DE112010004406T5 - Phasenwechsel-Speichervorrichtung geeignet zum Betrieb bei hoher Temperatur - Google Patents

Phasenwechsel-Speichervorrichtung geeignet zum Betrieb bei hoher Temperatur Download PDF

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Abstract

Phasenwechsel-Speicherzelle, umfassend eine untere Elektrode, eine obere Elektrode, getrennt von der unteren Elektrode, und wachstumsdominiertes Phasenwechsel-Material abgeschieden zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode und kontaktierend die untere Elektrode und die obere Elektrode und umgeben von Isoliermaterial an den Seitenwänden davon. Die Phasenwechsel-Speicherzelle in einem Reset-Zustand umfasst nur eine amorphe Phase des wachstumsdominierten Phasenwechsel-Materials in einem aktiven Volumen der Phasenwechsel-Speicherzelle.

Description

  • Hintergrund
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Phasenwechsel-Speicherzellen, und insbesondere, auf Phasenwechsel-Speicherzellen geeignet zum Betrieb bei hoher Temperatur.
  • Phasenwechsel-Material hat eine Vielzahl von Anwendungen bei Mikroelektronik-Vorrichtungen wie optischen Speichermedien und Halbleiter-Phasenwechsel-Speichervorrichtungen. Phasenwechsel-Arbeitsspeicher(PRAM)-Vorrichtungen speichern, zum Beispiel, Daten unter Verwendung eines Phasenwechsel-Materials, wie zum Beispiel einer Chalkogenid-Legierung, die in einen kristallinen Zustand oder einen amorphen Zustand während der Abkühlung nach der Wärmebehandlung verwandelt wird. Jeder Zustand des Phasenwechsel-Materials hat verschiedene Widerstands-Eigenschaften. Insbesondere weist das Phasenwechsel-Material im kristallinen Zustand einen niedrigen Widerstand auf und das Phasenwechsel-Material im amorphen Zustand weist einen hohen Widerstand auf. Der kristalline Zustand wird typischerweise als ein ”Set-Zustand” mit einem logischen Level ”0” bezeichnet, und der amorphe Zustand wird typischerweise als ein ”Reset-Zustand” mit einem logischen Level ”1” bezeichnet. Ein Strom, geleitet durch das Phasenwechsel-Material, verursacht ohmsches Erhitzen und bewirkt, dass das Phasenwechsel-Material schmilzt. Schmelzen und allmähliches Abkühlen des Phasenwechsel-Materials lässt dem Phasenwechsel-Material Zeit den kristallinen Zustand zu bilden. Schmelzen und abruptes Abkühlen des Phasenwechsel-Materials lässt das Phasenwechsel-Material in den amorphen Zustand erkalten. Hohe Widerstands-Werte werden sich bei hohen Temperaturen aufgrund der Kristallisation wahrscheinlich ändern. Material mit hoher Kristallisationstemperatur ist besser geeignet zum Betrieb bei höherer Temperatur. Sobald jedoch erkaltet, nimmt die Kristallisationstemperatur ab und der amorphe Bereich wird durch eine kristalline Schicht umgeben, die als Keim für das Wachstum wirkt, wie beispielsweise in 1 gezeigt.
  • 1 ist ein Diagramm, das eine Säulen-Phasenwechsel-Speicherzelle zeigt, die in dem Reset-Zustand bei nominalen Betriebsbedingungen arbeitet. Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Säulen-Phasenwechsel-Speicherzelle 100 eine untere Elektrode 102, eine Säule 104, die mit Phasenwechsel-Material gefüllt ist, und eine obere Elektrode 106. Die untere Elektrode 102 ist auf einem leitenden Kontakt 108 ausgebildet. Isoliermaterial 110 und 111 umgibt die untere Elektrode 102, die Säule 104, die obere Elektrode 106 und den leitenden Kontakt 108. Wie in 1 gezeigt, bleibt, nachdem der Reset-Betrieb durchgeführt ist, ein kristalliner Bereich 104a zurück und umgibt einen amorphen Bereich 104b und wirkt als Keim für Keimbildung und Kristallwachstum. Somit können, wenn die Phasenwechsel-Speicherzelle 100 auf eine höhere Temperatur angehoben wird, die Daten, die in der Speicherzelle 100 gespeichert sind, verloren oder abgebaut sein, aufgrund von Änderungen in der Größe und Form des amorphen Bereichs 104b.
