JP2021517361A - 水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイ - Google Patents

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Abstract

水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリのための方法、システムおよびデバイスが説明される。メモリ・アレイは、異なる方向に延びている第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインを含むことができる。例えば第1のアクセス・ラインは第1の方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ラインは第2の方向に延びることができる。個々の交点には複数のメモリ・セルが存在することができ、また、個々の複数のメモリ・セルは、自己選択材料と接触し得る。さらに、第1の複数のメモリ・セルと第2の複数のメモリ・セルの間の少なくとも1つの方向に誘電性材料を配置することができる。個々のセル・グループ(例えば第1の複数のメモリ・セルおよび第2の複数のメモリ・セル)は、それぞれ第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインのうちの一方と接触し得る。

Description

本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡された、2018年3月19日出願の「SELF−SELECTING MEMORY ARRAY WITH HORIZONTAL ACCESS LINES」という名称の、Fratin他による米国特許出願第15/925,536号の優先権を主張するものである。
本技術分野は、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイに関する。
以下は、一般にメモリ・アレイの形成に関し、より詳細には水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイに関する。
メモリ・デバイスは、コンピュータ、無線通信デバイス、カメラ、デジタル・ディスプレイなどの様々な電子デバイスに情報を記憶するために幅広く使用されている。情報は、メモリ・デバイスの異なる状態をプログラミングすることによって記憶される。例えば二値デバイスは、論理「1」または論理「0」によって表されることがしばしばである2つの状態を有している。他のシステムでは、3つ以上の状態を記憶することが可能である。記憶された情報にアクセスするために、電子デバイスの構成要素は、メモリ・デバイス内の記憶されている状態を読み出し、あるいは感知することができる。情報を記憶するために、電子デバイスの構成要素は、状態をメモリ・デバイス内に書き込み、あるいはプログラミングすることができる。
磁気ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、読出し専用メモリ(ROM)、ダイナミックRAM(DRAM)、同期ダイナミックRAM(SDRAM)、強誘電RAM(FeRAM)、磁気RAM(MRAM)、抵抗性RAM(RRAM)、フラッシュ・メモリ、位相変化メモリ(PCM)、およびその他を含む様々なタイプのメモリ・デバイスが存在している。メモリ・デバイスは揮発性または不揮発性であってもよい。不揮発性メモリ、例えばFeRAMは、外部電源がない場合であっても、それらの記憶された論理状態を長期間にわたって維持することができる。揮発性メモリ・デバイス、例えばDRAMは、外部電源によってそれらが周期的にリフレッシュされない限り、それらの記憶された状態を時間の経過と共に失うことがあり得る。FeRAMは、揮発性メモリと同様のデバイス・アーキテクチャを使用することができるが、記憶デバイスとして強誘電コンデンサを使用しているため、不揮発性特性を有することも可能である。したがってFeRAMデバイスは、他の不揮発性および揮発性メモリ・デバイスと比較すると、改善された性能を有することができる。
メモリ・デバイスの改良は、一般に、様々な評価基準の中でも、とりわけ、メモリ・セル密度を高くすること、読出し/書込み速度を速くすること、信頼性を高くすること、データの保持を強化すること、電力消費を少なくすること、または製造コストを低減することを含み得る。ビット・ラインが複数のワード・ラインと結合されているため、アクセス動作は、隣接する選択されたメモリ・セルと選択されていないメモリ・セルの間の電圧伝達をもたらすことになり得る。このような移動は、メモリ・セルの後続する読出しに対する信頼性が低下することになり、また、いくつかの実例ではデータを失うことになり得る。
本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリをサポートするメモリ・アレイの例を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイをサポートするメモリ・アレイを含むシステムのブロック図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法を示す図である。
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡された、2018年3月19日出願の「SELF−SELECTING MEMORY ARRAY WITH HORIZONTAL ACCESS LINES」という名称の、Fratin他による米国特許出願第15/925,536号の優先権を主張するものであり、参照によりその全体が明確に本明細書に組み込まれている。
選択されたメモリ・セルおよび選択されていないメモリ・セルは、セル・グループ間の電圧伝達を受けやすいことがあり得る。したがってアクセス動作は望ましくない電圧伝達の原因になることがあり、メモリ・セルの記憶されている論理状態を読み出す際の信頼性の低下を招くことになり得る。いくつかの例では、電圧伝達は、1つまたは複数のメモリ・セルの完全な、または部分的なデータ損失の原因になり得る。したがって隣接する選択されたセルと選択されていないセルの間の電圧伝達を防止するか、あるいは最小にするアーキテクチャにより、アクセス動作(例えば読出し動作)中の信頼性を高くすることを可能にし、また、メモリ・セルのデータ損失を防止することができる。
第1の例では、メモリ・アレイは、異なる方向に延びている複数の第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインを含むことができる。アクセス・ラインは、交差して、複数のメモリ・セルを含む三次元メモリ・アレイをもたらすことができる。メモリ・セルは、個々の交点に(例えば第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインの交点に)配置することができ(例えば交点に直接にまたは交点に隣接して)、また、場合によってはそれぞれ自己選択材料を含むことができる。例えば第1のメモリ・セルは、第1の複数のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインの交点にまたは交点に隣接して存在し得る。また、第2のメモリ・セルは、第1のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインの交点に存在し得る。上で説明したように、メモリ・セルの各々は自己選択メモリを含むことができる。言い換えると、個々のメモリ・セルの自己選択メモリは、ラインの交点(例えば第1のアクセス・ラインと第2のアクセス・ラインの交点)で個々のアクセス・ラインと接触することができ、また、個々のメモリ・セルに関連するアクセス動作(例えば個々のメモリ・セルからの読出し、および個々のメモリ・セルへの書込み)に影響を及ぼす特定の抵抗特性を持つことができる。
いくつかの例では、誘電性材料が第1の複数のメモリ・セルのうちの少なくとも第1のメモリ・セルおよび第2の複数のメモリ・セルのうちの第2のメモリ・セルを少なくとも1つの方向(例えば水平方向)に分離することができる。メモリ・セル間に誘電性材料を含むことにより、個々のメモリ・セルは、1つの第1のアクセス・ラインおよび1つの第2のアクセス・ラインと接触することができる。言い換えると、単一のワード・ライン(例えば第2のアクセス・ライン)および単一のデジット・ライン(例えば第1のアクセス・ライン)を活性化させることによって厳密に1つのメモリ・セルを選択することができる。したがって誘電性材料が存在することにより、さもなければ共有アクセス・ラインを介して連通されることになる異なるメモリ・セル(例えば異なる複数のメモリ・セルの一部として含まれている)を絶縁することができる。
他の例では、メモリ・アレイを形成することができる。メモリ・アレイは、最初に、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むことができる材料の三次元スタックを形成することによって形成することができる。誘電性材料は、第1の誘電性材料がスタックの第1の面(例えば頂部)に配置され、また、第3の誘電性材料がスタックの第2の面(例えば底部)に配置されるように形成することができる(例えば層状にすることができる)。次に、少なくとも第1の誘電性材料および第2の誘電性材料を介して第1の方向(例えば「Y」方向)にエッチングされた複数のラインをもたらす第1の材料除去プロセスが生じ得る。引き続いて、第1の誘電性材料を介して第2の方向(例えば図7Cのように、描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)にエッチングされた複数のラインをもたらす第2の材料除去プロセスが生じ得る。これは、スタック中にエッチングされた直交ライン(例えばチャネル)をもたらすことになる。
いくつかの例では、アクセス・ライン(例えば上で説明した第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ライン)は、直交ライン内に形成することができる。例えば第1の誘電性材料の残りの部分と接触する第1の複数のアクセス・ラインを形成することができる。自己選択材料は、複数のメモリ・セルを形成するために、第1の複数のアクセス・ラインが形成された後に堆積させることができる。引き続いて、自己選択メモリと接触する複数の第2のアクセス・ラインを形成することができる。上で説明したアーキテクチャと同様、このような方法でメモリ・アレイを形成することにより、単一のワード・ライン(例えば第2のアクセス・ライン)と単一のデジット・ライン(例えば第1のアクセス・ライン)の交点に配置された1つのメモリ・セルを得ることができる。したがって誘電性材料が存在することにより、さもなければ共有アクセス・ラインを介して連通されることになる他の全く異なるメモリ・セル(例えば異なるグループまたは複数のメモリ・セルの一部として含まれている)を絶縁することができる。
上で広義に紹介した本開示の他の特徴については、以下で、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリをサポートするメモリ・アレイの文脈で説明される。本開示のこれらおよび他の特徴は、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリに関連する装置図、システム図、形成の方法図およびフローチャートによってさらに例証され、また、それらを参照して説明される。
図1は、本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリをサポートする例示的メモリ・アレイ100を示したものである。メモリ・アレイ100は、メモリ・デバイスまたは電子メモリ装置と呼ぶことも可能である。メモリ・アレイ100は、異なる状態を記憶するようにプログラム可能なメモリ・セル105を含む。いくつかの例では、メモリ・セル105は自己選択メモリ・セルであってもよい。個々のメモリ・セル105は、論理0および論理1として表される2つの状態を記憶するようにプログラム可能であってもよい。場合によっては、メモリ・セル105は、3つ以上の論理状態を記憶するように構成することができる。
メモリ・セル105は、論理状態を表す、可変で、かつ、構成可能な電気抵抗(例えば可変で、かつ、構成可能な閾値電圧)を有するメモリ素子、メモリ記憶素子または自己選択メモリ記憶素子と呼ぶことができる材料を含むことができる。例えば結晶原子構成または非結晶原子構成を有する材料は異なる電気抵抗を有することができる。結晶状態は小さい電気抵抗を有することができ、また、場合によっては「セット」状態と呼ぶことができる。非結晶状態は大きい電気抵抗を有することができ、また、「リセット」状態と呼ぶことができる。したがってメモリ・セル105に印加される電圧は、材料が結晶状態であるか、あるいは非結晶状態であるかどうかに応じて異なる電流をもたらすことができ、また、結果として得られる電流の大きさを使用して、メモリ・セル105によって記憶されている論理状態を決定することができる。
場合によっては、異なる内部状態を閾値電圧、すなわち閾値電圧を超えた後の電流と関連付けることができる。例えば自己選択メモリは、異なるプログラム状態間におけるメモリ・セルの閾値電圧の差を大きくすることができる。したがって印加電圧が閾値電圧未満である場合、メモリ素子が非結晶(例えばリセット)状態であれば電流は流れ得ず、メモリ素子が結晶(例えばセット)状態であれば、メモリ素子は異なる閾値電圧を有することができ、したがって印加電圧に応答して電流が流れ得る。いくつかの例では、セット状態(例えば低い閾値電圧を有している)のメモリ素子は結晶状態ではあり得ず、むしろ非結晶状態であり得る。
自己選択メモリ素子を有するメモリ・セル105をプログラミングするために、極性が異なるプログラミング・パルスをメモリ・セル105に印加することができる。例えば論理「1」状態をプログラミングするために第1の極性を与えることができ、また、論理「0」状態をプログラミングするために第2の極性を与えることができる。第1の極性および第2の極性は逆極性であってもよい。自己選択メモリ記憶素子を有するメモリ・セル105を読み出すために、メモリ・セル105の両端間に電圧を印加することができ、それによって得られる電流、または電流が流れ始める閾値電圧は、論理「1」または論理「0」状態を表すことができる。メモリ記憶素子のいずれか一方の端部における電荷、イオンおよび/または素子の混み合いは、導電性特性に影響を及ぼし、したがって閾値電圧に影響を及ぼし得る。いくつかの例では、セルの閾値電圧は、セルをプログラミングするために使用される極性に依存し得る。例えば1つの極性でプログラミングされた自己選択メモリ・セルは特定の抵抗特性を有することができ、したがって1つの閾値電圧を有することができる。また、その自己選択メモリ・セルは、セルの異なる抵抗特性をもたらし、したがって異なる閾値電圧をもたらし得る異なる極性でプログラミングすることができる。したがって自己選択メモリ・セルがプログラミングされると、セル内の素子が分離してイオンを移動させることになり得る。イオンは、所与のセルの極性に応じて特定の電極に向かって移動し得る。例えば自己選択メモリ・セルでは、一部のイオンは負電極に向かって移動し得る。次に、どちらの電極に向かってイオンが移動したかを感知するために、セルの両端間に電圧を印加して、メモリ・セルを読み出すことができる。
他の場合には、メモリ・セル105は、異なる論理状態(すなわち論理1または論理0以外の状態)に対応し得る中間抵抗をもたらすことができ、また、メモリ・セル105による3つ以上の異なる論理状態の記憶を可能にし得る、結晶領域と非結晶領域の組合せを有することができる。以下で考察されるように、メモリ・セル105の論理状態は、融解を含む、メモリ素子を加熱することによって設定することができる。
メモリ・アレイ100は三次元(3D)メモリ・アレイであってもよく、二次元(2D)メモリ・アレイが互いの上に形成される。これは、2Dアレイと比較すると、単一のダイまたは基板の上に形成され得るメモリ・セルの数を増すことができ、メモリ・アレイの製造コストを低減し、またはメモリ・アレイの性能を改善することができ、あるいはその両方が可能である。図1に描写されている例によれば、メモリ・アレイ100は、メモリ・セル105の2つのデッキを含むことができ、したがって三次元メモリ・アレイと見なすことができるが、デッキの数は2つに限定されない。個々のデッキは、メモリ・セル105を個々のデッキにわたって互いに概ね整列させて、メモリ・セル・スタック145を形成することができるように整列させることができ、あるいは配置することができる。別法としては、例えばメモリ・アレイ100はメモリ・セル105の2つのデッキを含むことも可能であり、第1のデッキのピッチは第2のデッキのピッチと異なっていてもよい。第1のデッキのピッチは、例えば第2のデッキのピッチより小さくてもよい。
図1の例によれば、メモリ・セル105の個々の行はアクセス・ライン110に接続することができ、また、メモリ・セル105の個々の列はビット・ライン115に接続することができる。アクセス・ライン110は、ワード・ライン110としても知られていることがあり、また、ビット・ライン115は、デジット・ライン115としても知られていることがある。ワード・ライン110、ビット・ライン115およびデジット・ライン115は、それぞれアクセス・ラインと呼ぶことができる。ワード・ラインおよびビット・ライン、またはそれらの類似に対する参照は、理解または動作を損なうことなく交換可能である。ワード・ライン110およびビット・ライン115は互いに実質的に垂直であり、メモリ・アレイ100を生成することができる。図1に示されているように、メモリ・セル・スタック145内の2つのメモリ・セル105は、デジット・ライン115などの共通の導電性ラインを共有することができる。すなわちデジット・ライン115は、上側メモリ・セル105の底部電極、および下側メモリ・セル105の上部電極と電子連通することができる。場合によっては(図示せず)、個々のアレイは独自のアクセス・ラインを有することができ、例えば個々のアレイは、異なるアレイに結合されているアクセス・ラインと共通ではないワード・ラインおよびデジット・ラインを有することができる。他の構成も可能であり、例えば第3の層は、下部層とワード・ライン110を共有することができる。
いくつかの例では、個々のワード・ライン110は複数のメモリ・セル105と連通することができる。例えば第1の複数のメモリ・セル105は、複数の第2のアクセス・ライン110(例えばワード・ライン110)のうちの第1のアクセス・ラインと接触することができ、また、第2の複数のメモリ・セル105は、複数の第2のアクセス・ライン110(例えばワード・ライン110)のうちの第2のアクセス・ラインと接触することができる。個々のメモリ・セル105は、第1のアクセス・ライン115(例えばデジット・ライン)にさらに結合する(例えば接触させる)ことができ、かつ、誘電性材料によって分離することができる。したがって場合によっては、第1の複数のメモリ・セル105および第2の複数のメモリ・セル105は、複数の第2のアクセス・ライン110(例えばワード・ライン110)のうちの第1のアクセス・ラインと、複数の第2のアクセス・ライン110(例えばワード・ライン110)のうちの第2のアクセス・ラインの間に配置することができる。したがって誘電性材料が存在することにより、(例えば異なるメモリ・セル・グループの)異なるメモリ・セルを活性化させ、かつ、同時に選択され得ないよう、個々のメモリ・セル105が厳密に1つのワード・ライン110および1つのビット・ライン115と接触することを保証することができる。
一般に、1つのメモリ・セル105は、ワード・ライン110およびビット・ライン115などの2本の導電性ラインの交点に配置することができる。この交点は、メモリ・セルのアドレスと呼ぶことができる。ターゲット・メモリ・セル105は、通電された(energized)ワード・ライン110とビット・ライン115の交点に配置されたメモリ・セル105であってもよく、すなわちワード・ライン110およびビット・ライン115は、それらの交点のメモリ・セル105を読み出し、あるいは書き込むために通電されていることができる。同じワード・ライン110またはビット・ライン115と電子連通している(例えば接続されている)他のメモリ・セル105は、非ターゲット・メモリ・セル105と呼ぶことができる。
上で考察したように、電極はメモリ・セル105およびワード・ライン110またはビット・ライン115に結合することができる。電極という用語は電気導体を意味することができ、また、場合によってはメモリ・セル105への電気的接点として使用することができる。電極は、メモリ・アレイ100の素子または構成要素間の導電経路を提供するトレース、ワイヤ、導電性ライン、導電性層などを含むことができる。
読出しおよび書込みなどの操作は、それぞれのラインに電圧または電流を印加することを含むことができる、ワード・ライン110およびビット・ライン115を活性化させる、すなわち選択することによってメモリ・セル105上で実施することができる。さらに、読出しおよび書込み操作は、ワード・ライン110またはビット・ライン115を活性化させることにより、第1のメモリ・デッキおよび第2のメモリ・デッキの両方の上で実施することができる。ワード・ライン110およびビット・ライン115は、金属(例えば銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、タングステン(W)、チタン(Ti)など)、金属合金、炭素、導電的にドープされた半導体、または他の導電性材料、合金あるいは化合物などの導電性材料でできていてもよい。メモリ・セル105のアクセスは、行デコーダ120および列デコーダ130を介して制御することができる。例えば行デコーダ120は、メモリ・コントローラ140から行アドレスを受け取り、かつ、受け取った行アドレスに基づいて適切なワード・ライン110を活性化させることができる。同様に、列デコーダ130は、メモリ・コントローラ140から列アドレスを受け取り、かつ、適切なビット・ライン115を活性化させることができる。したがってワード・ライン110およびビット・ライン115を活性化させることにより、メモリ・セル105にアクセスすることができる。
アクセスすると、感知構成要素125によってメモリ・セル105を読み出す、すなわち感知し、それによりメモリ・セル105の記憶されている状態を決定することができる。さらに、感知構成要素125は、メモリ・セル105の記憶されている状態を決定することも可能である。感知構成要素125は、ラッチングと呼ぶことができる、信号の差を検出し、かつ、増幅するための様々なトランジスタまたは増幅器を含むことができる。メモリ・セル105の検出された論理状態は、その後、列デコーダ130を介して入出力135として出力することができる。場合によっては、感知構成要素125は、列デコーダ130または行デコーダ120の一部であってもよい。あるいは感知構成要素125は、列デコーダ130または行デコーダ120に接続すること、すなわちこれらと電子連通することも可能である。
メモリ・セル105は、関連するワード・ライン110およびビット・ライン115を同様に活性化させることによって設定すなわち書き込むことができ、つまりメモリ・セル105に論理値を記憶することができる。列デコーダ130または行デコーダ120は、メモリ・セル105に書き込まれるデータ、例えば入出力135を受け取ることができる。さらに、第1のメモリ・デッキおよび第2のメモリ・デッキは、関連するワード・ライン110およびビット・ライン115を活性化させることによって個別に書き込むことができる。
いくつかのメモリ・アーキテクチャでは、メモリ・セル105にアクセスすることにより、記憶されている論理状態が劣化または破壊することがあり、元の論理状態をメモリ・セル105に戻すために、再書込みまたはリフレッシュ動作を実施することができる。例えばDRAMでは、論理記憶コンデンサは、感知動作中に部分的にまたは完全に放電され、記憶されている論理状態が破損することがある。したがって感知動作後に論理状態を再書込みすることができる。さらに、単一のワード・ライン110を活性化させることにより、行におけるすべてのメモリ・セルが放電することになり、したがって行におけるすべてのメモリ・セル105を再書込みしなければならないことがある。しかしながらPCMおよび/または自己選択メモリなどの不揮発性メモリでは、メモリ・セル105にアクセスしても論理状態を破壊し得ず、したがってメモリ・セル105はアクセス後の再書込みを必要としないことがある。
DRAMを含むいくつかのメモリ・アーキテクチャは、外部電源によって周期的にリフレッシュされない限り、時間の経過と共にそれらの記憶されている状態を失うことがある。例えば充電されたコンデンサは、漏洩電流によって時間の経過と共に放電されることになり、記憶されている情報の損失をもたらすことがある。これらのいわゆる揮発性メモリ・デバイスのリフレッシュ速度は、比較的速いことがあり、例えばDRAMの場合、毎秒数十回のリフレッシュ動作であり、これはかなりの電力消費をもたらし得る。メモリ・アレイがますます大きくなると、大量の電力消費により、とりわけ、電池などの有限の電源に頼っている移動デバイスの場合、メモリ・アレイの展開または動作を禁止し得る(例えば電力供給、熱生成、材料制限など)。以下で考察されるように、不揮発性PCMおよび/または自己選択メモリ・セルは、他のメモリ・アーキテクチャに対して改善された性能をもたらし得る有利な特性を有することができる。例えばPCMおよび/または自己選択メモリは、DRAMに匹敵する読出し/書込み速度を提供することができるが、PCMおよび/または自己選択メモリは不揮発性であってもよく、高いセル密度を可能にする。
メモリ・コントローラ140は、様々な構成要素、例えば行デコーダ120、列デコーダ130、および感知構成要素125を通してメモリ・セル105の動作(読出し、書込み、再書込み、リフレッシュ、放電など)を制御することができる。場合によっては、1つまたは複数の行デコーダ120、列デコーダ130および感知構成要素125は、メモリ・コントローラ140と同じ場所に配置することができる。メモリ・コントローラ140は、所望のワード・ライン110およびビット・ライン115を活性化させるために、行および列アドレス信号を生成することができる。また、メモリ・コントローラ140は、メモリ・アレイ100の動作中に使用される様々な電圧または電流をも生成し、かつ、制御することも可能である。例えばメモリ・コントローラ140は、1つまたは複数のメモリ・セル105にアクセスした後に、ワード・ライン110またはビット・ライン115に放電電圧を印加することができる。
一般に、本明細書において考察されている印加電圧または電流の大きさ、極性、形状または持続時間は調整または変更が可能であり、また、メモリ・アレイ100の動作で考察された様々な動作で異なっていてもよい。さらに、メモリ・アレイ100内の1つまたは複数のメモリ・セル105は同時にアクセスすることができ、例えばメモリ・アレイ100の複数またはすべてのセルは、すべてのメモリ・セル105またはメモリ・セル105のグループが論理状態に設定されるリセット動作中に同時にアクセスすることができる。
