨论的。如图8所示，第一存储器阵列150包括第一存储单元151，第二存储器阵列152包括第二存储单元153，其中第一存储器阵列150以及第二存储器阵列152是形成于基板154上且对应至图7-图7B的两组不同的存储单元组113。第一存储器阵列150以及第二存储器阵列152具有插塞158以及字线160，于此范例中字线160的功用为闸极电极。插塞158连接至基板154的漏极区域(未绘示)。源极线156是接地的，作为共同源极。源极线156以及插塞158是由导电材料所制成，金属或其类似物，如钨、铝、钴、铜等。加热器或底电极162是耦合至插塞158且与相变化材料164接触。加热器或底电极162可以包括氮化钛或另一导电材料。举例来说，相变化材料164可以是掺杂的或无掺杂的Ge2Sb2Te5。顶电极166形成于相变化材料164上。顶电极166也是由导电材料所制成，可以与底电极162的导电材料相同或不同。
于此范例中，施加第一覆盖材料170至第一存储器阵列150以共形地(conformably)覆盖相变化材料164以及顶电极166。施加第二覆盖材料172至第二存储器阵列152以共形地覆盖相变化材料164以及顶电极166。移除部分的第一覆盖材料170以及第二覆盖材料172以形成开口并暴露顶电极166的顶表面。接着于开口中形成通孔174以连接顶电极166以及位线176。
第一存储器阵列150与第二存储器阵列152之间唯一的差异为第一覆盖材料170以及第二覆盖材料172。于此范例中，使用在低加工温度(200℃)沉积的氮化硅(SiNx)覆盖第一存储器阵列150；这提供适合用于RAM应用的快速转换以及高循环耐久度等特性。制得的第一覆盖材料170可以具有低密度(小于3.2克/立方厘米)以及低折射率(小于2.016)。于一些范例中，可以使用另一覆盖层于第一覆盖材料170的顶部上。于一些范例中，可以使用硅氧化物(SiOx)以及氮化硅(SiNx)的覆盖材料的组成做为第一覆盖材料170。于一些范例中，可以使用在低加工温度(200℃)沉积的氮化硅与在高加工温度(400℃)沉积的氮化硅的组成来覆盖第一存储器阵列150。另外，第一覆盖材料170可以包括以不同沉积温度形成的氮化硅(SiNx)层的组成。于其他范例中，用于第一存储器阵列150的第一覆盖材料170可以包括低介电常数(low K)材料，如硫氟氧碳化物(SoOxFyCz)。
于此范例中，使用在高加工温度(400℃)沉积的氮化硅覆盖第二存储器阵列152；这提供好的数据保持特性以及可能较低的循环耐久度，适合用于相似于闪存规格的非易失性、相对低数据速度的规格。制得的第二覆盖材料172可以具有高密度(大于等于3.2克/立方厘米)以及高折射率(大于等于2.016)。于其他范例中，用于第二存储器阵列152的第二覆盖材料172可以包括高介电常数(high K)材料，如氧化铝(Al2O3)、二氧化铪(HfO2)以及五氧化二钽(Ta2O5)。
图9是用于图8的实施例的例示性制造流程。绘示的制造流程并未显示所有的制造步骤，而是指出第一存储器阵列150以及第二存储器阵列152的存储单元的形成步骤。简单地说，步骤202中于基板154上形成源极线156以及插塞(plugs)158。步骤206中，于插塞158上形成在一些范例中可以做为加热器的底电极162。步骤210中于底电极162上沉积相变化材料164。步骤214中于相变化材料164上形成顶电极166。步骤218中，图案化相变化材料164以及顶电极166以制得如图8所示的相变化材料以及顶电极结构。于此范例中，步骤226中较低密度的覆盖材料222是沉积于现有的基板上，特别是与第一存储器阵列150与第二存储器阵列152两者的相变化材料164以及顶电极166接触。于此范例中，可以使用在低温如200℃温度下沉积的SiNx进行此工艺。对于反应气体，可以使用流量50sccm(Standard CubicCentimeters per Minute，每分钟标准立方厘米)的SiH4、30sccm的氨气以及500sccm的氮气做为反应气体。