  • Zusammenfassung
  • Die vorliegende Erfindung bietet eine Phasenwechsel-Speicherzelle, umfassend eines wachstumsdominierten Phasenwechsel-Materials und betrieben bei über-Reset-Bedingung, um überlegene Vorratsdatenspeicherungs-Eigenschaften bei hohen Temperaturen (d. h. Temperaturen über etwa 150 Grad Celsius) zu erhalten.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Phasenwechsel-Speicherzelle bereitgestellt. Die Phasenwechsel-Speicherzelle umfasst eine untere Elektrode, eine obere Elektrode, getrennt von der unteren Elektrode, und wachstumsdominiertes Phasenwechsel-Material abgeschieden zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode und kontaktierend die untere Elektrode und die obere Elektrode und umgeben von Isoliermaterial an den Seitenwänden davon. In einem Reset-Zustand umfasst die Phasenwechsel-Speicherzelle nur eine amorphe Phase des wachstumsdominierten Phasenwechsel-Materials in einem aktiven Volumen der Phasenwechsel-Speicherzelle. Das heißt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das aktive Volumen der Phasenwechsel-Speicherzelle keine polykristalline Phase des wachstumsdominierten Phasenwechsel-Materials.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Phasenwechsel-Speicherzelle bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Zuführen eines Reset-Stroms bei einem vorbestimmten Wert über der nominalen Reset-Bedingung zum wachstumsdominierten Phasenwechsel-Material, das zwischen einer unteren Elektrode und einer oberen Elektrode ausgebildet ist und umgeben von Isoliermaterial an den Seitenwänden davon, wobei ein aktives Volumen in der Phasenwechsel-Speicherzelle nur eine amorphe Phase des wachstumsdominierten Phasenwechsel-Materials in einem Reset-Zustand umfasst.
  • Zusätzliche Merkmale und Vorteile werden durch die Techniken der vorliegenden Erfindung realisiert. Andere Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung werden im Detail beschrieben und werden als Teil der beanspruchten Erfindung angesehen. Für ein besseres Verständnis der Erfindung mit den Vorteilen und Merkmalen, beziehen sich die Beschreibung und die Zeichnungen darauf.
  • Kurze Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnungen
  • Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, wird besonders hervorgehoben und deutlich in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung beansprucht. Die vorstehenden und anderen Merkmale, und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen ersichtlich werden:
  • 1 ist ein Diagramm, welches eine herkömmliche Phasenwechsel-Speicherzelle darstellt.
  • 2 ist ein Diagramm, welches eine Phasenwechsel-Speicherzelle darstellt, die in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingebaut werden kann.
  • 3A bis 3D sind Diagramme, die ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Phasenwechsel-Speicherzelle darstellen, die in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingebaut werden kann.
  • 4A bis 4D sind Diagramme, die ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Phasenwechsel-Brücken(PCB)-Speicherzelle darstellen, die in alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingebaut werden kann.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Mit Bezug nun auf 2 ist eine Phasenwechsel-Speicherzelle 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abgebildet. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Phasenwechsel-Speicherzelle 200 eine Säulen-Phasenwechsel-Speicherzelle. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Säulen-Phasenwechsel-Speicherzelle beschränkt und kann entsprechend variieren. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Phasenwechsel-Speicherzelle eine Phasenwechsel-Brücken-Speicherzelle sein, wie in 4D dargestellt.
  • Die Phasenwechsel-Speicherzelle 200 umfasset eine untere Elektrode 202, eine Säule 204 und eine obere Elektrode 206, getrennt von der unteren Elektrode 202. Die Säule 204 ist mit Phasenwechsel-Material 205 gefüllt und speichert eine oder mehrere Datenbits. Das Phasenwechsel-Material 205 kann durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder Atomlagenabscheidung (ALD) oder ein anderes geeignetes Abscheidungsverfahrens aufgebracht werden. Der Durchmesser der Säule 204, die mit dem Phasenwechsel-Material gefüllt ist, liegt in einem Bereich von etwa 5 Nanometern (nm) bis etwa 500 Nanometern (nm). Ferner liegt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das Seitenverhältnis der Säule in einem Bereich von etwa 0,5 bis etwa 10.