図2Aは、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造200−aの例を示したものである。メモリ構造200−aは、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ラインを含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。したがってアクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン205と第2のアクセス・ライン210の交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、個々のメモリ・セルは自己選択材料215を含むことができる。
自己選択メモリ構造200−aは、第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン205)および第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210)を含むことができる。図2Aに示されているように、第1のアクセス・ラインは第1の(例えば水平)方向に延びることができ、したがって水平方向の第1のアクセス・ラインと呼ぶことができる。図2Aにも示されているように、第2のアクセス・ラインは第2の(例えば垂直)方向に延びることができ、したがって垂直方向のアクセス・ラインと呼ぶことができる。
また、メモリ構造200−aは、図2Bを参照して説明されるメモリ・セルであっても、あるいはそれらの各々に含まれてもよい自己選択メモリ215をも含むことができる。追加または別法として、メモリ構造200−aは、第1の誘電性材料220、第2の誘電性材料230、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)、および第4の誘電性材料240を含むことができる。他の例では、メモリ構造200−aは、第1のアクセス・ライン205−aおよび第2のアクセス・ライン210−aなどの追加のアクセス・ラインをも含むことができる。他の例では、第1のアクセス・ラインはビット・ラインと呼ぶことができ、また、第2のアクセス・ラインはワード・ラインと呼ぶことができる。さらに他の例では、第2の誘電性材料230は保護誘電性材料230と呼ぶことができ、また、第4の誘電性材料240は絶縁誘電性材料240と呼ぶことができる。
いくつかの例では、メモリ構造200−aは、複数の第1のアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン205および205−a)、および複数の第2のアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン210および210−a)を含むことができる。第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインは異なる方向(例えば直角方向、他の非平行方向)に延びることができる。例えば上で説明したように、第1のアクセス・ライン205は水平方向のアクセス・ライン205と呼ぶことができ、図2Aに示されている構造を参照すると、水平方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ライン210は垂直方向のアクセス・ライン210と呼ぶことができ、垂直方向に延びることができる。例えば第1のアクセス・ライン205は「Z」方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ライン210は「Y」方向に延びることができる。したがって図2Aに描写されているように、複数の第1のアクセス・ラインは第1の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)に延びることができ、また、第2の複数のアクセス・ラインは、第1の方向とは異なる(例えば第1の方向に対して直角の)第2の方向(例えば「Y」方向)に延びることができる。したがってメモリ構造200−aは、格子様の構造を形成する第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインを有する三次元メモリ・アレイであってもよい。
例えばアクセス・ライン210は、(例えば複数の垂直方向のアクセス・ラインのうちの)第1の垂直方向のアクセス・ライン210と呼ぶことができる。第1の垂直方向のアクセス・ライン210は、第1の面および該第1の面とは反対側の第2の面を含むことができる。追加または別法として、第2のアクセス・ライン210−aは第2の垂直方向のアクセス・ライン210−aと呼ぶことができる。第2の垂直方向のアクセス・ライン210−aは、第1の面および該第1の面とは反対側の第2の面を含むことができる。いくつかの例では、第1の垂直方向のアクセス・ライン210の第1の面は、第2の垂直方向のアクセス・ライン210−aの第2の面と対向していてもよい。
他の例では、アクセス・ライン205は、(例えば複数の水平方向のアクセス・ラインのうちの)第1の水平方向のアクセス・ライン205と呼ぶことができ、また、誘電性材料(例えば第1の誘電性材料220)および第1のメモリ・セル225と結合することができる。追加または別法として、アクセス・ライン205−aは第2の水平方向のアクセス・ライン205−aと呼ぶことができ、また、誘電性材料(例えば第1の誘電性材料220)および第2のメモリ・セル225−aと結合することができる。いくつかの例では、第1の水平方向のアクセス・ライン205は第1の垂直方向のアクセス・ライン210と連通することができ、また、第2の水平方向のアクセス・ライン205−aは第2の垂直方向のアクセス・ライン210−aと連通することができる。
第1の複数のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン205)および第2の複数のアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン210)は自己選択メモリ215と接触することができる。図2Bを参照して以下で説明されるように、メモリ構造200−a内に形成された複数のメモリ・セルの各々は自己選択メモリ215を含むことができる。したがって自己選択メモリ215(例えば個々のメモリ・セル)は、第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインの隣りに配置することができる。言い換えると、自己選択メモリ215は、第1の方向(例えば「Y」方向)に延びて、複数の第2のアクセス・ラインの各々と少なくとも1つの面で境界をなすことができる。複数のアクセス・ラインの各々と境界をなすことにより、自己選択メモリ215は連続していると呼ばれ得る。例えば自己選択メモリ215の第1の部分は、第1の垂直方向のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210)の第1の面と結合された第1の複数のメモリ・セルに沿って連続することができ、また、自己選択メモリの第2の部分は、第2の垂直方向のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210−a)の第1の面と結合された第2の複数のメモリ・セルに沿って連続することができる。
自己選択メモリ215は、いくつかの例では第1の複数のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインの個々の交点、ならびにこれらの交点の間の他の位置に配置することができる。少なくとも1つのメモリ・セル(例えばメモリ・セル225)は、第1のアクセス・ライン205と第2のアクセス・ライン210の交点に配置することができる。言い換えると、アクセス・ライン210は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン210−aは、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。第1の複数のメモリ・セルは、第2のアクセス・ライン210(例えば複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ライン)と接触することができ、また、第2の複数のメモリ・セルは、第2のアクセス・ライン210−a(例えば複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ライン)と接触することができる。以下で説明されるように、第1の誘電性材料220は、第1の複数のメモリ・セルと第2の複数のメモリ・セルの間に配置することができる。
いくつかの例では、アクセス・ライン210は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン210−aは、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。いくつかの例では、複数の第2のアクセス・ラインは少なくとも1つの方向に分路することができる。他の例では、アクセス・ライン205は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン205−aは、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。図2Aに示されているように、第1のアクセス・ライン205および205−aは、第1の誘電性材料220によって分離することができる。第1のアクセス・ライン205および205−aを誘電性材料220によって分離することにより、第2のアクセス・ライン210と第1のアクセス・ライン205の交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225)、および第2のアクセス・ライン210−aと第1のアクセス・ライン205−aの交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225−a)は個別にアクセスすることができる。言い換えると、誘電性材料220が存在することにより、アクセス・ライン210はアクセス・ライン205と連通することができるが、アクセス・ライン205−aとは連通することができないことが保証される。したがって一度に1つのメモリ・セルを活性化させることができる。しかしながら誘電性材料220の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン210から第2のアクセス・ライン210−aへ延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
上で説明したように、メモリ・セル(例えばメモリ・セル225)は、関連するワード・ラインおよびビット・ラインを活性化させることによってアクセスすることができる。したがってメモリ・セルの各々は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの1つおよび複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つを活性化させることによってアクセスすることができる。例えば第1のアクセス・ライン205と第2のアクセス・ライン210の交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225)は、第1のアクセス・ライン205−aと第2のアクセス・ライン210−aの交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225−a)の選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。別法としては、例えば第1のアクセス・ライン205−aと第2のアクセス・ライン210−aの交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225−a)は、第1のアクセス・ライン205と第2のアクセス・ライン210の交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225)の選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。メモリ・セル間に配置された第1の誘電性材料220が存在することにより、(例えばアクセス・ライン205−aとアクセス・ライン210−aの交点における)第2のメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に(例えばアクセス・ライン205とアクセス・ライン210の交点における)1つのメモリ・セルにアクセスすることを可能にすることができる。
追加または別法として、個々のメモリ・セル内に自己選択メモリ215が存在することにより、異なるプログラム状態間のメモリ・セルの閾値電圧の差を大きくすることができる。例えば上で説明したように、印加電圧が閾値電圧未満である場合、メモリ素子がリセット状態であれば電流は流れ得ず、メモリ素子がセット状態であれば、メモリ素子は異なる閾値電圧を有することができ、したがって印加電圧に応答して電流が流れ得る。したがって個々のメモリ・セルは、極性が異なるプログラミング・パルスをそれぞれのメモリ・セルに印加することによってアクセスすることができる。
メモリ構造200−aは、第2の誘電性材料230、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)、および第4の誘電性材料240を含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。さらに他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料のうちの任意の2つは、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。いくつかの例では、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)は、異なる特性を有していても、あるいは有していなくてもよい複数の部分を含むことができる。例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料230および第4の誘電性材料240と接触している第3の誘電性材料235−a)、および第2の部分(例えば第1のアクセス・ライン205および205−aと接触している第3の誘電性材料235−b)を含むことができる。いくつかの例では、第3の誘電性材料235−aおよび第3の誘電性材料235−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料235−bは第3の誘電性材料235−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料235−bは第3の誘電性材料235−aの後に形成することができる。上で考察したように、第1の誘電性材料220は、2つのアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン205および205−a)を分離して、メモリ・セルを個別に選択することができることを保証することができる。第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ構造200の様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。
例として、第1の誘電性材料220および第3の誘電性材料235−bは、第1のアクセス・ラインの各々を電気的に絶縁することができる。例えば第1の誘電性材料220は、第1のアクセス・ライン205を第1のアクセス・ライン205−aから1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。第3の誘電性材料235−bは、第2のアクセス・ライン210を第2のアクセス・ライン210−aから同じ方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。他の例では、第3の誘電性材料235−bは、第1のアクセス・ライン205および205−aのうちの1つまたは複数を追加の第1のアクセス・ライン(図示せず)から第2の方向(例えば「Y」方向)に絶縁することができる。したがって第1の誘電性材料220および第3の誘電性材料235−bの組合せは、共に動作して(operate in conjunction)、複数のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210および第2のアクセス・ライン210−a)が互いに電気的に絶縁されることを保証することができる。
第2の誘電性材料230および第4の誘電性材料240は、メモリ構造200−aを製造する方法を促進することができる。例えば図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料230および第4の誘電性材料240を含むスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1のアクセス・ラインを形成するためにエッチングすることができる。一貫性のためには、個々のエッチングは少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)に同じ寸法であることが好ましい。したがって一貫したエッチング深さを保証するために、第4の誘電性材料240をスタックに含めることができる。例えば第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)および第4の誘電性材料240は異なる材料であってもよい。したがってエッチング・プロセスの間、第3の誘電性材料を介して(例えば「Y」方向に)チャネルをエッチングすることができる。しかしながら第4の誘電性材料240が存在しているため、あるいは第4の誘電性材料240が第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)とは異なる材料であるため、第4の誘電性材料240に到達するとエッチング・プロセスを終了することができる。したがって(例えば「Y」方向に)一貫した寸法を有する複数の第2のアクセス・ラインの各々を形成することができる。
同様に、第2の誘電性材料230は、図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、メモリ構造200−aを製造する方法を促進することができる。上で説明したように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料230および第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)を含むスタックを形成することができ、また、複数の第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210)を形成するためにエッチングすることができる。いくつかの例では、少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)におけるエッチング深さは、第2のアクセス・ラインを形成することができる開口(例えばビアまたは孔)をエッチング・プロセスが劣化させ得るような深さにすることができる。例えば少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)により大きい寸法を有する開口は、劣化をより受けやすいことがあり得る。したがって第2の誘電性材料230が存在することにより、エッチング・プロセスが一貫した開口をもたらし、最終的に一貫した第2のアクセス・ラインが中に形成されるよう、製造プロセスを促進することができる。
図2Bは、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造200−bの例を示したものである。メモリ構造200−bは、図2Aを参照して説明したメモリ構造200−aの例であってもよく、異なる観点から示されている。図2Bは、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン(例えば205−bおよび205−c)、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ライン(例えば210−bおよび210−c)を含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。したがってアクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン205−bと第2のアクセス・ライン210−bの交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、個々のメモリ・セルは、自己選択材料自己選択メモリ215を含むことができる。
自己選択メモリ構造200−bは、異なる方向に延びている第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインを含むことができる。上で説明したように、第1のアクセス・ラインは第1の方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ラインは第2の方向に延びることができる。また、メモリ構造200−bは、メモリ・セル225およびメモリ・セル225−aの各々に含まれていてもよい自己選択メモリ215をも含むことができる。追加または別法として、メモリ構造200−bは、第1の誘電性材料220−a、第3の誘電性材料235−c、第4の誘電性材料240(図示せず)および第5の誘電性材料245を含むことも可能である。
図2Aを参照して上で説明したように、個々のメモリ・セルは自己選択メモリ215を含むことができる。したがって自己選択メモリ215(例えば個々のメモリ・セル)は、第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン205−b)および第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210−b)の隣りに配置することができ、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリ215は、図2Aに描写されているように、第1の方向に延びて、複数の第2のアクセス・ラインの各々と少なくとも1つの面で境界をなすことができる。
いくつかの例では、図2Aを参照して説明したように、メモリ・セル225は第1のメモリ・セル225と呼ぶことができ、また、第1の垂直方向のアクセス・ライン210の第1の面と結合することができる。他の例では、図2Aを参照して説明したように、メモリ・セル225−aは第2のメモリ・セル225−aと呼ぶことができ、また、第2の垂直方向のアクセス・ライン210−aの第2の面と結合することができる。第1のメモリ・セル225および第2のメモリ・セル225−aの各々は自己選択メモリ215を含むことができる。追加または別法として、誘電性材料(例えば第1の誘電性材料220)は、第1のメモリ・セル225と第2のメモリ・セル225−aの間に配置することができる。
上で説明したように、メモリ構造200−bは、第1のアクセス・ライン205−bおよび205−c、ならびに第2のアクセス・ライン210−bおよび210−cを含むことができる。図2Bに示されているように、第1のアクセス・ライン205−bおよび205−cの各々は、第1の誘電性材料220−aによって分離することができる。第1のアクセス・ライン205−bおよび205−cを誘電性材料220−aによって分離することにより、第2のアクセス・ライン210−bと第1のアクセス・ライン205−bの交点に配置されるメモリ・セル225を、第1のアクセス・ライン205−cと第2のアクセス・ライン210−cの交点に配置されるメモリ・セル225−aから絶縁することができる。言い換えると、誘電性材料220−aが存在することにより、アクセス・ライン210−bはアクセス・ライン205−bと連通することができるが、アクセス・ライン205−cとは連通することができないことが保証される。このような例では、メモリ・セル225またはメモリ・セル225−aのうちの厳密に1つを一度に活性化させることができる。しかしながら誘電性材料220の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン210−bから第2のアクセス・ライン210−cへ延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
図2Bに描写されているように、関連するワード・ラインおよびビット・ラインを活性化させることによってメモリ・セル225またはメモリ・セル225−aのうちの一方にアクセスすることができる。したがってメモリ・セル225およびメモリ・セル225−aの各々は、それぞれの第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインを活性化させることによってアクセスすることができる。例えば第1のアクセス・ライン205−bと第2のアクセス・ライン210−bの交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン205−cと第2のアクセス・ライン210−cの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。別法としては、例えば第1のアクセス・ライン205−cと第2のアクセス・ライン210−cの交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン205−bと第2のアクセス・ライン210−bの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。メモリ・セル間に配置された第1の誘電性材料220−aが存在することにより、メモリ・セル225−aの選択が解除されるのと同時にメモリ・セル225にアクセスすることを可能にすることができる。
図3は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造300の例を示したものである。メモリ構造300は、それぞれ図2Aおよび図2Bを参照して、メモリ構造200−aおよび200−bに関して説明した特徴の例であってもよく、あるいはこれらの特徴を含むことができる。メモリ構造300は、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ラインを含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。アクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン310の交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、個々のメモリ・セルは自己選択材料セグメント315を含むことができる。