接着，步骤230中自第二存储器阵列152的相变化材料164与顶电极166移除第一覆盖材料222。接着，步骤234中于现有基板上沉积高密度覆盖材料238，包括覆盖第一存储器阵列150的低密度覆盖材料222以及顶电极166(请参照图10A)，且包括接触第二存储器阵列152的相变化材料164(请参照图10B)。步骤242中，移除部分的覆盖材料222与覆盖材料238来形成导电通孔174于顶电极166上，其中覆盖材料222与覆盖材料238覆盖第一存储器阵列150与第二存储器阵列152两者的各个顶电极166。步骤246中是形成位线176延伸于第一存储器阵列150与第二存储器阵列152中的通孔174上。于此范例中，可以使用在高温如400℃温度下沉积的SiNx进行此工艺。对于反应气体，可以使用流量220sccm的SiH4、125sccm的氨气以及5000sccm的氮气做为反应气体。
图10A以及图10B是取自不同的覆盖存储单元151与覆盖存储单元153的TEM图所绘制的图式，覆盖存储单元151与覆盖存储单元153符合图8中第一存储器阵列150与第二存储器阵列152的存储单元。形成硬质掩模240于顶电极166上。做为第一覆盖材料222的下层的20纳米的低密度氮化硅以及做为第二覆盖材料238的上层的30纳米的高密度氮化硅是覆盖第一存储器阵列150的存储单元151(请参照图10A)，其中使用低温工艺制作低密度氮化硅(LT SiN)，使用高温工艺制作高密度氮化硅(HT SiN)，而下层与上层组成第一覆盖材料170。制得的存储单元可提供高程序设计速率。于此范例中，工艺的低温以及高温分别为200℃以及400℃。可视制造环境的特性以及沉积层所欲具有的性质而选择适当的工艺温度。制得的存储单元151具有快速转换、低密度以及低折射率的性质。
图10B绘示第二存储器阵列152的存储单元153。制得的存储单元是提供绝佳的数据保持特性。第二存储器阵列152的存储单元153是以第二覆盖材料238覆盖，于此范例中，第二覆盖材料238例如是50纳米的高温氮化硅(HT SiN)，制得的存储单元153具有良好数据保持的性质。
图11绘示低温氮化硅(LT SiN)覆盖材料的存储单元在进行150℃持续30分钟的处理前与处理后的电阻分布图。曲线250为起始电阻值对在起始状态、低电阻状态的存储单元的数目值作图的标绘曲线。此数目值代表具有指定电阻值的阵列中的存储单元数目。曲线252是电阻值对已位于复位状态、高电阻状态的存储单元的数目值作图的标绘曲线。曲线254是电阻值对存储单元的数目值作图的标绘曲线，而此存储单元是如曲线252所示的从复位状态、高电阻状态被变化至设定状态、低电阻状态后的存储单元。曲线250与曲线254彼此紧密地跟随，这显示用于低温氮化硅存储单元的起始电阻相当接近于设定状态低电阻的状态。
曲线256与曲线258是电阻值对存储单元数目值作图的标绘曲线，其中曲线256是电阻值对于在设定状态、低电阻状态的存储单元数目值作图的相关曲线，曲线258是电阻值对于在复位状态、高电阻状态的存储单元数目值作图的相关曲线，而曲线256与曲线258两者皆在存储单元进行150℃持续30分钟的烘烤后做为耐久度的测量。可以看到在进行150℃持续30分钟的烘烤后曲线256与曲线258几乎重合。然而，如下所述这些具有快速转换速率的低温氮化硅存储单元，其保持性是弱的。于一些范例中，可使用复新操作(refreshoperation)以保存具有此覆盖材料的存储单元的数据。