  • Die untere Elektrode 202 kontaktiert die Säule 204 und die Säule 204 kontaktiert die obere Elektrode 206. Isoliermaterial 208 schließt die untere Elektrode 202, die obere Elektrode 206 und das wachstumsdominierte Phasenwechsel-Material 205 an den Seitenwänden lateral ein. Das Isoliermaterial 208 kann jedes geeignete Isoliermaterial umfassen, wie zum Beispiel Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumoxid (SiOx), Siliziumnitrid (SiN), fluoriertes Quarzglas (FSG), Bor-Phosphor-Quarzglas (BPSG), Bor-Quarzglas (BSG), oder Low-k-Material. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, können die untere Elektrode 202 und die obere Elektrode 206 aus jedem geeigneten Elektrodenmaterial ausgebildet werden, wie Titannitrid (TiN), Tantalnitrid (TaN), Wolfram (W), Aluminium (Al), Titan-Siliziumnitrid (TiSiN), Titan-Aluminiumnitrid (TiAlN), Tantal-Siliziumnitrid (TaSiN), Tantal-Aluminiumnitrid (TaAlN), Wolframnitrid (WN) oder Kupfer (Cu). Die Elektroden 202 und 206 können durch Abscheiden von Elektrodenmaterial beispielsweise durch CVD oder ALD gebildet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Phasenwechsel-Material 205 aus einem wachstumsdominierten Phasenwechsel-Material gebildet werden, das eine Legierung umfasst, die mindestens zwei Materialien aus einer Gruppe von Materialien umfasst, die Germanium (Ge), Antimon (Sb), Tellur (Te), Indium (In), Selen (Se), Wismut (Bi), Silber (Ag), Gallium (Ga), Zinn (Sn), Blei (Pb) und Arsen (As) enthält. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die wachstumsdominierten Phasenwechsel-Materialien 205 Materialien mit einer langsameren Keimbildungs-Rate im Vergleich zu Keimbildungs-dominierten Materialien. Die Verwendung eines solchen wachstumsdominierten Phasenwechsel-Materials 205 innerhalb der Säule 204 stellt sicher, dass der amorphe Zustand keinem Phasenübergang in die polykristalline Phase unterzogen wird, wegen des Fehlens jeglicher Kristallisationskeime in der Nähe der kritischen Region.
  • Wie weiter in 2 gezeigt ist, ist die untere Elektrode 202 auf einem leitenden Kontakt 209 innerhalb des Isoliermaterials 210 gebildet. Der leitende Kontakt 209 kann beispielsweise aus Wolfram (W) gebildet sein. Der leitende Kontakt 209 kontaktiert einen Zugriffsschaltkreis wie einen Zugriffstransistor oder Diode und wird elektrisch mit der unteren Elektrode 202 gekoppelt, um die Anwendung von Strom- oder Spannungs-Impulsen an die obere Elektrode 206 zu steuern oder umgekehrt, und an die Säule 204, zum Setzen und Rücksetzen des Phasenwechsel-Materials 205. Der Strom fließt entlang eines Strompfads durch eine Phasenwechsel-Speicherzelle 200. Der Strompfad umfasst Grenzflächenbereiche 207a und 207b zwischen der unteren Elektrode 202, der Säule 204 und der oberen Elektrode 206.