自己選択メモリ構造300は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205および205−aの例であってもよい第1のアクセス・ライン305および305−a、図2Aを参照して説明した第2のアクセス・ライン210および210−aの例であってもよい第2のアクセス・ライン310および310−a、および図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215の例であってもよい自己選択材料315および315−aを含むことができる。また、メモリ構造300は、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料320、および図2Bを参照して説明したメモリ・セル225およびメモリ・セル225−aの例であってもよいメモリ・セル325および325−aをも含むことができる。
また、メモリ構造300は、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料330、図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)、および図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料340をも含むことができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ラインはワード・ラインと呼ぶことができ、また、第2のアクセス・ラインはビット・ラインと呼ぶことができる。他の例では、第2の誘電性材料330は保護誘電性材料330と呼ぶことができ、また、第4の誘電性材料340は絶縁誘電性材料340と呼ぶことができる。
いくつかの例では、メモリ構造300は、複数の第1のアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン305および305−a)、および複数の第2のアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン310および310−a)を含むことができる。第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインは、異なる方向(例えば直角方向、他の非平行方向)に延びることができる。例えば上で説明したように、第1のアクセス・ライン305は水平方向のアクセス・ライン305と呼ぶことができ、水平方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ライン310は垂直方向のアクセス・ライン310と呼ぶことができ、垂直方向に延びることができる。したがって図3に描写されているように、複数の第1のアクセス・ラインは、第1の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)に延びることができ、また、第2の複数のアクセス・ラインは、第1の方向とは異なる(例えば第1の方向に対して直角の)第2の方向(例えば「Y」方向)に延びることができる。したがってメモリ構造300は、格子様の構造を形成する第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインを有する三次元メモリ・アレイであってもよい。
第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインは、個別の自己選択メモリ・セグメントと接触することができる。いくつかの例では、個別の自己選択メモリ・セグメントは複数の離散自己選択メモリ・セグメントと呼ぶことができ、また、メモリ構造300は、少なくとも離散自己選択メモリ・セグメントの第1のサブセットおよび離散自己選択メモリ・セグメントの第2のサブセットを含むことができる。例えば自己選択メモリ・セグメント315は、離散自己選択メモリの第1のサブセットと呼ぶことができ、また、自己選択メモリ・セグメント315−aは、離散自己選択メモリの第2のサブセットと呼ぶことができる。個々の自己選択メモリ・セグメントは、第1の複数のアクセス・ラインのうちの隣接する1つのアクセス・ライン、および第2の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ラインであってもよい。言い換えると、自己選択メモリ・セグメントは、第1の(例えば「Y」)方向に延びることができ、また、(例えば「Y」方向に)第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン305)と同様の寸法を有することができる。したがって少なくとも1つの自己選択メモリ・セグメントは、アクセス・ラインの個々の交点(例えば第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン310の交点)に形成することができる。したがってメモリ・セル325は、第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン310の交点に配置することができ、また、メモリ・セル325−aは、第1のアクセス・ライン305−aと第2のアクセス・ライン310−aの交点に配置することができる。いくつかの例では、個々の自己選択メモリ・セグメント315は、誘電性材料345または導電性材料345であってもよい材料345の中に配置することができ、また、シール材として作用することができる。言い換えると、材料345は、個々の自己選択メモリ・セグメント315を電気的に絶縁することができる。
いくつかの例では、メモリ・セル325は第1のメモリ・セル325と呼ぶことができ、第1の垂直方向のアクセス・ライン310の第1の面と結合することができる(例えば図2Aを参照して説明したように)。他の例では、メモリ・セル325−aは第2のメモリ・セル325−aと呼ぶことができ、第2の垂直方向のアクセス・ライン310−aの第2の面と結合することができる(例えば図2Aを参照して説明したように)。第1のメモリ・セル325および第2のメモリ・セル325−aの各々は自己選択メモリ・セグメント315を含むことができる。上で説明したように、メモリ構造300は、複数の第1の離散自己選択メモリ・セグメント315および複数の第2の離散自己選択メモリ・セグメント315−aを含むことができる。いくつかの例では、第1の自己選択メモリ(例えば図2Aを参照して説明した)を含む複数の第1の離散セグメント315、および複数の第2の離散自己選択メモリ・セグメント315−aは、第2の自己選択メモリ(例えば図2Aを参照して説明した)を含むことができる。他の例では、第1のメモリ・セル325は、複数の第1の離散自己選択メモリ・セグメント315のうちの1つを含むことができ、また、第2のメモリ・セルは、複数の第2の離散自己選択メモリ・セグメント315−aのうちの1つを含むことができる。離散自己選択メモリ・セグメントの各々はカルコゲニドを含むことができる。追加または別法として、誘電性材料(例えば第1の誘電性材料220)は、第1のメモリ・セル225と第2のメモリ・セル225−aの間に配置することができる。
上で説明したように、アクセス・ライン310は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン310−aは、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。いくつかの例では、複数の第2のアクセス・ラインは少なくとも1つの方向に分路することができる。他の例では、アクセス・ライン305は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン305−aは、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。
図3に示されているように、第1のアクセス・ライン305および305−aは、第1の誘電性材料320によって分離することができる。第1のアクセス・ライン305および305−aを分離することにより、第2のアクセス・ライン310と第1のアクセス・ライン305の交点、および第2のアクセス・ライン310−aと第1のアクセス・ライン305−aの交点にメモリ・セルを配置することができる。メモリ・セル(例えばメモリ・セル325および325−a)は個別にアクセスすることができる。言い換えると、誘電性材料320が存在することにより、アクセス・ライン310はアクセス・ライン305と連通することができるが、アクセス・ライン305−aとは連通することができないことが保証される。したがって一度に1つのメモリ・セルを活性化させることができる。しかしながらいくつかの例では、誘電性材料320の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン310から第2のアクセス・ライン310−aへ延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
いくつかの例では、メモリ・セル(例えば図2Bを参照して説明したメモリ・セル225)は、関連するワード・ラインおよびビット・ラインを活性化させることによってアクセスすることができる。したがってメモリ・セルの各々は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの1つおよび複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つを活性化させることによってアクセスすることができる。例えば第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン310の交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン305−aと第2のアクセス・ライン310−aの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。別法としては、例えば第1のアクセス・ライン305−aと第2のアクセス・ライン310−aの交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン310の交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。メモリ・セル間に配置された第1の誘電性材料320が存在することにより、(例えばアクセス・ライン305−aとアクセス・ライン310−aの交点における)第2のメモリ・セル325−aの選択が解除されるのと同時に(例えばアクセス・ライン305とアクセス・ライン310の交点における)メモリ・セル325にアクセスすることを可能にすることができる。
追加または別法として、個々のメモリ・セル内に自己選択メモリ(例えば自己選択メモリ・セグメント315および315−a)が存在することにより、異なるプログラム状態間のメモリ・セルの閾値電圧の差を大きくすることができる。例えば上で説明したように、印加電圧が閾値電圧未満である場合、メモリ素子がリセット状態であれば電流は流れ得ず、メモリ素子がセット状態であれば、メモリ素子は異なる閾値電圧を有することができ、したがって印加電圧に応答して電流が流れ得る。したがって個々のメモリ・セルは、極性が異なるプログラミング・パルスをそれぞれのメモリ・セルに印加することによってアクセスすることができる。
追加または別法として、メモリ構造300は、第2の誘電性材料330、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)および第4の誘電性材料340を含むことができる。さらに他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料のうちの任意の2つは、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。いくつかの例では、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)は、異なる特性を有していても、あるいは有していなくてもよい複数の部分を含むことができる。
例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料330および第4の誘電性材料340と接触している第3の誘電性材料335−a)、および第2の部分(例えば第1のアクセス・ライン305および305−aと接触している第3の誘電性材料335−b)を含むことができる。いくつかの例では、第3の誘電性材料335−aおよび第3の誘電性材料335−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料335−bは第3の誘電性材料335−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料335−bは第3の誘電性材料335−aの後に形成することができる。上で考察したように、第1の誘電性材料320は、2つのアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン305および305−a)を分離して、メモリ・セルを個別に選択することができることを保証することができる。第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ・アレイ300の様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。
例として、第1の誘電性材料320および第3の誘電性材料335−bは、第1のアクセス・ラインの各々を電気的に絶縁することができる。例えば第1の誘電性材料320は、第1のアクセス・ライン305を第1のアクセス・ライン305−aから1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。第3の誘電性材料335−bは、第2のアクセス・ライン310を第2のアクセス・ライン310−aから同じ方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。他の例では、第3の誘電性材料335−bは、第1のアクセス・ライン305および305−aのうちの1つまたは複数を追加の第1のアクセス・ライン(図示せず)から第2の方向(例えば「Y」方向)に絶縁することができる。したがって第1の誘電性材料320および第3の誘電性材料335−bの組合せは、共に動作して、複数のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン310および第2のアクセス・ライン310−a)が互いに電気的に絶縁されることを保証することができる。
第2の誘電性材料330および第4の誘電性材料340は、メモリ構造300を製造する方法を促進することができる。例えば図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料330および第4の誘電性材料340を含むスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1のアクセス・ラインを形成するためにエッチングすることができる。一貫性のためには、個々のエッチングは少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)に同じ寸法であることが好ましい。したがって一貫したエッチング深さを保証するために、第4の誘電性材料340をスタックに含めることができる。例えば第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)および第4の誘電性材料340は異なる材料であってもよい。したがってエッチング・プロセスの間、第3の誘電性材料中に(例えば「Y」方向に)少なくとも1つのチャネルをエッチングすることができる。しかしながら第4の誘電性材料340が存在しているため、あるいは第4の誘電性材料340が第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)とは異なる材料であるため、第4の誘電性材料340に到達するとエッチング・プロセスを終了することができる。したがって(例えば「Y」方向に)一貫した寸法を有する複数の第2のアクセス・ラインの各々を形成することができる。
同様に、第2の誘電性材料330は、図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、メモリ構造300を製造する方法を促進することができる。上で説明したように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料330および第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)を含むスタックを形成することができ、また、複数の第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン310)を形成するためにエッチングすることができる。いくつかの例では、少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)におけるエッチング深さは、第2のアクセス・ラインを形成することができる開口(例えばビアまたは孔)をエッチング・プロセスが劣化させ得るような深さにすることができる。例えば少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)により大きい寸法を有する開口は、劣化をより受けやすいことがあり得る。したがって第2の誘電性材料330が存在することにより、エッチング・プロセスが一貫した開口をもたらし、最終的に一貫した第2のアクセス・ラインが中に形成されるよう、製造プロセスを促進することができる。
図4は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造400の例を示したものである。メモリ構造400は、それぞれ図2A、図2Bおよび図3を参照して説明したメモリ構造200−aおよび200−bならびに300に関して説明した特徴の例であってもよく、あるいはこれらの特徴を含むことができる。メモリ構造400は、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ラインを含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。アクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン405と第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、個々のメモリ・セルは自己選択材料(図示せず)を含むことができる。
自己選択メモリ構造400は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205および205−aの例であってもよい第1のアクセス・ライン405および405−a、および図2Bを参照して説明した、それぞれメモリ・セル225およびメモリ・セル225−aの例であってもよいメモリ・セル425およびメモリ・セル425−aを含むことができる。また、メモリ構造400は、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料420、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料430、図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)、および図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料440をも含むことができる。
また、メモリ構造400は、第2のアクセス・ライン(例えば図2Aを参照して説明したアクセス・ライン210)が形成されるチャネルの例であってもよいチャネル445、および第1の誘電性材料420が堆積されるチャネルの例であってもよいチャネル450をも含むことができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ライン405および405−aはビット・ラインと呼ぶことができる。他の例では、第2の誘電性材料430は保護誘電性材料430と呼ぶことができ、また、第4の誘電性材料440は絶縁誘電性材料440と呼ぶことができる。
いくつかの例では、メモリ構造400は、複数のエッチングされたチャネル445を含むことができる。チャネル445は、複数の第2のアクセス・ライン(例えば図2Aを参照して説明した第2のアクセス・ライン210)を中に形成することができるようにエッチングすることができる。また、メモリ構造400は複数の第1のアクセス・ラインをも含むことができる。例えばメモリ構造400は、第1のアクセス・ライン405および405−aを含むことができる。チャネル445および第1のアクセス・ラインは異なる方向に延びることができる。いくつかの例では、チャネル445は第1の方向に延びることができ、また、第1のアクセス・ラインは、第1の方向に対して直角であるか、あるいは第1の方向とは異なる第2の方向に延びることができる。したがって図4に示されているように、チャネル445は第1の方向(例えば「Y」方向)に延びることができ、また、複数の第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン405)は、第1の方向に対して直角の第2の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)に延びることができる。したがって(第1のアクセス・ラインが形成された後の)メモリ構造400は三次元メモリ・アレイであり得る。
チャネル445内に形成される第2の複数のアクセス・ラインおよび第1の複数のアクセス・ラインは、自己選択メモリ(例えば図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215)と接触することができる。上で説明したように、メモリ構造400内に形成された複数のメモリ・セルは、それぞれ自己選択メモリ(図示せず)を含むことができる。したがって自己選択メモリ(例えば個々のメモリ・セル)は、第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインの隣りに配置することができ、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリは、第1の方向(例えば「Y」方向)に延びて、複数の第2のアクセス・ラインの各々と少なくとも1つの面で境界をなすことができる。複数のアクセス・ラインの各々と境界をなすことにより、自己選択メモリは連続していると呼ぶことができる。自己選択メモリは、いくつかの例では、第1の複数のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインの個々の交点、ならびにこれらの交点間の他の位置に配置することができる。少なくとも1つのメモリ・セル(例えばメモリ・セル425)は、第1のアクセス・ライン405と第2のアクセス・ライン(図示せず)の個々の交点に配置することができる。以下で説明されるように、第1の誘電性材料420は、第1の複数のメモリ・セルと第2の複数のメモリ・セルの間に配置することができる。
それとは対照的に、第1の複数のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン405)および第2の複数のアクセス・ライン(図示せず)は、個別の自己選択メモリ・セグメント(図示せず)と接触することができる。いくつかの例では、個別の自己選択メモリ・セグメントは複数の離散自己選択メモリ・セグメントと呼ぶことができ、また、メモリ構造400は、少なくとも離散自己選択メモリ・セグメントの第1のサブセットおよび離散自己選択メモリ・セグメントの第2のサブセットを含むことができる。個々の自己選択メモリ・セグメントは、第1の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ライン、および第2の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ラインに隣接していても、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリ・セグメントは第1の方向(例えば「Y」方向)に延びることができ、また、(例えば「Y」方向に)第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン405)と同様の寸法を有することができる。したがって少なくとも1つの自己選択メモリ・セグメントは、アクセス・ラインの個々の交点(例えば第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点)に形成することができる。したがってメモリ・セル425は、第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点に配置することができ、また、メモリ・セル325−aは、第1のアクセス・ライン305−aと第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点に配置することができる。
いくつかの例では、アクセス・ライン405は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン405−aは、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。図4に示されているように、第1のアクセス・ラインは第1の誘電性材料420によって分離することができる。誘電性材料420によってアクセス・ライン405および405−aを分離することにより、第1のアクセス・ライン405と第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点に配置されたメモリ・セル425、および第1のアクセス・ライン405−aと第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点に配置されたメモリ・セル425−aは個別にアクセスすることができる。言い換えると、誘電性材料420が存在することにより、第1のアクセス・ライン405はそれぞれの第2のアクセス・ライン(図示せず)と連通することができるが、アクセス・ライン405−aとは連通することができないことが保証される。したがって一度に1つのメモリ・セルを活性化させることができる。しかしながら誘電性材料420の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン(図示せず)の間を延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