图12绘示高温氮化硅(HT SiN)覆盖材料的存储单元在进行150℃持续30分钟的处理前与处理后的电阻分布图。曲线250-2是起始电阻值对在起始状态、低电阻状态的存储单元的数目值作图的标绘曲线。曲线252-2是电阻值对于在复位状态、高电阻状态的存储单元的数目值作图的标绘曲线。曲线254-2是电阻值对存储单元的数目值作图的标绘曲线，而此存储单元是如曲线252-2所示的从复位状态、高电阻状态被变化至设定状态、低电阻状态后的存储单元。
曲线256-2与曲线258-2是电阻值对存储单元数目作图的标绘曲线，其中曲线256是电阻值对于在设定状态、低电阻状态的存储单元的数目值作图的相关曲线，曲线258是电阻值对于在复位状态、高电阻状态的存储单元的数目值作图的相关曲线，曲线256与曲线258两者皆在存储单元进行150℃持续30分钟的烘烤后做为耐久度的测量。可以看到设定曲线254-2与设定曲线256-2紧密地彼此平行，而复位曲线252-2与复位曲线258-2亦紧密地彼此平行。因此，即使在进行150℃持续30分钟的烘烤后，设定曲线与复位曲线之间仍有显着地电阻差异。因此，如图12所示，在进行150℃持续30分钟的烘烤后，具有高温氮化硅覆盖材料的存储单元的电阻值分布维持良好的记忆窗口(memory window)，这与具有低温氮化硅覆盖材料的存储单元的电阻值分布相反。
具有一覆盖材料的存储单元的起始电阻值与具有不同覆盖材料的存储单元的起始电阻值可以不同。对于低温氮化硅覆盖材料的存储单元，起始电阻值与设定(SET)电阻值近似；请参照图11。高温氮化硅覆盖材料的存储单元的起始电阻值与在复位(RESET)状态的电阻值近似；请参照图12。图13绘示外推85℃低温氮化硅覆盖材料存储单元的保持数据。
可以通过存储单元上的覆盖层来影响相变化存储器的设定(SET)速度以及数据保持性。低密度氮化硅以及低加工温度的覆盖材料提供较快的设定速度，但相对地数据保持性不佳。另一方面，高密度氮化硅以及高加工温度的覆盖材料虽提供绝佳的数据保持性，但设定速度较慢。基于这些发现，本技术可以提供双功能相变化存储器以满足结合埋置DRAM以及埋置快闪功能于SOC芯片上的需求，以加强性能、减少功率以及降低成本。
图13为覆盖具有Ge2Sb2Te5存储器材料的低温氮化硅存储单元在85℃下，烘烤时间对数据保持失败的累进机率的变化图。此图显示快速转换的低温氮化硅覆盖材料的存储单元在85℃下烘烤约1000小时(循环圈数10次的存储单元)可以具有0.1％的失败比例。在许多未长时间储存数据的应用中，这样的失败比例不一定是问题；此外，可以排定复新操作以有效率地消除任何这方面的问题。
图14绘示用于低温氮化硅覆盖材料的存储单元以及高温氮化硅覆盖材料的存储单元的设定脉冲宽度(set pulse width)对设定/复位电阻比值作图的变化图。此变化图显示10×10存储器阵列于7个不同的芯片，包括3个低温氮化硅覆盖材料的存储单元以及4个高温氮化硅覆盖材料的存储单元的测试数据结果。结果显示对于10X记忆窗口，被测试的低温氮化硅覆盖材料的存储单元可以于50纳秒(ns)内被设定，而被测试的高温氮化硅覆盖材料的存储单元需要一微秒(microsecond)才能到达相同的记忆窗口。为了阐述达到从复位至设定的转换的快速转换速率的设定条件，是制作对于掺杂Ge2Sb2Te5存储器材料的存储单元的设定操作(set operation)的参数变化图(shmoo plots，测试结果与测试条件的关系图，显示了不同测试条件下的测试结果)。