  • Während des Betriebs der Phasenwechsel-Speicherzelle 200 werden Strom- oder Spannungs-Impulse zwischen der unteren Elektrode 202 und der oberen Elektrode 206 angelegt, um die Phasenwechsel-Speicherzelle 200 zu programmieren.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird während eines ”Set”-Betriebs der Phasenwechsel-Speicherzelle 200 ein Set-Strom oder Spannung selektiv an der unteren Elektrode 202 aktiviert und bewegt sich durch die Säule 204, wodurch das Phasenwechsel-Material 205 über der Kristallisationstemperatur und unterhalb seiner Schmelztemperatur erwärmt wird. Daher erreicht das Phasenwechsel-Material 205 einen kristallinen Zustand oder einen teilweise kristallinen und teilweise amorphen Zustand während des ”Set”-Betriebs.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird während eines ”Reset”-Betriebs der Phasenwechsel-Speicherzelle 200 ein Reset-Strom oder Spannung selektiv an der unteren Elektrode 202 aktiviert und bewegt sich durch die Säule 204. Der Reset-Strom oder Spannung erwärmt das Phasenwechsel-Material 205 schnell über seine Schmelztemperatur. Nachdem der Strom bzw. Spannungsimpuls ausgeschaltet ist, erkaltet das Phasenwechsel-Material schnell in einem vollständig amorphen Zustand. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Phasenwechsel-Speicherzelle 200 bei einem Strom und einer Leistung bei nominalen Reset-Bedingungen betrieben, um jeden Kristallisationsbereich im kritischen Strompfad zu entfernen. Zum Beispiel wird die Phasenwechsel-Speicherzelle 200 auf einen Reset-Strom über den nominalen Bedingungen betrieben, so dass das gesamte Phasenwechsel-Material 205 in einen amorphen Zustand überführt wird, für die Programmierung des Bereichs mit hohem Widerstand. Wenn in einer Ausführungsform der Erfindung die Menge an Strom, die benötigt wird, die nominale Reset-Bedingung zu erreichen Ireset ist, dann kann der Strom, der zur Programmierung des Betriebs bei hoher Temperatur verwendet wird, etwa 1,10 Ireset oder höher sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Grenzflächenbereiche 207a und 207b zwischen dem Phasenwechsel-Material 205 innerhalb der Säule 204 und der unteren Elektrode 202 und der oberen Elektrode 206 weiter modifiziert werden, um die Keimbildungs-Rate zu verringern, indem Atome wie Gallium(Ga)-Atome eingearbeitet werden.
  • 3A bis 3D sind Diagramme, die ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Phasenwechsel-Speicherzelle darstellen, die in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingebaut werden kann. Die Phasenwechsel-Speicherzelle, hergestellt nach 3A bis 3D, ist eine „Säulen”-Phasenwechsel-Speicherzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 3A gezeigt, wird das Phasenwechsel-Material 205 wie GST über einen physikalischen Gasphasenabscheidungs(PVD)-Prozess auf den leitenden Kontakt 209 abgeschieden. Als nächstes wird ein Titannitrid (TiN) auf dem Phasenwechsel-Material 205 abgeschieden, um eine obere Elektrode 206 auszubilden. Wie in 3B gezeigt, wird eine Fotolack-Schicht 212 abgeschieden und zu Inseln strukturiert, unter Verwendung herkömmlicher Fotolithographie-Tools oberhalb der oberen Elektrode 206. In 3C wird die Fotolackschicht 212 getrimmt und abgetragen unter Verwendung eines reaktiven Ionenätzen(RIE)-Betriebs, um Säulen aus TIN/GST herzustellen. Als nächstes wird in 3D die Säule 204, die aus dem Phasenwechsel-Material 205 und der oberen Elektrode 206 gebildet wird, durch das Isoliermaterial 208 eingekapselt und planarisiert über ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP), um die Oberseite der TiN Säule 204 freizulegen, um eine Kupfer (Cu) Bitleitungs-Verdrahtung 214 zu bilden.