追加または別法として、メモリ構造400は、第2の誘電性材料430、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)および第4の誘電性材料440を含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。さらに他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料のうちの任意の2つは、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。いくつかの例では、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)は、異なる特性を有していても、あるいは有していなくてもよい複数の部分を含むことができる。
例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料430および第4の誘電性材料440と接触している第3の誘電性材料435−a)、および第2の部分(例えば第1のアクセス・ライン405および405−aと接触している第3の誘電性材料435−b)を含むことができる。いくつかの例では、第3の誘電性材料435−aおよび第3の誘電性材料435−bは異なる時間に形成することができる。例として、第3の誘電性材料435−bは第3の誘電性材料435−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料435−bは第3の誘電性材料435−aの後に形成することができる。上で考察したように、第1の誘電性材料420は、2つのアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン(図示せず))を分離して、メモリ・セルを個別に選択することができることを保証することができる。第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ構造400の様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。
図2A、図2Bおよび図3と比較すると、第1の誘電性材料420は異なる方法で堆積させることができる。例えば図2A、図2Bおよび図3を参照して説明したように、第1の誘電性材料を含むスタックを形成することも可能であった。スタックは、引き続いてエッチングし、その結果として第1のアクセス・ラインを少なくとも1つの方向(例えば「X」方向)に分離することも可能であった。それとは対照的に、例えば図4では、第2の誘電性材料430、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)および第4の誘電性材料440を含むスタックを形成することができる。引き続いてスタックをエッチングしてチャネル450を形成することができる。次に、個々のチャネル450内に第1の誘電性材料420を堆積させて、第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインを電気的に絶縁することができる。例えば第1の誘電性材料420は、アクセス・ライン405をアクセス・ライン405−aから絶縁することができる。いくつかの例では、チャネル445および450の各々は、異なる寸法を少なくとも1つの方向(例えば「X」方向)に有することができる。例えばチャネル445の各々は、チャネル450の各々より広くすることができる。チャネル445および/またはチャネル450の幅は変更が可能である。例えばチャネル445はチャネル450より実質的に広くすることができる。他の例では、チャネル450はチャネル445より実質的に広くすることができる。任意の例では、チャネル445およびチャネル450の幅は、第1の誘電性材料420がチャネル450を充填し、チャネル445を充填しないような幅にすることができる。
第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ構造400の様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。したがって第1の誘電性材料420および第3の誘電性材料435−bは、2つ以上の第1のアクセス・ラインを電気的に絶縁することができる(例えば第1のアクセス・ライン405を第1のアクセス・ライン405−aから絶縁することができる)。上で説明したように、第1の誘電性材料420は、第1のアクセス・ラインの各々を1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。第3の誘電性材料は、第1のアクセス・ラインの各々を異なる方向(例えば「Y」方向)に絶縁することができる。したがって第1の誘電性材料420および第3の誘電性材料435−bの組合せは、共に動作して、第1のアクセス・ラインの各々が互いに電気的に絶縁されることを保証することができる。
第2の誘電性材料430および第4の誘電性材料440は、メモリ構造400を製造する方法を促進することができる。例えば図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料430および第4の誘電性材料440を含むスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1のアクセス・ラインを形成するためにエッチングすることができる。一貫性のためには、個々のエッチングは少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)に同じ寸法であることが好ましい。したがって一貫したエッチング深さを保証するために、第4の誘電性材料440をスタックに含めることができる。例えば第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)および第4の誘電性材料440は異なる材料であってもよい。したがってエッチング・プロセスの間、第3の誘電性材料を介して(例えば「Y」方向に)少なくとも1つのチャネルをエッチングすることができる。しかしながら第4の誘電性材料440が存在しているため、あるいは第4の誘電性材料440が第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)とは異なる材料であるため、第4の誘電性材料440に到達するとエッチング・プロセスを終了することができる。したがって(例えば「Y」方向に)一貫した寸法を有する複数の第2のアクセス・ラインの各々を形成することができる。
同様に、第2の誘電性材料430は、図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、メモリ構造400を製造する方法を促進することができる。上で説明したように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料430および第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)を含むスタックを形成することができ、また、複数の第2のアクセス・ライン(図示せず)を形成するためにエッチングすることができる。いくつかの例では、少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)におけるエッチング深さは、第2のアクセス・ラインを形成することができる開口(例えばビアまたは孔)をエッチング・プロセスが劣化させ得るような深さにすることができる。例えば少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)により大きい寸法を有する開口は、劣化をより受けやすいことがあり得る。したがって第2の誘電性材料430が存在することにより、エッチング・プロセスが一貫した開口をもたらし、最終的に一貫した第2のアクセス・ラインが中に形成されるよう、製造プロセスを促進することができる。
図5は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造500の例を示したものである。メモリ構造500は、それぞれ図2A、図2B、図3および図4を参照して説明したメモリ構造200−aおよび200−b、300ならびに400に関して説明した特徴の例であってもよく、あるいはこれらの特徴を含むことができる。メモリ構造500は、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ラインを含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。アクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、メモリ・アレイは複数のプラグ550を含むことができる。
いくつかの例では、メモリ構造500は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205および205−aの例であってもよい第1のアクセス・ライン505および505−a、図2Aを参照して説明した第2のアクセス・ライン210および210−aの例であってもよい第2のアクセス・ライン510および510−a、および図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215の例であってもよい自己選択材料515を含むことができる。他の例では、メモリ構造500は、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料520、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料530、図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)、および図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料540を含むことができる。また、メモリ構造500は、図2Bを参照して説明したメモリ・セル225および225−aの例であってもよいメモリ・セル525およびメモリ・セル525−aをも含むことができる。
また、メモリ構造500は、1つまたは複数の第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン510)と接触している複数のプラグ550をも含むことができ、また、1つまたは複数の第2のアクセス・ラインは絶縁領域545を含むことができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ラインはビット・ラインと呼ぶことができ、また、第2のアクセス・ラインはワード・ラインと呼ぶことができる。他の例では、第2の誘電性材料530は保護誘電性材料530と呼ぶことができ、また、第4の誘電性材料540は絶縁誘電性材料540と呼ぶことができる。
いくつかの例では、メモリ構造500は、複数の第1のアクセス・ライン505および505−a、ならびに複数の第2のアクセス・ライン510および510−aを含むことができる。第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインは、異なる方向(例えば直角方向、他の非平行方向)に延びることができる。例えば上で説明したように、第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン505)は水平方向のアクセス・ラインと呼ぶことができ、水平方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン510)は垂直方向のアクセス・ラインと呼ぶことができ、垂直方向に延びることができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ラインは第1の方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ラインは、第1の方向とは異なる(例えば第1の方向に対して直角の)第2の方向に延びることができる。したがって図5に描写されているように、複数の第1のアクセス・ラインは第1の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)に延びることができ、また、第2の複数のアクセス・ラインは、第1の方向に対して直角の第2の方向(例えば「Y」方向)に延びることができる。したがってメモリ構造500は、格子様の構造を形成する第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインを有する三次元メモリ・アレイであってもよい。
第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインは、自己選択メモリ515(例えば図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215)と接触することができる。上で説明したように、メモリ構造500内に形成された複数のメモリ・セルは、それぞれ自己選択メモリ515を含むことができる。したがって自己選択メモリ(例えば個々のメモリ・セル)は、第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインの隣りに配置することができる。言い換えると、自己選択メモリ515は第1の方向(例えば「Y」方向)に延びて、複数の第2のアクセス・ラインの各々と少なくとも1つの面で境界をなすことができる。複数のアクセス・ラインの各々と境界をなすことにより、自己選択メモリ515は連続していると呼ぶことができる。自己選択メモリ515は、いくつかの例では、第1の複数のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインの個々の交点、ならびにこれらの交点間の他の位置に配置することができる。少なくとも1つのメモリ・セル(例えばメモリ・セル525)は、第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の個々の交点に配置することができる。以下で説明されるように、第1の誘電性材料520は、第1の複数のメモリ・セルと第2の複数のメモリ・セルの間に配置することができる。
他の例では、第1の複数のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン505)および第2の複数のアクセス・ライン(第2のアクセス・ライン510)は、個別の自己選択メモリ・セグメント(図示せず)と接触することができる。いくつかの例では、個別の自己選択メモリ・セグメントは複数の離散自己選択メモリ・セグメントと呼ぶことができ、また、メモリ構造500は、少なくとも離散自己選択メモリ・セグメントの第1のサブセットおよび離散自己選択メモリ・セグメントの第2のサブセットを含むことができる。個々の自己選択メモリ・セグメントは、第1の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ライン、および第2の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ラインに隣接していても、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリ・セグメントは第1の方向(例えば「Y」方向)に延びることができ、また、(例えば「Y」方向に)第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン505)と同様の寸法を有することができる。したがって少なくとも1つの自己選択メモリ・セグメントは、アクセス・ラインの個々の交点(例えば第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の交点)に形成することができる。したがってメモリ・セル525は、第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の交点に配置することができ、また、メモリ・セル525−aは、第1のアクセス・ライン505−aと第2のアクセス・ライン510−aの交点に配置することができる。
いくつかの例では、アクセス・ライン510は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン510−aは、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。いくつかの例では、複数の第2のアクセス・ラインは少なくとも1つの方向に分路することができる。他の例では、アクセス・ライン505および505−aの各々は第1のアクセス・ラインと呼ぶことができる。追加または別法として、アクセス・ライン505は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン505−aは、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。図5に示されているように、第1のアクセス・ライン505および505−aは第1の誘電性材料520によって分離することができる。誘電性材料520によって第1のアクセス・ライン505および505−aを分離することにより、第2のアクセス・ライン510と第1のアクセス・ライン505の交点、および第2のアクセス・ライン510−aと第1のアクセス・ライン505−aの交点に配置されたメモリ・セルは個別にアクセスすることができる。言い換えると、誘電性材料520が存在することにより、アクセス・ライン510はアクセス・ライン505と連通することができるが、アクセス・ライン505−aとは連通することができないことが保証される。したがって一度に1つのメモリ・セルを活性化させることができる。しかしながら誘電性材料520の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン510から第2のアクセス・ライン510−aへ延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
上で説明したように、メモリ・セル(例えば図2Bを参照して説明したメモリ・セル225)は、関連するワード・ラインおよびビット・ラインを活性化させることによってアクセスすることができる。したがってメモリ・セルの各々は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの1つおよび複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つを活性化させることによってアクセスすることができる。例えば第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン505−aと第2のアクセス・ライン510−aの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。別法としては、例えば第1のアクセス・ライン505−aと第2のアクセス・ライン510−aの交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。メモリ・セル間に配置された第1の誘電性材料520が存在することにより、(例えばアクセス・ライン505−aとアクセス・ライン510−aの交点における)第2のメモリ・セル525−aの選択が解除されるのと同時に(例えばアクセス・ライン505とアクセス・ライン510の交点における)メモリ・セル525にアクセスすることを可能にすることができる。
追加または別法として、個々のメモリ・セル内に自己選択メモリ515が存在することにより、異なるプログラム状態間のメモリ・セルの閾値電圧の差を大きくすることができる。例えば上で説明したように、印加電圧が閾値電圧未満である場合、メモリ素子が非結晶(例えばリセット)状態であれば電流は流れ得ず、メモリ素子が結晶(例えばセット)状態であれば、メモリ素子は異なる閾値電圧を有することができ、したがって印加電圧に応答して電流が流れ得る。したがって個々のメモリ・セルは、極性が異なるプログラミング・パルスをそれぞれのメモリ・セルに印加することによってアクセスすることができる。
いくつかの例では、絶縁領域545、少なくとも1つのプラグ550または両方は、別のメモリ・セル(例えばメモリ・セル525−a)の選択が解除されている間、メモリ・セル525の活性化を容易にすることができ、あるいは促進することができる。絶縁領域545は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つまたは複数の部分を絶縁することができる。いくつかの例では、これは、切断アクセス・ラインと呼ぶことができる。言い換えると、アクセス・ラインは、第1のアクセス・ラインと第2のアクセス・ラインの交点に配置されたメモリ・セルをどの時点においても活性化させることができるよう、区分化する(例えば切断または絶縁する)ことができる。例えば絶縁領域545のうちの1つまたは複数は、第1のアクセス・ライン505とアクセス・ライン510の交点に配置されたメモリ・セルが活性化され、一方、アクセス・ライン505−aとアクセス・ライン510−aの交点に配置されたメモリ・セルは選択が解除されるよう、第2のアクセス・ライン510の対応する部分の活性化を可能にすることができる。追加または別法として、プラグ550の各々は、複数の第2のアクセス・ライン510の各々の端部(例えば第2の端部)と接触することができる。したがって複数のプラグ550のうちの1つまたは複数は、アクセス・ライン505とアクセス・ライン510の交点に配置されたメモリ・セルが活性化され、一方、アクセス・ライン505−aとアクセス・ライン510−aの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるよう、第2のアクセス・ライン510の対応する部分の両端間への電流の印加を可能にすることができる。
追加または別法として、メモリ構造500は、第2の誘電性材料530、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)および第4の誘電性材料540を含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。さらに他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料のうちの任意の2つは、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。いくつかの例では、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)は、異なる特性を有していても、あるいは有していなくてもよい複数の部分を含むことができる。例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料530および第4の誘電性材料540と接触している第3の誘電性材料535−a)、および第2の部分(例えば第1のアクセス・ライン505および505−aと接触している第3の誘電性材料535−b)を含むことができる。
いくつかの例では、第3の誘電性材料535−aおよび第3の誘電性材料535−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料535−bは第3の誘電性材料535−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料535−bは第3の誘電性材料535−aの後に形成することができる。上で考察したように、第1の誘電性材料520は、2つのアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン505および505−a)を分離して、メモリ・セルを個別に選択することができることを保証することができる。第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ・アレイ500の様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。
例として、第1の誘電性材料520および第3の誘電性材料535−bは、第1のアクセス・ラインの各々を電気的に絶縁することができる。例えば第1の誘電性材料520は、第1のアクセス・ライン505を第1のアクセス・ライン505−aから1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。第3の誘電性材料535−bは、第2のアクセス・ライン510を第2のアクセス・ライン510−aから同じ方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。他の例では、第3の誘電性材料535−bは、第1のアクセス・ライン505および505−aのうちの1つまたは複数を追加の第1のアクセス・ライン(図示せず)から第2の方向(例えば「Y」方向)に絶縁することができる。したがって第1の誘電性材料520および第3の誘電性材料535−bの組合せは、共に動作して、複数のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン510および第2のアクセス・ライン510−a)が互いに電気的に絶縁されることを保証することができる。
第2の誘電性材料530および第4の誘電性材料540は、メモリ構造500を製造する方法を促進することができる。例えば図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料530および第4の誘電性材料540を含むスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1のアクセス・ラインを形成するためにエッチングすることができる。一貫性のためには、個々のエッチングは少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)に同じ寸法であることが好ましい。したがって一貫したエッチング深さを保証するために、第4の誘電性材料540をスタックに含めることができる。例えば第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)および第4の誘電性材料540は異なる材料であってもよい。したがってエッチング・プロセスの間、第3の誘電性材料を介して(例えば「Y」方向に)少なくとも1つのチャネルをエッチングすることができる。しかしながら第4の誘電性材料540が存在しているため、あるいは第4の誘電性材料540が第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)とは異なる材料であるため、第4の誘電性材料540に到達するとエッチング・プロセスを終了することができる。したがって(例えば「Y」方向に)一貫した寸法を有する複数の第2のアクセス・ラインの各々を形成することができる。