其中图15A是关于低温氮化硅覆盖材料的存储单元的参数变化图，而图15B是关于高温氮化硅覆盖材料的存储单元的参数变化图。且是根据电阻值对参数变化图中的长方形绘上深浅不同的阴影。如图15A所示，低温氮化硅覆盖材料的存储单元的设定操作在60微安培至125微安培范围的电流下，于20纳秒之内完成。然而，如图15B所示，高温氮化硅覆盖材料的存储单元在75微安培至150微安培范围的电流下，需约640纳秒完成设定操作。此参数变化图显示对于低温氮化硅覆盖材料的存储单元，超过90％的位可以在20纳秒之内被设定，而所有的位可以在低于30纳秒之内被设定。
另一方面，具有Ge2Sb2Te5存储器材料的高温氮化硅覆盖材料的存储单元是表现出更为良好的数据保持性。这绘示于图16中，图16绘示温度的倒数(1/kT)对生命期的自然对数(刻度：小时)的图示，其中k是波兹曼常数而T是温度，以及预估的电子伏特活化能Ea为2.5eV。沿着图16的顶部亦标示出温度85℃与120℃的曲线，而对应生命期100年以及400年的虚线亦绘示于图16中。基于此，可预测出在85℃下生命期100年的失败比例约10ppm，而预测在85℃下生命期400年的失败比例约0.1％。
图17是低温氮化硅覆盖的存储单元的循环耐久度图示，其中对于较高温的复位(Reset)状态以及较低温的设定(Set)状态两者皆有以电阻值对循环圈数作图。高温氮化硅覆盖材料的存储单元的循环耐久度约为108，较闪存更为良好。虽然低温氮化硅覆盖材料的存储单元可能不具有如高温氮化硅覆盖材料的存储单元可达到的数据保持生命期，如图16所示，但是低温氮化硅覆盖材料的存储单元具有优良的循环耐久度。低温氮化硅覆盖材料的存储单元的循环耐久度可以超过109个循环圈数。
上述任何以及所有的专利案、专利申请案以及专利公开案以引用形式并入。
上列叙述可能使用如上、下、顶部、底部、覆盖、低于等词汇。这些词汇可被用于叙述以及权利要求范围中以协助理解本发明，并非用以限制本发明。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动、附加与取代，且本发明的保护范围当视随附的权利要求范围所界定的为准。

Claims (17)

1.一种存储器装置，包括：
一第一组存储单元以及一第一覆盖材料，该第一覆盖材料位于该第一组存储单元上；
一第二组存储单元以及一第二覆盖材料，该第二覆盖材料位于该第二组存储单元上；以及
该第一覆盖材料不同于该第二覆盖材料；
其中该第一组存储单元的多个存储单元具有一存储单元结构，且该第二组存储单元的多个存储单元具有共同的一存储单元结构；该第一组存储单元以及该第二组存储单元中的这些存储单元具有多个存储器元件，这些存储器元件包括相变化材料。
2.根据权利要求1所述的装置，该第一覆盖材料包括氮化硅。
3.根据权利要求2所述的装置，该第二覆盖材料包括氮化硅，该第二覆盖材料的氮化硅的密度大于该第一覆盖材料的氮化硅的密度。
4.根据权利要求1所述的装置，其中该第一组存储单元以及该第二组存储单元具有多个存储器元件，这些存储器元件包括一可编程电阻存储器材料，且该第一覆盖材料以及该第二覆盖材料接触对应该第一组存储单元与该第二组存储单元的这些存储器元件。
5.根据权利要求1所述的装置，其中：
多个存储单元位于该第一组存储单元与该第二组存储单元中，这些存储单元具有包括一锗锑碲GexSbyTez相变化材料的多个存储器元件；
该第一覆盖材料包括氮化硅；以及该第二覆盖材料包括密度高于该第一覆盖材料的氮化硅，且在较该第一覆盖材料的氮化硅高的温度下沉积。
6.根据权利要求2所述的装置，其中该第一覆盖材料包括一材料，该材料具有大于1.8以及小于2.016的折射率。