  • 4A bis 4D sind Diagramme, die eine Phasenwechsel-Brücken(PCB)-Speicherzelle darstellen, die in alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingebaut werden kann. Wie in 4A gezeigt, sind zwei parallele Furchen innerhalb einer dielektrischen Schicht 300 aus Siliziumdioxid durch herkömmliche Lithographie und Ätzprozesse ausgebildet. Die Furchen sind innerhalb einer dicken Schicht aus Titan/Titannitrid gefüllt durch eine Sputterabscheidung und anschließendem CMP, um eine Vielzahl von unteren Elektrode 305 von Titannitrid zu bilden, getrennt durch einen kleinen Siliziumdioxid-Spalt. Als nächstes wird dann, in 4B, ein wachstumsdominiertes Phasenwechsel-Material 310 gebildet mit einer Dicke in einem Bereich von etwa 5 Nanometern (nm) bis etwa 500 Nanometern (nm), abgeschieden unter Verwendung von Magnetron-Sputtern, sofort gefolgt von einer dielektrischen Deckschicht 312 aus Siliziumdioxid, um die Oxidation des Phasenwechsel-Materials 310 zu verhindern. In 4C wird dann Elektronenstrahl-Lithographie oder Nano-Prägelithographie verwendet, um Brückenstrukturen mit Breiten zwischen 20 Nanometern (nm) bis etwa 200 Nanometern (nm) zu bilden. Dann wird, wie in 4D gezeigt, nach einem letzten Ionenfräsen eine andere dielektrische Deckschicht 314 von etwa 5 Nanometern (nm) bis etwa 10 Nanometern (nm) von Passivierungsmaterial wie Al2O3 ohne Unterbrechung des Vakuums abgeschieden, um eine Oxidation zu verhindern. Als nächstes kann eine weitere Deckschicht 316 von etwa 50 Nanometern (nm) der Dicke des Siliziumdioxids, zum Beispiel, abgeschieden werden, vor der Verdrahtung der Vorrichtung um den Schaltkreis anzusteuern. Als Ergebnis der in 4A bis 4D gezeigten Herstellungsvorgänge wird eine Phasenwechsel-Brücken(PCB)-Speicherzelle 400 gebildet.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet eine Phasenwechsel-Speicherzelle umfassend ein wachstumsdominiertens Phasenwechsel-Material und betrieben bei einem Strom über einem Reset-Zustand. So bietet die Phasenwechsel-Speicherzelle überlegene Vorratsdatenspeicherungs-Eigenschaften bei hohen Temperaturen über etwa 150 Grad Celsius.
  • Die hierin verwendete Terminologie dient allein dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein/eine” und ”der/die/das” dazu gedacht ebenfalls die Pluralformen zu umfassen, wenn der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes erkennbar macht. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe ”umfasst” und/oder ”umfassend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten angeben, aber nicht das Vorhandensein oder Addition von einem oder mehrerer anderer Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
  • Die entsprechenden Strukturen, Komponenten, Handlungen und Äquivalente aller Mittel oder Schritte plus Funktionselemente in den Ansprüchen unten sind dazu gedacht jegliche Struktur, Material oder Handlung zum Durchführen der Funktion in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen, die besonders beansprucht sind, zu umfassen. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt, ist jedoch nicht dazu gedacht vollständig zu sein oder beschränkt auf die Erfindung in der offenbarten Form. Viele Modifikationen und Variationen werden für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sein ohne vom Umfang und Geist der Erfindung abzuweichen. Die Ausführungsform wurde gewählt und beschrieben, zur bestmöglichen Erläuterung der Prinzipien der Erfindung und der praktischen Anwendung, und um es anderen Fachleuten auf dem Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen zu verstehen, wie sie für die speziell betrachtete Verwendung geeignet sind.
  • Die abgebildeten Flussdiagramme sind nur ein Beispiel. Es kann viele Variationen zu diesem Diagramm oder der darin beschriebenen Schritte (oder Vorgänge) geben, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können die Schritte in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden oder es können Schritte hinzugefügt, gelöscht oder geändert werden. Alle diese Variationen werden als ein Teil der beanspruchten Erfindung betrachtet.
  • Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden war, versteht es sich, dass Fachleute auf dem Gebiet heute und in Zukunft verschiedene Verbesserungen und Erweiterungen vornehmen können, die in den Umfang der folgenden Ansprüche fallen. Diese Ansprüche sollten so ausgelegt werden, um den angemessenen Schutz für die zum ersten Mal beschriebene Erfindung aufrecht zu erhalten.

Claims (22)

  1. Phasenwechsel-Speicherzelle, umfassend: eine untere Elektrode; eine obere Elektrode, getrennt von der unteren Elektrode; wachstumsdominiertes Phasenwechsel-Material abgeschieden zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode und kontaktierend die untere Elektrode und die obere Elektrode und umgeben von Isoliermaterial an den Seitenwänden davon, die Phasenwechsel-Speicherzelle in einem Reset-Zustand umfasst nur eine amorphe Phase des wachstumsdominierten Phasenwechsel-Materials in einem aktiven Volumen der Phasenwechsel-Speicherzelle.
  2. Phasenwechsel-Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei die Phasenwechsel-Speicherzelle eine Säulen-Phasenwechsel-Speicherzelle ist.