同様に、第2の誘電性材料530は、図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、メモリ構造500を製造する方法を促進することができる。上で説明したように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料530および第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)を含むスタックを形成することができ、また、複数の第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン510)を形成するためにエッチングすることができる。いくつかの例では、少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)におけるエッチング深さは、第2のアクセス・ラインを形成することができる開口(例えばビアまたは孔)をエッチング・プロセスが劣化させ得るような深さにすることができる。例えば少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)により大きい寸法を有する開口は、劣化をより受けやすいことがあり得る。したがって第2の誘電性材料530が存在することにより、エッチング・プロセスが一貫した開口をもたらし、最終的に一貫した第2のアクセス・ラインが中に形成されるよう、製造プロセスを促進することができる。
図6は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造600の例を示したものである。メモリ構造600は、それぞれ図2A、図2B、図3、図4および図5を参照して説明したメモリ構造200−aおよび200−b、300、400および500に関して説明した特徴の例であってもよく、あるいはこれらの特徴を含むことができる。メモリ構造600は、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ラインを含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。アクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、メモリ・アレイは複数のプラグ650を含むことができる。
いくつかの例では、メモリ構造600は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205および205−aの例であってもよい第1のアクセス・ライン605および605−a、図2Aを参照して説明した第2のアクセス・ライン210および210−aの例であってもよい第2のアクセス・ライン610および610−a、および図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215の例であってもよい自己選択材料615を含むことができる。また、メモリ構造600は、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料620、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料630、図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)、および図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料640をも含むことができる。いくつかの例では、メモリ構造600は、図2Bを参照して説明したメモリ・セル225および225−aの例であってもよいメモリ・セル625および625−aを含むことができる。
また、メモリ構造600は、1つまたは複数の第2のアクセス・ラインと接触している複数のプラグ650をも含むことができ、また、1つまたは複数の絶縁領域645を含むことができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ラインはビット・ラインと呼ぶことができ、また、第2のアクセス・ラインはワード・ラインと呼ぶことができる。他の例では、第2の誘電性材料630は保護誘電性材料630と呼ぶことができ、また、第4の誘電性材料640は絶縁誘電性材料640と呼ぶことができる。
いくつかの例では、メモリ構造600は、複数の第1のアクセス・ライン605および605−a、ならびに複数の第2のアクセス・ライン610および610−aを含むことができる。第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインは、異なる方向(例えば直角方向、他の非平行方向)に延びることができる。例えば上で説明したように、第1のアクセス・ラインは水平方向のアクセス・ラインと呼ぶことができ、水平方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ラインは垂直方向のアクセス・ラインと呼ぶことができ、垂直方向に延びることができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ラインは第1の方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ラインは、第1の方向とは異なる(例えば第1の方向に対して直角の)第2の方向に延びることができる。したがって図6に描写されているように、複数の第1のアクセス・ラインは、第1の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)に延びることができ、また、第2の複数のアクセス・ラインは、第1の方向に対して直角の第2の方向(例えば「Y」方向)に延びることができる。したがってメモリ構造600は、格子様の構造を形成する第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインを有する三次元メモリ・アレイであってもよい。
第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインは、自己選択メモリ615(例えば図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215)と接触することができる。上で説明したように、メモリ構造600内に形成された複数のメモリ・セルは、それぞれ自己選択メモリ615を含むことができる。したがって自己選択メモリ(例えば個々のメモリ・セル)は、第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインの隣りに配置することができ、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリ615は第1の方向(例えば「Y」方向)に延びて、複数の第2のアクセス・ラインの各々と少なくとも1つの面で境界をなすことができる。複数のアクセス・ラインの各々と境界をなすことにより、自己選択メモリ615は連続していると呼ぶことができる。自己選択メモリ615は、いくつかの例では、第1の複数のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインの個々の交点、ならびにこれらの交点間の他の位置に配置することができる。少なくとも1つのメモリ・セル(例えばメモリ・セル625)は、第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の個々の交点に配置することができる。以下で説明されるように、第1の誘電性材料620は、第1の複数のメモリ・セルと第2の複数のメモリ・セルの間に配置することができる。
それとは対照的に、第1の複数のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン605)および第2の複数のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン610)は、個別の自己選択メモリ・セグメント(図示せず)と接触することができる。いくつかの例では、個別の自己選択メモリ・セグメントは複数の離散自己選択メモリ・セグメントと呼ぶことができ、また、メモリ構造600は、少なくとも離散自己選択メモリ・セグメントの第1のサブセットおよび離散自己選択メモリ・セグメントの第2のサブセットを含むことができる。個々の自己選択メモリ・セグメントは、第1の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ライン、および第2の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ラインに隣接していても、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリ・セグメントは第1の方向(例えば「Y」方向)に延びることができ、また、(例えば「Y」方向に)第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン605)と同様の寸法を有することができる。したがって少なくとも1つの自己選択メモリ・セグメントは、アクセス・ラインの個々の交点(例えば第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の交点)に形成することができる。したがってメモリ・セル625は、第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の交点に配置することができ、また、メモリ・セル625−aは、第1のアクセス・ライン605−aと第2のアクセス・ライン610−aの交点に配置することができる。
いくつかの例では、アクセス・ライン610および610−aの各々は第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。上で説明したように、アクセス・ライン610は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン610−aは、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。いくつかの例では、アクセス・ライン605は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン605−aは、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。
図6に示されているように、いくつかの例では、第1のアクセス・ライン605および605−aは第1の誘電性材料620によって分離することができる。誘電性材料620によって第1のアクセス・ライン605および605−aを分離することにより、第2のアクセス・ライン610と第1のアクセス・ライン605の交点にメモリ・セル625を配置することができ、また、第2のアクセス・ライン610−aと第1のアクセス・ライン605−aの交点にメモリ・セル625−aを配置することができる。メモリ・セル625およびメモリ・セル625−aは個別にアクセスすることができる。言い換えると、誘電性材料620が存在することにより、アクセス・ライン610はアクセス・ライン605と連通することができるが、アクセス・ライン605−aとは連通することができないことが保証される。したがって一度に1つのメモリ・セルを活性化させることができる。しかしながら誘電性材料620の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン610から第2のアクセス・ライン610−aへ延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
上で説明したように、メモリ・セル(例えば図2Bを参照して説明したメモリ・セル225)は、関連するワード・ラインおよびビット・ラインを活性化させることによってアクセスすることができる。したがってメモリ・セルの各々は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの1つおよび複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つを活性化させることによってアクセスすることができる。例えば第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン605−aと第2のアクセス・ライン610−aの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。別法としては、例えば第1のアクセス・ライン605−aと第2のアクセス・ライン610−aの交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。メモリ・セル間に配置された第1の誘電性材料620が存在することにより、(例えばアクセス・ライン605−aとアクセス・ライン610−aの交点における)第2のメモリ・セル625−aの選択が解除されるのと同時に(例えばアクセス・ライン605とアクセス・ライン610の交点における)メモリ・セル625にアクセスすることを可能にすることができる。
追加または別法として、個々のメモリ・セル内に自己選択メモリ615が存在することにより、異なるプログラム状態間のメモリ・セルの閾値電圧の差を大きくすることができる。例えば上で説明したように、印加電圧が閾値電圧未満である場合、メモリ素子が非結晶(例えばリセット)状態であれば電流は流れ得ず、メモリ素子が結晶(例えばセット)状態であれば、メモリ素子は異なる閾値電圧を有することができ、したがって印加電圧に応答して電流が流れ得る。したがって個々のメモリ・セルは、極性が異なるプログラミング・パルスをそれぞれのメモリ・セルに印加することによってアクセスすることができる。
いくつかの例では、絶縁領域645、複数のプラグ650または両方は、別のメモリ・セル(例えばメモリ・セル625−a)の選択が解除されている間、1つのメモリ・セル625の活性化を容易にすることができ、あるいは促進することができる。絶縁領域645は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つまたは複数の部分を絶縁する(例えば第2のアクセス・ライン610を第2のアクセス・ライン610−aから絶縁する)ことができる。いくつかの例では、これは、切断アクセス・ラインと呼ぶことができる。言い換えると、第2のアクセス・ラインは、どの時点においても1つのラインを活性化させることができるよう、区分化する(例えば切断または絶縁する)ことができる。例えば絶縁領域645のうちの1つまたは複数は、アクセス・ライン605−aとアクセス・ライン610−aの交点に配置されたメモリ・セルが活性化され、一方、アクセス・ライン605とアクセス・ライン610の交点に配置されたメモリ・セルは選択が解除されるよう、第2のアクセス・ライン610の対応する部分の活性化を可能にすることができる。
追加または別法として、プラグ650の各々は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の端部と接触することができる。例えば第1の複数のプラグ650は、第2のアクセス・ラインの各々の第1の端部と接触することができ、また、第2の複数のプラグ650は、第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触することができる。いくつかの例では、複数の第2のアクセス・ラインの各々のゼロ個、1個または2個の端部が複数のプラグ650のうちの1つと接触することができる。したがって複数のプラグ650のうちの1つまたは複数は、アクセス・ライン605−aとアクセス・ライン610−aの交点に配置されたメモリ・セルが活性化され、一方、アクセス・ライン605とアクセス・ライン610の交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるよう、第2のアクセス・ラインの対応する部分の両端間への電流の印加を可能にすることができる。
追加または別法として、メモリ構造600は、第2の誘電性材料630、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)および第4の誘電性材料640を含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。さらに他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料のうちの任意の2つは、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。いくつかの例では、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)は、異なる特性を有していても、あるいは有していなくてもよい複数の部分を含むことができる。例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料630および第4の誘電性材料640と接触している第3の誘電性材料635−a)、および第2の部分(例えば第1のアクセス・ライン605および605−aと接触している第3の誘電性材料635−b)を含むことができる。
いくつかの例では、第3の誘電性材料635−aおよび第3の誘電性材料635−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料635−bは第3の誘電性材料635−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料635−bは第3の誘電性材料635−aの後に形成することができる。上で考察したように、第1の誘電性材料620は、2つのアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン605および605−a)を分離して、メモリ・セルを個別に選択することができることを保証することができる。第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ・アレイ600の様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。
例として、第1の誘電性材料620および第3の誘電性材料635−bは、第1のアクセス・ラインの各々を電気的に絶縁することができる。例えば第1の誘電性材料620は、第1のアクセス・ライン605を第1のアクセス・ライン605−aから1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。第3の誘電性材料635−bは、第2のアクセス・ライン610を第2のアクセス・ライン610−aから同じ方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。他の例では、第3の誘電性材料635−bは、第1のアクセス・ライン605および605−aのうちの1つまたは複数を追加の第1のアクセス・ライン(図示せず)から第2の方向(例えば「Y」方向)に絶縁することができる。したがって第1の誘電性材料610および第3の誘電性材料635−bの組合せは、共に動作して、複数のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン610および第2のアクセス・ライン610−a)が互いに電気的に絶縁されることを保証することができる。
第2の誘電性材料630および第4の誘電性材料640は、メモリ構造600を製造する方法を促進することができる。例えば図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料630および第4の誘電性材料640を含むスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1のアクセス・ラインを形成するためにエッチングすることができる。一貫性のためには、個々のエッチングは少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)に同じ寸法であることが好ましい。したがって一貫したエッチング深さを保証するために、第4の誘電性材料640をスタックに含めることができる。例えば第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)および第4の誘電性材料640は異なる材料であってもよい。したがってエッチング・プロセスの間、第3の誘電性材料を介して(例えば「Y」方向に)少なくとも1つのチャネルをエッチングすることができる。しかしながら第4の誘電性材料640が存在しているため、あるいは第4の誘電性材料640が第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)とは異なる材料であるため、第4の誘電性材料640に到達するとエッチング・プロセスを終了することができる。したがって(例えば「Y」方向に)一貫した寸法を有する複数の第2のアクセス・ラインの各々を形成することができる。
同様に、第2の誘電性材料630は、図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、メモリ構造600を製造する方法を促進することができる。上で説明したように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料630および第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)を含むスタックを形成することができ、また、複数の第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン610)を形成するためにエッチングすることができる。いくつかの例では、少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)におけるエッチング深さは、第2のアクセス・ラインを形成することができる開口(例えばビアまたは孔)をエッチング・プロセスが劣化させ得るような深さにすることができる。例えば少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)により大きい寸法を有する開口は、劣化をより受けやすいことがあり得る。したがって第2の誘電性材料630が存在することにより、エッチング・プロセスが一貫した開口をもたらし、最終的に一貫した第2のアクセス・ラインが中に形成されるよう、製造プロセスを促進することができる。
図7A〜図7Eは、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造を形成する例示的方法を示したものである。図7Aには処理ステップ700−aが描写されている。処理ステップ700−aでは、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料705、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料720、および図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料710−a、第3の誘電性材料710−b)を含むスタックを形成することができる。いくつかの例では、スタックは、図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料715をも含むことができる。いくつかの例では、スタックの少なくとも1つの面に複数のプラグ(例えば図5を参照して説明したプラグ550)を形成することができる。
図7Bには処理ステップ700−bが描写されている。処理ステップ700−bでは、第1の方向における材料の除去が生じ得る。材料を除去することにより、第1の方向(例えば「Y」方向)および第2の方向(例えば「Z」方向)に延びており、また、第1の誘電性材料705、第2の誘電性材料720、および第3の誘電性材料710−aの少なくとも一部を通って延びることができる複数のライン(例えばトレンチ)725を得ることができる。いくつかの例では、複数のライン725は、第4の誘電性材料715を通っても延びることができる。いくつかの例では、複数のライン725は、等方性エッチング技法によって形成することができる。上で説明したように、誘電性材料705は、一様なライン725の生成を容易にするために、例えば第2の誘電性材料720または第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料710−a、第3の誘電性材料710−b)とは異なる材料であってもよい。いくつかの例では、処理ステップ700−bは、複数の部分を有する第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料710−a、第3の誘電性材料710−b)をもたらすことができる。例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料720および第4の誘電性材料715と接触している第3の誘電性材料710−a)、および第2の部分(例えば第1の誘電性材料705と接触している第3の誘電性材料710−b)を含むことができる。いくつかの例では、第3の誘電性材料710−aおよび第3の誘電性材料710−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料710−bは第3の誘電性材料710−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料710−bは第3の誘電性材料710−aの後に形成することができる。
図7Cには処理ステップ700−cが描写されている。処理ステップ700−cでは、第2の方向における材料の除去が生じ得る。材料を除去することにより、第2の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」)に延びており、また、第1の誘電性材料705の少なくとも一部を通って延びることができる複数のライン730を得ることができる。材料のこの除去は、1つまたは複数の第1のアクセス・ライン(例えば図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205)のためのプレースホルダーを形成する役割を果たすことができる。いくつかの例では、複数のライン730は、選択的等方性エッチング技法によって形成することができる。
図7Dには処理ステップ700−dが描写されている。処理ステップ700−dでは、複数の第1のアクセス・ライン735を形成することができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ライン735は、導電性材料を堆積させ、引き続いてライン725を等方エッチングすることによって形成することができる。処理ステップ700−dは、第1の誘電性材料705と接触している複数の第1のアクセス・ライン735を形成する例であってもよい。いくつかの例では、第1のアクセス・ライン735は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205の例であってもよく、また、第1の誘電性材料705と接触することができる。追加または別法として、第1のアクセス・ラインの各々は、(例えば処理ステップ700−bの間に生成された)複数のライン725のうちの1つと接触することができる。第1のアクセス・ライン735は、導電性材料から形成することができる。