7.根据权利要求1所述的装置，其中该第一覆盖材料包括一材料，该材料具有大于2.4克/立方厘米以及小于3.2克/立方厘米的密度。
8.根据权利要求1所述的装置，其中该第一覆盖材料包括一第一氮化硅层，该第二覆盖材料包括一第二氮化硅层，该第二氮化硅层的密度大于该第一氮化硅层的密度；以及
位于该第一组存储单元与该第二组存储单元中的这些存储单元具有包括锗锑碲GexSbyTez的多个存储器元件。
9.根据权利要求1所述的装置，其中该第一组存储单元的多个存储单元包括一顶电极、一底电极以及一存储器材料，该存储器材料位于该顶电极以及该底电极之间，该第一覆盖材料接触该存储器材料。
10.根据权利要求1所述的装置，包括一电路以应用一写入算法至第一组存储单元，且应用不同的另一写入算法至第二组存储单元。
11.一种存储器装置，包括：
一第一组存储单元，具有一存储单元结构以及氮化硅的一第一覆盖层，该存储单元结构具有包括相变化材料的多个存储器元件，该第一覆盖层接触该第一组存储单元中的这些存储器元件；
一第二组存储单元，具有一存储单元结构以及氮化硅的一第二覆盖层，该存储单元结构具有包括相变化材料的多个存储器元件，该第二覆盖层接触该第二组存储单元中的这些存储器元件，该第一组存储单元与该第二组存储单元仅差异于该第一覆盖层与该第二覆盖层的材料；
该第一覆盖层中的氮化硅的密度小于该第二覆盖层中的氮化硅的密度；以及
一电路，调整该电路以施加相较于该第二组存储单元高速的写入操作至该第一组存储单元。
12.一种提供一存储器装置的一第一组存储单元以及一第二组存储单元的方法，其中该第一组存储单元具有第一操作存储器特性，该第二组存储单元具有第二操作存储器特性，包括：
使用一第一覆盖材料形成一第一覆盖层于该第一组存储单元上；
使用一第二覆盖材料形成一第二覆盖层于该第二组存储单元上，该第二覆盖材料不同于该第一覆盖材料；以及
形成该第一组存储单元以及该第二组存储单元以具有相同的存储单元结构；
其中，该第一组存储单元以及该第二组存储单元中的这些存储单元具有多个存储器元件，这些存储器元件包括相变化材料。
13.根据权利要求12所述的方法，其中：
该第一覆盖材料包括硅氧化物(SiOx)、氮化硅(SiNx)以及硫氟氧碳化物(SoOxFyCz)中的至少一者；以及
该第二覆盖材料包括硅氧化物(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧化铝(Al2O3)、二氧化铪(HfO2)以及五氧化二钽(Ta2O5)中的至少一者。
14.根据权利要求12所述的方法，其中：
该第一覆盖材料以及该第二覆盖材料是相同的材料；以及
该第一覆盖层以及该第二覆盖层的形成步骤是在不同的温度下进行。
15.根据权利要求12所述的方法，其中：
使用氮化硅于该第一覆盖材料以及该第二覆盖材料两者；以及
该第一覆盖层的形成步骤是在第一温度进行来形成第一覆盖层，而该第二覆盖层的形成步骤是在第二温度进行来形成第二覆盖层，该第二温度高于该第一温度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中该第一组存储单元与该第二组存储单元具有多个存储器元件，这些存储器元件包括一可编程电阻存储器材料，而该第一覆盖材料与该第二覆盖材料接触这些存储器元件，这些存储器元件对应该第一组存储单元与该第二组存储单元。
17.根据权利要求12所述的方法，更包括形成多个控制电路，调整这些控制电路以应用一写入算法(write algorithm)至该第一组存储单元，并且应用不同的另一写入算法至该第二组存储单元。
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