  3. Phasenwechsel-Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei das wachstumsdominierte Phasenwechsel-Material eine Legierung umfasst, die mindestens zwei Materialien aus einer Gruppe von Materialien, die Ge, Sb, Te, In, Se, Bi, Ag, Ga, Sn, Pb, As enthält, umfasst.
  4. Phasenwechsel-Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei das Isoliermaterial die untere Elektrode, die obere Elektrode und das wachstumsdominierte Phasenwechsel-Material lateral einschließt.
  5. Phasenwechsel-Speicherzelle nach Anspruch 4, wobei das Isoliermaterial Siliziumnitrid ist.
  6. Phasenwechsel-Speicherzelle nach Anspruch 4, wobei die untere Elektrode und die obere Elektrode aus Titannitrid (TiN) gebildet sind.
  7. Phasenwechsel-Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei die Phasenwechsel-Speicherzelle einen Strompfad umfasst, der Grenzflächenbereiche zwischen der unteren Elektrode, des wachstumsdominierten Phasenwechsel-Materials und der oberen Elektrode umfasst, ein Reset-Strom bei einem vorbestimmten Wert über der nominalen Reset-Bedingung fließt entlang des Strompfads und das wachstumsdominierte Phasenwechsel-Material ist nach dem Reset-Vorgang komplett amorphisiert.
  8. Phasenwechsel-Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei die Grenzflächenbereiche Gallium(Ga)-Atome umfassen.
  9. Phasenwechsel-Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei die Phasenwechsel-Speicherzelle bei einer Temperatur oberhalb von etwa 150 Grad Celsius arbeitet.
  10. Phasenwechsel-Speicherzelle nach Anspruch 2, wobei der Durchmesser der Säule, die mit dem wachstumsdominierten Phasenwechsel-Material gefüllt ist, in einem Bereich von etwa 5 Nanometern (nm) bis etwa 500 Nanometern (nm) liegt.
  11. Phasenwechsel-Speicherzelle nach Anspruch 2, wobei ein Seitenverhältnis der Säule in einem Bereich von etwa 0,5 bis etwa 10 liegt.
  12. Phasenwechsel-Speicherzelle nach Anspruch 7, wobei die nominale Reset-Bedingung Ireset ist, und der Strom, der zur Programmierung des Betriebs bei hoher Temperatur verwendet wird, ist etwa 1,10 Ireset oder höher.
  13. Verfahren zum Betreiben einer Phasenwechsel-Speicherzelle, wobei das Verfahren umfasst: Zuführen eines Reset-Stroms bei einem vorbestimmten Wert über der nominalen Reset-Bedingung zum wachstumsdominierten Phasenwechsel-Material, das zwischen einer unteren Elektrode und einer oberen Elektrode ausgebildet ist und umgeben von Isoliermaterial an den Seitenwänden davon, wobei ein aktives Volumen in der Phasenwechsel-Speicherzelle nur eine amorphe Phase des wachstumsdominierten Phasenwechsel-Materials in einem Reset-Zustand umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Phasenwechsel-Speicherzelle eine Säulen-Phasenwechsel-Speicherzelle ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das wachstumsdominierte Phasenwechsel-Material eine Legierung umfasst, die mindestens zwei Materialien aus einer Gruppe von Materialien, die Ge, Sb, Te, In, Se, Bi, Ag, Ga, Sn, Pb, As enthält, umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Isoliermaterial die untere Elektrode, die obere Elektrode und das wachstumsdominierte Phasenwechsel-Material lateral einschließt.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Isoliermaterial Siliziumnitrid ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die untere Elektrode und die obere Elektrode aus Titannitrid (TiN) gebildet sind.
  19. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Phasenwechsel-Speicherzelle bei einer Temperatur oberhalb von etwa 150 Grad Celsius arbeitet.
  20. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Durchmesser der Säule, die mit dem wachstumsdominierten Phasenwechsel-Material gefüllt ist, in einem Bereich von etwa 5 Nanometern (nm) bis etwa 500 Nanometern (nm) liegt.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei ein Seitenverhältnis der Säule in einem Bereich von etwa 0,5 bis etwa 10 liegt.
  22. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die nominale Reset-Bedingung Ireset ist, und der Strom, der zur Programmierung des Betriebs bei hoher Temperatur verwendet wird, ist etwa 1,10 Ireset oder höher.
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