図7Eには処理ステップ700−eが描写されている。処理ステップ700−eでは、自己選択材料740を堆積させることができる。いくつかの例では、自己選択メモリ740は、図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215の例であってもよい。いくつかの例では、自己選択メモリ740の堆積は、複数の第2のアクセス・ライン745の少なくとも一部と接触している複数のメモリ・セルを形成するための自己選択メモリ740の堆積の例であってもよく、複数の第2のアクセス・ライン745は自己選択メモリ740と接触している。したがって複数の第2のアクセス・ライン745は、自己選択メモリ740を堆積させた後に形成することができる。複数の第2のアクセス・ライン745は、例えばライン725に導電性材料を充填することによって形成することができる。導電性材料は、次に、少なくとも1つの方向(例えば「Z」方向)に沿って、電気的に絶縁されたラインにパターン化することができる。このようなパターン化操作の間、導電性材料を選択的に除去して、誘電性材料(図示せず)と置き換えることができる。いくつかの例では、複数の第2のアクセス・ライン745は、図2Aを参照して説明した第2のアクセス・ライン210の例であってもよく、また、自己選択メモリ740と接触することができる。追加または別法として、例えば第2のアクセス・ライン745のうちの1つまたは複数の部分をエッチングして、1つまたは複数の絶縁領域(例えば図5を参照して説明した絶縁領域545)を生成することができ、また、複数のプラグ(例えば図5を参照して説明したプラグ550)のうちの1つまたは複数を第2のアクセス・ライン745の第1の端部と接触させて形成することができる。いくつかの例では、絶縁領域は、導電性材料(例えば第2のアクセス・ライン745)を少なくとも1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。
図8A〜図8Eは、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造を形成する例示的方法を示したものである。図8Aには処理ステップ800−aが描写されている。処理ステップ800−aでは、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料805、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料820、および図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料810−a、第3の誘電性材料810−b)を含むスタックを形成することができる。いくつかの例では、スタックは、図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料815をも含むことができる。いくつかの例では、スタックの少なくとも1つの面に複数のプラグ(例えば図5を参照して説明したプラグ550)を形成することができる。
図8Bには処理ステップ800−bが描写されている。処理ステップ800−bでは、第1の方向における材料の除去が生じ得る。材料を除去することにより、第1の方向(例えば「Y」方向)および第2の方向(例えば「Z」方向)に延びており、また、第1の誘電性材料805、第2の誘電性材料820、および第3の誘電性材料810−aの少なくとも一部を通って延びることができる複数のライン(例えばトレンチ)825を得ることができる。いくつかの例では、複数のライン825は、第4の誘電性材料815を通っても延びることができる。いくつかの例では、複数のライン825は、等方性エッチング技法によって形成することができる。上で説明したように、誘電性材料805は、一様なライン825の生成を容易にするために、例えば第2の誘電性材料820または第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料810−a、第3の誘電性材料810−b)とは異なる材料であってもよい。第1の方向における材料除去の後、第2の方向における材料の除去が生じ得る。材料を除去することにより、第2の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」)に延びており、また、第1の誘電性材料805の少なくとも一部を通って延びることができる複数のライン830を得ることができる。材料のこの除去は、1つまたは複数の第1のアクセス・ライン(例えば図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205)のためのプレースホルダーを形成する役割を果たすことができる。いくつかの例では、処理ステップ800−bは、複数の部分を有する第3の誘電性材料をもたらすことができる。例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料820および第4の誘電性材料815と接触している第3の誘電性材料810−a)、および第2の部分(例えば第1の誘電性材料805と接触している第3の誘電性材料810−b)を含むことができる。いくつかの例では、第3の誘電性材料810−aおよび第3の誘電性材料810−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料810−bは第3の誘電性材料810−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料810−bは第3の誘電性材料810−aの後に形成することができる。いくつかの例では、複数のライン830は、選択的等方性エッチング技法によって形成することができる。
図8Cには処理ステップ800−cが描写されている。処理ステップ800−cでは、複数の第1のアクセス・ライン835を形成することができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ライン835は、導電性材料を堆積させ、引き続いてライン825を等方エッチングすることによって形成することができる。処理ステップ800−cは、第1の誘電性材料805と接触している複数の第1のアクセス・ライン835を形成する例であってもよい。いくつかの例では、第1のアクセス・ライン835は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205の例であってもよく、また、第1の誘電性材料805と接触することができる。追加または別法として、第1のアクセス・ラインの各々は、(例えば処理ステップ700−bの間に生成された)複数のライン825のうちの1つと接触することができる。第1のアクセス・ライン835は、導電性材料から形成することができる。
図8Dには処理ステップ800−dが描写されている。処理ステップ800−dでは、最初に複数の離散自己選択材料セグメント840を堆積させることができる。いくつかの例では、自己選択メモリ・セグメント840は、図3を参照して説明した自己選択メモリ・セグメント315の例であってもよい。いくつかの例では、これは、複数の第1のアクセス・ライン835と結合された複数の離散自己選択メモリ・セグメント840を形成する例であってもよい。
図8Eには処理ステップ800−eが描写されている。処理ステップ800−eは、複数の離散自己選択メモリ・セグメント840の各々と結合される複数の第2のアクセス・ライン845の形成を描写することができる。いくつかの例では、複数の離散自己選択メモリ・セグメント840の各々は、複数の第2のアクセス・ライン845のうちの第1のアクセス・ラインの第1の面と、複数の第2のアクセス・ライン845のうちの第2のアクセス・ラインの第2の面の間に配置することができる。追加または別法として、例えば第2のアクセス・ライン845のうちの1つまたは複数の部分をエッチングして、1つまたは複数の絶縁領域(例えば図5を参照して説明した絶縁領域545)を生成することができ、また、複数のプラグ(例えば図5を参照して説明したプラグ550)のうちの1つまたは複数を第2のアクセス・ライン845の第1の端部と接触させて形成することができる。いくつかの例では、絶縁領域は、導電性材料(例えば第2のアクセス・ライン845)を少なくとも1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。
図9は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイをサポートするデバイス905を含むシステム900の図を示したものである。デバイス905は、例えば図2を参照して上で説明したメモリ構造200の構成要素の例であってもよく、あるいはこれらの構成要素を含むことができる。デバイス905は、メモリ・コントローラ915、メモリ・セル920、基本入出力システム(BIOS)構成要素925、プロセッサ930、入出力コントローラ935および周辺構成要素940を含む、通信を送信および受信するための構成要素を含む、双方向音声およびデータ通信のための構成要素を含むことができる。これらの構成要素は、1つまたは複数のバス(例えばバス910)を介して電子連通することができる。
メモリ・コントローラ915は、本明細書において説明されている1つまたは複数のメモリ・セルを動作させることができる。詳細には、メモリ・コントローラ915は、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイをサポートするように構成することができる。場合によっては、メモリ・コントローラ915は、本明細書において説明されている行デコーダ、列デコーダまたは両方(図示せず)を含むことができる。
メモリ・セル920は、本明細書において説明されている情報を記憶することができる(すなわち論理状態の形で)。
BIOS構成要素925は、様々なハードウェア構成要素を初期化し、かつ、実行することができるファームウェアとして操作されるBIOSを含むソフトウェア構成要素である。また、BIOS構成要素925は、プロセッサと様々な他の構成要素、例えば周辺構成要素、入出力制御構成要素などとの間のデータ・フローをも管理することができる。BIOS構成要素925は、読出し専用メモリ(ROM)、フラッシュ・メモリまたは任意の他の不揮発性メモリに記憶されたプログラムまたはソフトウェアを含むことができる。
プロセッサ930は、インテリジェント・ハードウェア・デバイス(例えば汎用プロセッサ、DSP、中央演算処理装置(CPU)、マイクロコントローラ、ASIC、FPGA、プログラマブル・ロジック・デバイス、離散ゲートまたはトランジスタ・ロジック構成要素、離散ハードウェア構成要素、またはそれらの任意の組合せ)を含むことができる。場合によっては、プロセッサ930は、メモリ・コントローラを使用してメモリ・アレイを動作させるように構成することができる。他の場合には、メモリ・コントローラはプロセッサ930の中に統合することができる。プロセッサ930は、メモリに記憶されているコンピュータ可読命令を実行して、様々な機能(例えば水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイをサポートする機能またはタスク)を実施するように構成することができる。
入出力コントローラ935は、デバイス905に対する入力信号および出力信号を管理することができる。また、入出力コントローラ935は、デバイス905の中に統合されない周辺機器をも管理することができる。場合によっては、入出力コントローラ935は、外部周辺機器に対する物理的接続またはポートを表すことができる。場合によっては、入出力コントローラ935は、iOS(登録商標)、ANDROID(登録商標)、MS−DOS(登録商標)、MS−WINDOWS(登録商標)、OS/2(登録商標)、UNIX(登録商標)、LINUX(登録商標)、または別の知られているオペレーティング・システムなどのオペレーティング・システムを利用することができる。他の場合には、入出力コントローラ935は、モデム、キーボード、マウス、タッチスクリーンまたは同様のデバイスを表すことができ、あるいはこれらと対話する(interact)ことができる。場合によっては、入出力コントローラ935は、プロセッサの一部として実施することができる。場合によっては、ユーザは、入出力コントローラ935を介して、あるいは入出力コントローラ935によって制御されるハードウェア構成要素を介してデバイス905と対話することができる。
周辺構成要素940は、このようなデバイスのための任意の入力または出力デバイス、あるいはインタフェースを含むことができる。例として、ディスク・コントローラ、音声コントローラ、グラフィックス・コントローラ、イーサネット・コントローラ、モデム、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)コントローラ、シリアルまたはパラレル・ポート、あるいは周辺構成要素相互接続(PCI)またはアクセラレーテッド・グラフィックス・ポート(AGP)スロットなどの周辺カード・スロットを含むことができる。
入力945は、デバイス905またはその構成要素に入力を提供する、デバイス905の外部のデバイスまたは信号を表すことができる。これは、ユーザ・インタフェース、または他のデバイスとの、もしくは他のデバイス間のインタフェースを含むことができる。場合によっては、入力945は入出力コントローラ935によって管理することができ、また、周辺構成要素940を介してデバイス905と相互作用する(interact)ことができる。
また、出力950は、デバイス905またはその任意の構成要素から出力を受け取るように構成された、デバイス905の外部のデバイスまたは信号をも表すことができる。出力950の例として、ディスプレイ、音声スピーカ、印刷デバイス、別のプロセッサまたは印刷回路基板などを含むことができる。場合によっては、出力950は、周辺構成要素940を介してデバイス905とインタフェースする周辺素子であってもよい。場合によっては、出力950は入出力コントローラ935によって管理することができる。
デバイス905の構成要素は、それらの機能を実施するように設計された回路を含むことができる。これは、本明細書において説明されている機能を実施するように構成された様々な回路素子、例えば導電性ライン、トランジスタ、コンデンサ、インダクタ、抵抗、増幅器、または他の能動素子または選択されていない素子を含むことができる。デバイス905は、コンピュータ、サーバ、ラップトップ・コンピュータ、ノートブック・コンピュータ、タブレット・コンピュータ、携帯電話、ウェアラブル電子デバイス、パーソナル電子デバイスなどであってもよい。あるいはデバイス905は、このようなデバイスの一部または態様であってもよい。
図10は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法1000を示すフローチャートを示したものである。方法1000の操作は、例えば図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して本明細書において説明されている方法によって実施することができる。
1005で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成することができる。1005の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1005の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1010で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、第1の方向における材料の除去が生じ得る。1010の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができ、また、例えば等方性エッチング技法を使用して実施することができる。特定の例では、1010の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1015で、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、第2の方向における材料の除去が生じ得る。1015の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1015の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1020で、第1の誘電性材料と接触している複数の第1のアクセス・ラインを形成することができる。1020の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1020の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1025で、自己選択メモリと接触している複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部と接触している複数のメモリ・セルを形成するために自己選択材料の堆積が生じ得る。複数の第2のアクセス・ラインは、例えば1つまたは複数のライン(例えばトレンチ)に導電性材料を充填することによって形成することができる。導電性材料は、次に、少なくとも1つの方向(例えば「Z」方向)に沿って、電気的に絶縁されたラインにパターン化することができる。このようなパターン化操作の間、導電性材料を選択的に除去して、誘電性材料と置き換えることができる。1025の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1025の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
図11は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法1100を示すフローチャートを示したものである。方法1100の操作は、例えば図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して本明細書において説明されている方法によって実施することができる。
1105で、複数のプラグを形成することができる。複数のプラグは、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成する(例えば1110)前に形成することができる。いくつかの例では、複数のプラグの各々の第1の端部は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触することができる。1105の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1105の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1110で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成することができる。1110の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1105の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1115で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、第1の方向における材料の除去が生じ得る。1115の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1115の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1120で、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、第2の方向における材料の除去が生じ得る。1120の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1120の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1125で、第1の誘電性材料と接触している複数の第1のアクセス・ラインを形成することができる。1125の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1125の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1130で、自己選択メモリと接触している複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部と接触している複数のメモリ・セルを形成するために自己選択材料を堆積させることができる。1130の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1130の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1135で、第1の方向における複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部の除去が生じ得る。1135の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1135の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1140で、複数のプラグを形成することができる。いくつかの例では、複数のプラグの各々の第1の端部は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触することができる。1140の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1140の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
いくつかの例では、形成の方法は、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成するステップをも含むことができる。場合によっては、形成の方法は、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、材料を第2の方向に除去するステップを含むことができる。形成の方法は、第1の誘電性材料と接触している複数の第1のアクセス・ラインを形成するステップを含むことができる。
いくつかの例では、形成の方法は、自己選択メモリと接触している複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部と接触している複数のメモリ・セルを形成するために自己選択材料を堆積させるステップを含むことができる。いくつかの例では、自己選択メモリはカルコゲニドを含むことができる。他の例では、形成の方法は、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、材料を第1の方向に除去するステップを含むことができる。また、形成の方法は、複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部を第1の方向に除去するステップをも含むことができる。
追加または別法として、例えば形成の方法は、第2の複数のプラグをスタック中に形成するステップを含むことができ、第2の複数のプラグの各々の第1の端部は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第1の端部と接触する。第1の複数のラインのうちの少なくとも1つは、第1の複数のラインのうちの別のラインより広い幅を含むことができる。他の場合には、第1の誘電性材料および第2の誘電性材料は同じ材料であってもよい。いくつかの例では、形成の方法は、複数のプラグをスタック中に形成するステップをも含むことができ、複数のプラグの各々の第1の端部は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触する。他の例では、複数の第2のアクセス・ラインは、例えば1つまたは複数のライン(例えばトレンチ)に導電性材料を充填することによって形成することができる。導電性材料は、次に、少なくとも1つの方向(例えば「Z」方向)に沿って、電気的に絶縁されたラインにパターン化することができる。このようなパターン化操作の間、導電性材料を選択的に除去して、誘電性材料と置き換えることができる。
図12は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法1200を示すフローチャートを示したものである。方法1200の操作は、例えば図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して本明細書において説明されている方法によって実施することができる。
1205で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成することができる。1205の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1205の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1210で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、第1の方向における材料の除去が生じ得る。1210の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1210の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1215で、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、第2の方向における材料の除去が生じ得る。1215の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1215の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1220で、第1の誘電性材料と結合される複数の第1のアクセス・ラインを形成することができる。1220の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1220の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1225で、複数の第1のアクセス・ラインと結合される複数の離散自己選択材料セグメントを形成することができる。1225の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1225の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1230で、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々と結合される複数の第2のアクセス・ラインを形成することができ、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインの第1の面と、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインの第2の面の間に配置される。複数の第2のアクセス・ラインは、例えば1つまたは複数のライン(例えばトレンチ)に導電性材料を充填することによって形成することができる。導電性材料は、次に、少なくとも1つの方向(例えば「Z」方向)に沿って、電気的に絶縁されたラインにパターン化することができる。このようなパターン化操作の間、導電性材料を選択的に除去して、誘電性材料と置き換えることができる。1230の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1230の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
図13は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法1300を示すフローチャートを示したものである。方法1300の操作は、例えば図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して本明細書において説明されている方法によって実施することができる。
1305で、第1の複数のプラグを形成することができる。いくつかの例では、第1の複数のプラグの各々は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第1の面と接触することができる。1305の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1310の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1310で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成することができる。1310の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1305の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1315で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、第1の方向における材料の除去が生じ得る。1315の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1315の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1320で、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、第2の方向における材料の除去が生じ得る。1320の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1320の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1325で、第1の誘電性材料と結合される複数の第1のアクセス・ラインを形成することができる。1325の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1325の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1330で、複数の第1のアクセス・ラインと結合される複数の離散自己選択材料セグメントを形成することができる。1330の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1330の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1335で、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々と結合される複数の第2のアクセス・ラインを形成することができる。いくつかの例では、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインの第1の面と、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインの第2の面の間に配置することができる。1335の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1335の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1340で、複数の第2のアクセス・ラインの一部を第1の方向に除去することができる。1340の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1340の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1345で、第2の複数のプラグを形成することができる。いくつかの例では、第2の複数のプラグの各々は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触することができる。1345の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1345の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
いくつかの例では、形成の方法は、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成するステップを含むことができる。場合によっては、複数の離散自己選択メモリ・セグメントのうちの少なくともいくつかはカルコゲニドを含むことができる。他の例では、形成の方法は、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、材料を第2の方向に除去するステップを含むことができる。また、形成の方法は、第1の誘電性材料と結合される複数の第1のアクセス・ラインを形成するステップをも含むことができる。
場合によっては、形成の方法は、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々と結合される複数の第2のアクセス・ラインを形成するステップを含むことができ、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインの第1の面と、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインの第2の面の間に配置される。場合によっては、複数の離散自己選択メモリ・セグメントのうちの少なくともいくつかはカルコゲニドを含む。追加または別法として、例えば形成の方法は、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、材料を第1の方向に除去するステップを含むことができる。場合によっては、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料は異なる材料を含む。
他の場合には、形成の方法は、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、材料を第2の方向に除去するステップを含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は異なる材料を含む。他の例では、材料を第2の方向に除去した後の第1の誘電性材料の幅は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの少なくとも1つの幅より広い。追加または別法として、形成の方法は、第1の複数のプラグおよび第2の複数のプラグをスタック中に形成するステップを含むことができ、第1の複数のプラグの各々は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第1の端部と接触し、また、第2の複数のプラグの各々は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触する。場合によっては、第1の複数のラインのうちの少なくとも1つは、第1の複数のラインのうちの別のラインより広い幅を含む。場合によっては、第1の誘電性材料および第2の誘電性材料は同じ材料である。
上で説明した方法は、可能な実施態様を記述したものであること、また、操作およびステップは並べ替えることができ、さもなければ修正することができること、また、他の実施態様が可能であることに留意されたい。さらに、方法の2つ以上から例を組み合わせることができる。
本明細書において説明されている情報および信号は、任意の様々な異なる技術および技法を使用して表すことができる。例えば上記の説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができる。いくつかの図面は、信号を単一の信号として示し得るが、信号は信号のバスを表すことができ、バスは様々なビット幅を有することができることは当業者には理解されよう。
「電子連通(electronic communication)」および「結合された」という用語は、構成要素間の電子流をサポートする構成要素間の関係を意味している。これには、構成要素間の直接接続を含むことができ、あるいは中間構成要素を含むことができる。電子連通している構成要素、あるいは互いに結合された構成要素は、(例えば通電された回路で)電子または信号を能動的に交換することができ、あるいは(例えば通電されていない回路で)電子または信号を能動的に交換しなくてもよいが、回路が通電されると、電子または信号を交換するように構成することができ、また、そのように動作させることができる。一例として、スイッチ(例えばトランジスタ)を介して物理的に接続された2つの構成要素は、スイッチの状態(すなわち開または閉)に無関係に、電子連通しているか、または結合することができる。
本明細書において使用されている「層」という用語は、幾何学的構造の層状構造またはシートを意味している。個々の層は三次元(例えば高さ、幅および深さ)を有することができ、また、表面の一部またはすべてを覆うことができる。例えば層は、2つの寸法が第3の寸法より大きい三次元構造であってもよく、例えば薄膜であってもよい。層は異なる素子、構成要素および/または材料を含むことができる。場合によっては、1つの層は2つ以上の副層から構成されていてもよい。添付の図のうちのいくつかは、三次元層のうちの二次元が例証のために描写されている。しかしながら層は実際には三次元であることが当業者には認識されよう。
本明細書において使用されているように、「実質的に」という用語は、修飾された特徴(例えば実質的にという用語によって修飾された動詞または形容詞)は絶対的である必要はないが、特徴の利点を達成するために十分に近いことを意味している。
カルコゲニド材料は、元素S、SeおよびTeのうちの少なくとも1つを含む材料または合金であってもよい。本明細書において考察されている相変化材料はカルコゲニド材料であってもよい。カルコゲニド材料は、S、Se、Te、Ge、As、Al、Sb、Au、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ビスマス(Bi)、パラジウム(Pd)、コバルト(Co)、酸素(O)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)の合金を含むことができる。例示的カルコゲニド材料および合金は、それらに限定されないが、Ge−Te、In−Se、Sb−Te、Ga−Sb、In−Sb、As−Te、Al−Te、Ge−Sb−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またはGe−Te−Sn−Ptを含むことができる。本明細書において使用されているように、ハイフンでつながれた化学組成表示は、特定の化合物または合金に含まれている元素を示し、示されている元素を含むすべての化学量論を表すことが意図されている。例えばGe−TeはGeTeを含むことができ、xおよびyは任意の正の整数であってもよい。可変抵抗材料の他の例は、2つ以上の金属、例えば遷移金属、アルカリ土類金属および/または希土類金属を含む二元金属酸化物材料または混合原子価酸化物を含むことができる。例は、メモリ・セルのメモリ素子と関連する1つまたは複数の特定の可変抵抗材料に限定されない。例えば可変抵抗材料の他の例を使用してメモリ素子を形成することができ、また、とりわけカルコゲニド材料、巨大磁気抵抗材料またはポリマー系材料を含むことができる。
本明細書において考察されている、メモリ・アレイ100を含むデバイスは、ケイ素、ゲルマニウム、ケイ素・ゲルマニウム合金、ガリウムヒ素、窒化ガリウムなどの半導体基板上に形成することができる。場合によっては、基板は半導体ウェーハである。他の場合には、基板は、シリコン・オン・ガラス(SOG)またはシリコン・オン・サファイア(SOP)などのシリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板、または別の基板上の半導体材料のエピタキシャル層であってもよい。基板または基板のサブ領域の導電性は、それらに限定されないが、リン、ホウ素またはヒ素を含む様々な化学種を使用したドーピングによって制御することができる。ドーピングは、イオン注入によって、または任意の他のドーピング手段によって、基板の初期形成または成長中に実施することができる。
本明細書において考察されている1つまたは複数のトランジスタは電界効果トランジスタ(FET)を表すことができ、また、ソース、ドレインおよびゲートを含む3端子デバイスを含むことができる。端子は、導電性材料、例えば金属を介して他の電子素子に接続することができる。ソースおよびドレインは導電性であってもよく、また、高濃度にドープされた、例えば縮退半導体領域を含むことができる。ソースおよびドレインは、低濃度にドープされた半導体領域またはチャネルによって分離することができる。チャネルがnタイプ(すなわち大部分の担体が電子である)場合、FETはnタイプFETと呼ぶことができる。チャネルがpタイプ(すなわち大部分の担体が正孔である)場合、FETはpタイプFETと呼ぶことができる。チャネルは、絶縁ゲート酸化物によって蓋をすることができる。チャネルの導電性は、ゲートに電圧を印加することによって制御することができる。例えば正の電圧または負の電圧をそれぞれnタイプFETまたはpタイプFETに印加することにより、チャネルを導電性にすることができる。トランジスタの閾値電圧より大きいか、あるいは閾値電圧に等しい電圧がトランジスタ・ゲートに印加されると、トランジスタを「オン」すなわち「活性化させる」ことができる。トランジスタの閾値電圧未満の電圧がトランジスタ・ゲートに印加されると、トランジスタを「オフ」すなわち「非活性化させる」ことができる。
添付の図面に関連して本明細書において示されている説明は、例示的構成を記述したものであり、実施することができ、あるいは特許請求の範囲内であるすべての例を表しているわけではない。本明細書において使用されている「例示的」という用語は、「例、実例または例証して働く」ことを意味しており、「好ましい」ものでも、あるいは「他の例より有利な」ものでもない。詳細な説明は、説明されている技法の理解を提供する目的で特定の詳細を含む。しかしながらこれらの技法は、これらの特定の詳細がなくても実践することができる。いくつかの実例では、よく知られている構造およびデバイスは、説明されている例の概念を曖昧にすることを回避するために、ブロック図の形態で示されている。
添付の図では、同様の構成要素または特徴は、同じ参照符号を有することができる。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、参照符号の後に、ダッシュおよび同様の構成要素の間を区別する第2の符号を伴うことによって区別することができる。第1の参照符号のみが本明細書において使用されている場合、説明は、第2の参照符号には無関係に同じ第1の参照符号を有する同様の構成要素のうちのいずれか1つに適用することができる。
本明細書において説明されている情報および信号は、任意の様々な異なる技術および技法を使用して表すことができる。例えば上記の説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができる。
本明細書において説明されている機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの任意の組合せの中で実施することができる。プロセッサによって実行されるソフトウェアの中で実施される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上で1つまたは複数の命令またはコードとして記憶することができ、あるいは伝送することができる。他の例および実施態様は、本開示および添付の特許請求の範囲の範囲内である。例えばソフトウェアの性質により、上で説明した機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハード配線、またはこれらのうちのいずれかの組合せを使用して実施することができる。また、機能を実施する特徴は、機能の一部が異なる物理的位置で実施されるよう、分散されていることを含む、様々な位置に物理的に配置することができる。また、特許請求の範囲を含む本明細書において使用されているように、アイテムのリスト(例えば「のうちの少なくとも1つ」または「のうちの1つまたは複数」などの語句が先行するアイテムのリスト)の中で使用されている「または」は、例えばA、BまたはCのうちの少なくとも1つのリストが、AまたはBまたはCまたはABまたはACまたはBCまたはABC(すなわちAおよびBおよびC)を意味するよう、包括的リストを示している。また、本明細書において使用されているように、「基づく」という語句は、特定のセットの条件を参照するものとして解釈してはならない。例えば「条件Aに基づく」として説明されている例示的ステップは、本開示の範囲を逸脱することなく、条件Aおよび条件Bの両方に基づくことができる。言い換えると、本明細書において使用されているように、「基づく」という語句は、「少なくとも部分的に基づく」という語句と同じ方法で解釈されるべきである。
本明細書における説明は、当業者による本開示の構築または使用を可能にするために提供されたものである。本開示に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり、また、本明細書において定義されている一般的な原理は、本開示の範囲を逸脱することなく他の変形形態に加えることができる。したがって本開示は、本明細書において説明されている例および設計に限定されず、本明細書において開示されている原理および新規な特徴と一貫した最も広義の範囲と一致するものとする。
本特許出願は、2018年3月19日出願の「SELF−SELECTING MEMORY ARRAY WITH HORIZONTAL ACCESS LINES」という名称の、Fratin他による米国特許出願第15/925,536号の優先権を主張する、2019年2月22日出願の「SELF−SELECTING MEMORY ARRAY WITH HORIZONTAL ACCESS LINES」という名称の、Fratin他によるPCT出願番号PCT/US2019/019126の優先権を主張するものであり、その各々は本出願の譲受人に譲渡され、かつその各々は参照によりその全体が明確に本明細書に組み込まれる
以下は、一般にメモリ・アレイの形成に関し、より詳細には水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイに関する。
メモリ・デバイスは、コンピュータ、無線通信デバイス、カメラ、デジタル・ディスプレイなどの様々な電子デバイスに情報を記憶するために幅広く使用されている。情報は、メモリ・デバイスの異なる状態をプログラミングすることによって記憶される。例えば二値デバイスは、論理「1」または論理「0」によって表されることがしばしばである2つの状態を有している。他のシステムでは、3つ以上の状態を記憶することが可能である。記憶された情報にアクセスするために、電子デバイスの構成要素は、メモリ・デバイス内の記憶されている状態を読み出し、あるいは感知することができる。情報を記憶するために、電子デバイスの構成要素は、状態をメモリ・デバイス内に書き込み、あるいはプログラミングすることができる。
磁気ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、読出し専用メモリ(ROM)、ダイナミックRAM(DRAM)、同期ダイナミックRAM(SDRAM)、強誘電RAM(FeRAM)、磁気RAM(MRAM)、抵抗性RAM(RRAM)、フラッシュ・メモリ、位相変化メモリ(PCM)、およびその他を含む様々なタイプのメモリ・デバイスが存在している。メモリ・デバイスは揮発性または不揮発性であってもよい。不揮発性メモリ、例えばFeRAMは、外部電源がない場合であっても、それらの記憶された論理状態を長期間にわたって維持することができる。揮発性メモリ・デバイス、例えばDRAMは、外部電源によってそれらが周期的にリフレッシュされない限り、それらの記憶された状態を時間の経過と共に失うことがあり得る。FeRAMは、揮発性メモリと同様のデバイス・アーキテクチャを使用することができるが、記憶デバイスとして強誘電コンデンサを使用しているため、不揮発性特性を有することも可能である。したがってFeRAMデバイスは、他の不揮発性および揮発性メモリ・デバイスと比較すると、改善された性能を有することができる。
メモリ・デバイスの改良は、一般に、様々な評価基準の中でも、とりわけ、メモリ・セル密度を高くすること、読出し/書込み速度を速くすること、信頼性を高くすること、データの保持を強化すること、電力消費を少なくすること、または製造コストを低減することを含み得る。ビット・ラインが複数のワード・ラインと結合されているため、アクセス動作は、隣接する選択されたメモリ・セルと選択されていないメモリ・セルの間の電圧伝達をもたらすことになり得る。このような移動は、メモリ・セルの後続する読出しに対する信頼性が低下することになり、また、いくつかの実例ではデータを失うことになり得る。
本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリをサポートするメモリ・アレイの例を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む例示的自己選択メモリ・アレイを示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを含む自己選択メモリ・アレイを形成する例示的方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイをサポートするメモリ・アレイを含むシステムのブロック図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法を示す図である。 本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法を示す図である。
選択されたメモリ・セルおよび選択されていないメモリ・セルは、セル・グループ間の電圧伝達を受けやすいことがあり得る。したがってアクセス動作は望ましくない電圧伝達の原因になることがあり、メモリ・セルの記憶されている論理状態を読み出す際の信頼性の低下を招くことになり得る。いくつかの例では、電圧伝達は、1つまたは複数のメモリ・セルの完全な、または部分的なデータ損失の原因になり得る。したがって隣接する選択されたセルと選択されていないセルの間の電圧伝達を防止するか、あるいは最小にするアーキテクチャにより、アクセス動作(例えば読出し動作)中の信頼性を高くすることを可能にし、また、メモリ・セルのデータ損失を防止することができる。
第1の例では、メモリ・アレイは、異なる方向に延びている複数の第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインを含むことができる。アクセス・ラインは、交差して、複数のメモリ・セルを含む三次元メモリ・アレイをもたらすことができる。メモリ・セルは、個々の交点に(例えば第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインの交点に)配置することができ(例えば交点に直接にまたは交点に隣接して)、また、場合によってはそれぞれ自己選択材料を含むことができる。例えば第1のメモリ・セルは、第1の複数のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインの交点にまたは交点に隣接して存在し得る。また、第2のメモリ・セルは、第1のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインの交点に存在し得る。上で説明したように、メモリ・セルの各々は自己選択メモリを含むことができる。言い換えると、個々のメモリ・セルの自己選択メモリは、ラインの交点(例えば第1のアクセス・ラインと第2のアクセス・ラインの交点)で個々のアクセス・ラインと接触することができ、また、個々のメモリ・セルに関連するアクセス動作(例えば個々のメモリ・セルからの読出し、および個々のメモリ・セルへの書込み)に影響を及ぼす特定の抵抗特性を持つことができる。
いくつかの例では、誘電性材料が第1の複数のメモリ・セルのうちの少なくとも第1のメモリ・セルおよび第2の複数のメモリ・セルのうちの第2のメモリ・セルを少なくとも1つの方向(例えば水平方向)に分離することができる。メモリ・セル間に誘電性材料を含むことにより、個々のメモリ・セルは、1つの第1のアクセス・ラインおよび1つの第2のアクセス・ラインと接触することができる。言い換えると、単一のワード・ライン(例えば第2のアクセス・ライン)および単一のデジット・ライン(例えば第1のアクセス・ライン)を活性化させることによって厳密に1つのメモリ・セルを選択することができる。したがって誘電性材料が存在することにより、さもなければ共有アクセス・ラインを介して連通されることになる異なるメモリ・セル(例えば異なる複数のメモリ・セルの一部として含まれている)を絶縁することができる。
他の例では、メモリ・アレイを形成することができる。メモリ・アレイは、最初に、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むことができる材料の三次元スタックを形成することによって形成することができる。誘電性材料は、第1の誘電性材料がスタックの第1の面(例えば頂部)に配置され、また、第3の誘電性材料がスタックの第2の面(例えば底部)に配置されるように形成することができる(例えば層状にすることができる)。次に、少なくとも第1の誘電性材料および第2の誘電性材料を介して第1の方向(例えば「Y」方向)にエッチングされた複数のラインをもたらす第1の材料除去プロセスが生じ得る。引き続いて、第1の誘電性材料を介して第2の方向(例えば図7Cのように、描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)にエッチングされた複数のラインをもたらす第2の材料除去プロセスが生じ得る。これは、スタック中にエッチングされた直交ライン(例えばチャネル)をもたらすことになる。
いくつかの例では、アクセス・ライン(例えば上で説明した第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ライン)は、直交ライン内に形成することができる。例えば第1の誘電性材料の残りの部分と接触する第1の複数のアクセス・ラインを形成することができる。自己選択材料は、複数のメモリ・セルを形成するために、第1の複数のアクセス・ラインが形成された後に堆積させることができる。引き続いて、自己選択メモリと接触する複数の第2のアクセス・ラインを形成することができる。上で説明したアーキテクチャと同様、このような方法でメモリ・アレイを形成することにより、単一のワード・ライン(例えば第2のアクセス・ライン)と単一のデジット・ライン(例えば第1のアクセス・ライン)の交点に配置された1つのメモリ・セルを得ることができる。したがって誘電性材料が存在することにより、さもなければ共有アクセス・ラインを介して連通されることになる他の全く異なるメモリ・セル(例えば異なるグループまたは複数のメモリ・セルの一部として含まれている)を絶縁することができる。
上で広義に紹介した本開示の他の特徴については、以下で、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリをサポートするメモリ・アレイの文脈で説明される。本開示のこれらおよび他の特徴は、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリに関連する装置図、システム図、形成の方法図およびフローチャートによってさらに例証され、また、それらを参照して説明される。
図1は、本開示の例による、水平方向のアクセス・ラインを有する自己選択メモリをサポートする例示的メモリ・アレイ100を示したものである。メモリ・アレイ100は、メモリ・デバイスまたは電子メモリ装置と呼ぶことも可能である。メモリ・アレイ100は、異なる状態を記憶するようにプログラム可能なメモリ・セル105を含む。いくつかの例では、メモリ・セル105は自己選択メモリ・セルであってもよい。個々のメモリ・セル105は、論理0および論理1として表される2つの状態を記憶するようにプログラム可能であってもよい。場合によっては、メモリ・セル105は、3つ以上の論理状態を記憶するように構成することができる。
メモリ・セル105は、論理状態を表す、可変で、かつ、構成可能な電気抵抗(例えば可変で、かつ、構成可能な閾値電圧)を有するメモリ素子、メモリ記憶素子または自己選択メモリ記憶素子と呼ぶことができる材料を含むことができる。例えば結晶原子構成または非結晶原子構成を有する材料は異なる電気抵抗を有することができる。結晶状態は小さい電気抵抗を有することができ、また、場合によっては「セット」状態と呼ぶことができる。非結晶状態は大きい電気抵抗を有することができ、また、「リセット」状態と呼ぶことができる。したがってメモリ・セル105に印加される電圧は、材料が結晶状態であるか、あるいは非結晶状態であるかどうかに応じて異なる電流をもたらすことができ、また、結果として得られる電流の大きさを使用して、メモリ・セル105によって記憶されている論理状態を決定することができる。
場合によっては、異なる内部状態を閾値電圧、すなわち閾値電圧を超えた後の電流と関連付けることができる。例えば自己選択メモリは、異なるプログラム状態間におけるメモリ・セルの閾値電圧の差を大きくすることができる。したがって印加電圧が閾値電圧未満である場合、メモリ素子が非結晶(例えばリセット)状態であれば電流は流れ得ず、メモリ素子が結晶(例えばセット)状態であれば、メモリ素子は異なる閾値電圧を有することができ、したがって印加電圧に応答して電流が流れ得る。いくつかの例では、セット状態(例えば低い閾値電圧を有している)のメモリ素子は結晶状態ではあり得ず、むしろ非結晶状態であり得る。
自己選択メモリ素子を有するメモリ・セル105をプログラミングするために、極性が異なるプログラミング・パルスをメモリ・セル105に印加することができる。例えば論理「1」状態をプログラミングするために第1の極性を与えることができ、また、論理「0」状態をプログラミングするために第2の極性を与えることができる。第1の極性および第2の極性は逆極性であってもよい。自己選択メモリ記憶素子を有するメモリ・セル105を読み出すために、メモリ・セル105の両端間に電圧を印加することができ、それによって得られる電流、または電流が流れ始める閾値電圧は、論理「1」または論理「0」状態を表すことができる。メモリ記憶素子のいずれか一方の端部における電荷、イオンおよび/または素子の混み合いは、導電性特性に影響を及ぼし、したがって閾値電圧に影響を及ぼし得る。いくつかの例では、セルの閾値電圧は、セルをプログラミングするために使用される極性に依存し得る。例えば1つの極性でプログラミングされた自己選択メモリ・セルは特定の抵抗特性を有することができ、したがって1つの閾値電圧を有することができる。また、その自己選択メモリ・セルは、セルの異なる抵抗特性をもたらし、したがって異なる閾値電圧をもたらし得る異なる極性でプログラミングすることができる。したがって自己選択メモリ・セルがプログラミングされると、セル内の素子が分離してイオンを移動させることになり得る。イオンは、所与のセルの極性に応じて特定の電極に向かって移動し得る。例えば自己選択メモリ・セルでは、一部のイオンは負電極に向かって移動し得る。次に、どちらの電極に向かってイオンが移動したかを感知するために、セルの両端間に電圧を印加して、メモリ・セルを読み出すことができる。
他の場合には、メモリ・セル105は、異なる論理状態(すなわち論理1または論理0以外の状態)に対応し得る中間抵抗をもたらすことができ、また、メモリ・セル105による3つ以上の異なる論理状態の記憶を可能にし得る、結晶領域と非結晶領域の組合せを有することができる。以下で考察されるように、メモリ・セル105の論理状態は、融解を含む、メモリ素子を加熱することによって設定することができる。
メモリ・アレイ100は三次元(3D)メモリ・アレイであってもよく、二次元(2D)メモリ・アレイが互いの上に形成される。これは、2Dアレイと比較すると、単一のダイまたは基板の上に形成され得るメモリ・セルの数を増すことができ、メモリ・アレイの製造コストを低減し、またはメモリ・アレイの性能を改善することができ、あるいはその両方が可能である。図1に描写されている例によれば、メモリ・アレイ100は、メモリ・セル105の2つのデッキを含むことができ、したがって三次元メモリ・アレイと見なすことができるが、デッキの数は2つに限定されない。個々のデッキは、メモリ・セル105を個々のデッキにわたって互いに概ね整列させて、メモリ・セル・スタック145を形成することができるように整列させることができ、あるいは配置することができる。別法としては、例えばメモリ・アレイ100はメモリ・セル105の2つのデッキを含むことも可能であり、第1のデッキのピッチは第2のデッキのピッチと異なっていてもよい。第1のデッキのピッチは、例えば第2のデッキのピッチより小さくてもよい。
図1の例によれば、メモリ・セル105の個々の行はアクセス・ライン110に接続することができ、また、メモリ・セル105の個々の列はビット・ライン115に接続することができる。アクセス・ライン110は、ワード・ライン110としても知られていることがあり、また、ビット・ライン115は、デジット・ライン115としても知られていることがある。ワード・ライン110、ビット・ライン115およびデジット・ライン115は、それぞれアクセス・ラインと呼ぶことができる。ワード・ラインおよびビット・ライン、またはそれらの類似に対する参照は、理解または動作を損なうことなく交換可能である。ワード・ライン110およびビット・ライン115は互いに実質的に垂直であり、メモリ・アレイ100を生成することができる。図1に示されているように、メモリ・セル・スタック145内の2つのメモリ・セル105は、デジット・ライン115などの共通の導電性ラインを共有することができる。すなわちデジット・ライン115は、上側メモリ・セル105の底部電極、および下側メモリ・セル105の上部電極と電子連通することができる。場合によっては(図示せず)、個々のアレイは独自のアクセス・ラインを有することができ、例えば個々のアレイは、異なるアレイに結合されているアクセス・ラインと共通ではないワード・ラインおよびデジット・ラインを有することができる。他の構成も可能であり、例えば第3の層は、下部層とワード・ライン110を共有することができる。
いくつかの例では、個々のワード・ライン110は複数のメモリ・セル105と連通することができる。例えば第1の複数のメモリ・セル105は、複数の第2のアクセス・ライン110(例えばワード・ライン110)のうちの第1のアクセス・ラインと接触することができ、また、第2の複数のメモリ・セル105は、複数の第2のアクセス・ライン110(例えばワード・ライン110)のうちの第2のアクセス・ラインと接触することができる。個々のメモリ・セル105は、第1のアクセス・ライン115(例えばデジット・ライン)にさらに結合する(例えば接触させる)ことができ、かつ、誘電性材料によって分離することができる。したがって場合によっては、第1の複数のメモリ・セル105および第2の複数のメモリ・セル105は、複数の第2のアクセス・ライン110(例えばワード・ライン110)のうちの第1のアクセス・ラインと、複数の第2のアクセス・ライン110(例えばワード・ライン110)のうちの第2のアクセス・ラインの間に配置することができる。したがって誘電性材料が存在することにより、(例えば異なるメモリ・セル・グループの)異なるメモリ・セルを活性化させ、かつ、同時に選択され得ないよう、個々のメモリ・セル105が厳密に1つのワード・ライン110および1つのビット・ライン115と接触することを保証することができる。
一般に、1つのメモリ・セル105は、ワード・ライン110およびビット・ライン115などの2本の導電性ラインの交点に配置することができる。この交点は、メモリ・セルのアドレスと呼ぶことができる。ターゲット・メモリ・セル105は、通電された(energized)ワード・ライン110とビット・ライン115の交点に配置されたメモリ・セル105であってもよく、すなわちワード・ライン110およびビット・ライン115は、それらの交点のメモリ・セル105を読み出し、あるいは書き込むために通電されていることができる。同じワード・ライン110またはビット・ライン115と電子連通している(例えば接続されている)他のメモリ・セル105は、非ターゲット・メモリ・セル105と呼ぶことができる。
上で考察したように、電極はメモリ・セル105およびワード・ライン110またはビット・ライン115に結合することができる。電極という用語は電気導体を意味することができ、また、場合によってはメモリ・セル105への電気的接点として使用することができる。電極は、メモリ・アレイ100の素子または構成要素間の導電経路を提供するトレース、ワイヤ、導電性ライン、導電性層などを含むことができる。
読出しおよび書込みなどの操作は、それぞれのラインに電圧または電流を印加することを含むことができる、ワード・ライン110およびビット・ライン115を活性化させる、すなわち選択することによってメモリ・セル105上で実施することができる。さらに、読出しおよび書込み操作は、ワード・ライン110またはビット・ライン115を活性化させることにより、第1のメモリ・デッキおよび第2のメモリ・デッキの両方の上で実施することができる。ワード・ライン110およびビット・ライン115は、金属(例えば銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、タングステン(W)、チタン(Ti)など)、金属合金、炭素、導電的にドープされた半導体、または他の導電性材料、合金あるいは化合物などの導電性材料でできていてもよい。メモリ・セル105のアクセスは、行デコーダ120および列デコーダ130を介して制御することができる。例えば行デコーダ120は、メモリ・コントローラ140から行アドレスを受け取り、かつ、受け取った行アドレスに基づいて適切なワード・ライン110を活性化させることができる。同様に、列デコーダ130は、メモリ・コントローラ140から列アドレスを受け取り、かつ、適切なビット・ライン115を活性化させることができる。したがってワード・ライン110およびビット・ライン115を活性化させることにより、メモリ・セル105にアクセスすることができる。
アクセスすると、感知構成要素125によってメモリ・セル105を読み出す、すなわち感知し、それによりメモリ・セル105の記憶されている状態を決定することができる。さらに、感知構成要素125は、メモリ・セル105の記憶されている状態を決定することも可能である。感知構成要素125は、ラッチングと呼ぶことができる、信号の差を検出し、かつ、増幅するための様々なトランジスタまたは増幅器を含むことができる。メモリ・セル105の検出された論理状態は、その後、列デコーダ130を介して入出力135として出力することができる。場合によっては、感知構成要素125は、列デコーダ130または行デコーダ120の一部であってもよい。あるいは感知構成要素125は、列デコーダ130または行デコーダ120に接続すること、すなわちこれらと電子連通することも可能である。
メモリ・セル105は、関連するワード・ライン110およびビット・ライン115を同様に活性化させることによって設定すなわち書き込むことができ、つまりメモリ・セル105に論理値を記憶することができる。列デコーダ130または行デコーダ120は、メモリ・セル105に書き込まれるデータ、例えば入出力135を受け取ることができる。さらに、第1のメモリ・デッキおよび第2のメモリ・デッキは、関連するワード・ライン110およびビット・ライン115を活性化させることによって個別に書き込むことができる。
いくつかのメモリ・アーキテクチャでは、メモリ・セル105にアクセスすることにより、記憶されている論理状態が劣化または破壊することがあり、元の論理状態をメモリ・セル105に戻すために、再書込みまたはリフレッシュ動作を実施することができる。例えばDRAMでは、論理記憶コンデンサは、感知動作中に部分的にまたは完全に放電され、記憶されている論理状態が破損することがある。したがって感知動作後に論理状態を再書込みすることができる。さらに、単一のワード・ライン110を活性化させることにより、行におけるすべてのメモリ・セルが放電することになり、したがって行におけるすべてのメモリ・セル105を再書込みしなければならないことがある。しかしながらPCMおよび/または自己選択メモリなどの不揮発性メモリでは、メモリ・セル105にアクセスしても論理状態を破壊し得ず、したがってメモリ・セル105はアクセス後の再書込みを必要としないことがある。
DRAMを含むいくつかのメモリ・アーキテクチャは、外部電源によって周期的にリフレッシュされない限り、時間の経過と共にそれらの記憶されている状態を失うことがある。例えば充電されたコンデンサは、漏洩電流によって時間の経過と共に放電されることになり、記憶されている情報の損失をもたらすことがある。これらのいわゆる揮発性メモリ・デバイスのリフレッシュ速度は、比較的速いことがあり、例えばDRAMの場合、毎秒数十回のリフレッシュ動作であり、これはかなりの電力消費をもたらし得る。メモリ・アレイがますます大きくなると、大量の電力消費により、とりわけ、電池などの有限の電源に頼っている移動デバイスの場合、メモリ・アレイの展開または動作を禁止し得る(例えば電力供給、熱生成、材料制限など)。以下で考察されるように、不揮発性PCMおよび/または自己選択メモリ・セルは、他のメモリ・アーキテクチャに対して改善された性能をもたらし得る有利な特性を有することができる。例えばPCMおよび/または自己選択メモリは、DRAMに匹敵する読出し/書込み速度を提供することができるが、PCMおよび/または自己選択メモリは不揮発性であってもよく、高いセル密度を可能にする。
メモリ・コントローラ140は、様々な構成要素、例えば行デコーダ120、列デコーダ130、および感知構成要素125を通してメモリ・セル105の動作(読出し、書込み、再書込み、リフレッシュ、放電など)を制御することができる。場合によっては、1つまたは複数の行デコーダ120、列デコーダ130および感知構成要素125は、メモリ・コントローラ140と同じ場所に配置することができる。メモリ・コントローラ140は、所望のワード・ライン110およびビット・ライン115を活性化させるために、行および列アドレス信号を生成することができる。また、メモリ・コントローラ140は、メモリ・アレイ100の動作中に使用される様々な電圧または電流をも生成し、かつ、制御することも可能である。例えばメモリ・コントローラ140は、1つまたは複数のメモリ・セル105にアクセスした後に、ワード・ライン110またはビット・ライン115に放電電圧を印加することができる。
一般に、本明細書において考察されている印加電圧または電流の大きさ、極性、形状または持続時間は調整または変更が可能であり、また、メモリ・アレイ100の動作で考察された様々な動作で異なっていてもよい。さらに、メモリ・アレイ100内の1つまたは複数のメモリ・セル105は同時にアクセスすることができ、例えばメモリ・アレイ100の複数またはすべてのセルは、すべてのメモリ・セル105またはメモリ・セル105のグループが論理状態に設定されるリセット動作中に同時にアクセスすることができる。
図2Aは、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造200−aの例を示したものである。メモリ構造200−aは、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ラインを含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。したがってアクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン205と第2のアクセス・ライン210の交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、個々のメモリ・セルは自己選択材料215を含むことができる。
自己選択メモリ構造200−aは、第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン205)および第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210)を含むことができる。図2Aに示されているように、第1のアクセス・ラインは第1の(例えば水平)方向に延びることができ、したがって水平方向の第1のアクセス・ラインと呼ぶことができる。図2Aにも示されているように、第2のアクセス・ラインは第2の(例えば垂直)方向に延びることができ、したがって垂直方向のアクセス・ラインと呼ぶことができる。
また、メモリ構造200−aは、図2Bを参照して説明されるメモリ・セルであっても、あるいはそれらの各々に含まれてもよい自己選択メモリ215をも含むことができる。追加または別法として、メモリ構造200−aは、第1の誘電性材料220、第2の誘電性材料230、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)、および第4の誘電性材料240を含むことができる。他の例では、メモリ構造200−aは、第1のアクセス・ライン205−aおよび第2のアクセス・ライン210−aなどの追加のアクセス・ラインをも含むことができる。他の例では、第1のアクセス・ラインはビット・ラインと呼ぶことができ、また、第2のアクセス・ラインはワード・ラインと呼ぶことができる。さらに他の例では、第2の誘電性材料230は保護誘電性材料230と呼ぶことができ、また、第4の誘電性材料240は絶縁誘電性材料240と呼ぶことができる。
いくつかの例では、メモリ構造200−aは、複数の第1のアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン205および205−a)、および複数の第2のアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン210および210−a)を含むことができる。第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインは異なる方向(例えば直角方向、他の非平行方向)に延びることができる。例えば上で説明したように、第1のアクセス・ライン205は水平方向のアクセス・ライン205と呼ぶことができ、図2Aに示されている構造を参照すると、水平方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ライン210は垂直方向のアクセス・ライン210と呼ぶことができ、垂直方向に延びることができる。例えば第1のアクセス・ライン205は「Z」方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ライン210は「Y」方向に延びることができる。したがって図2Aに描写されているように、複数の第1のアクセス・ラインは第1の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)に延びることができ、また、第2の複数のアクセス・ラインは、第1の方向とは異なる(例えば第1の方向に対して直角の)第2の方向(例えば「Y」方向)に延びることができる。したがってメモリ構造200−aは、格子様の構造を形成する第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインを有する三次元メモリ・アレイであってもよい。
例えばアクセス・ライン210は、(例えば複数の垂直方向のアクセス・ラインのうちの)第1の垂直方向のアクセス・ライン210と呼ぶことができる。第1の垂直方向のアクセス・ライン210は、第1の面および該第1の面とは反対側の第2の面を含むことができる。追加または別法として、第2のアクセス・ライン210−aは第2の垂直方向のアクセス・ライン210−aと呼ぶことができる。第2の垂直方向のアクセス・ライン210−aは、第1の面および該第1の面とは反対側の第2の面を含むことができる。いくつかの例では、第1の垂直方向のアクセス・ライン210の第1の面は、第2の垂直方向のアクセス・ライン210−aの第2の面と対向していてもよい。
他の例では、アクセス・ライン205は、(例えば複数の水平方向のアクセス・ラインのうちの)第1の水平方向のアクセス・ライン205と呼ぶことができ、また、誘電性材料(例えば第1の誘電性材料220)および第1のメモリ・セル225と結合することができる。追加または別法として、アクセス・ライン205−aは第2の水平方向のアクセス・ライン205−aと呼ぶことができ、また、誘電性材料(例えば第1の誘電性材料220)および第2のメモリ・セル225−aと結合することができる。いくつかの例では、第1の水平方向のアクセス・ライン205は第1の垂直方向のアクセス・ライン210と連通することができ、また、第2の水平方向のアクセス・ライン205−aは第2の垂直方向のアクセス・ライン210−aと連通することができる。
第1の複数のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン205)および第2の複数のアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン210)は自己選択メモリ215と接触することができる。図2Bを参照して以下で説明されるように、メモリ構造200−a内に形成された複数のメモリ・セルの各々は自己選択メモリ215を含むことができる。したがって自己選択メモリ215(例えば個々のメモリ・セル)は、第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインの隣りに配置することができる。言い換えると、自己選択メモリ215は、第1の方向(例えば「Y」方向)に延びて、複数の第2のアクセス・ラインの各々と少なくとも1つの面で境界をなすことができる。複数のアクセス・ラインの各々と境界をなすことにより、自己選択メモリ215は連続していると呼ばれ得る。例えば自己選択メモリ215の第1の部分は、第1の垂直方向のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210)の第1の面と結合された第1の複数のメモリ・セルに沿って連続することができ、また、自己選択メモリの第2の部分は、第2の垂直方向のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210−a)の第1の面と結合された第2の複数のメモリ・セルに沿って連続することができる。
自己選択メモリ215は、いくつかの例では第1の複数のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインの個々の交点、ならびにこれらの交点の間の他の位置に配置することができる。少なくとも1つのメモリ・セル(例えばメモリ・セル225)は、第1のアクセス・ライン205と第2のアクセス・ライン210の交点に配置することができる。言い換えると、アクセス・ライン210は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン210−aは、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。第1の複数のメモリ・セルは、第2のアクセス・ライン210(例えば複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ライン)と接触することができ、また、第2の複数のメモリ・セルは、第2のアクセス・ライン210−a(例えば複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ライン)と接触することができる。以下で説明されるように、第1の誘電性材料220は、第1の複数のメモリ・セルと第2の複数のメモリ・セルの間に配置することができる。
いくつかの例では、アクセス・ライン210は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン210−aは、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。いくつかの例では、複数の第2のアクセス・ラインは少なくとも1つの方向に分路することができる。他の例では、アクセス・ライン205は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン205−aは、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。図2Aに示されているように、第1のアクセス・ライン205および205−aは、第1の誘電性材料220によって分離することができる。第1のアクセス・ライン205および205−aを誘電性材料220によって分離することにより、第2のアクセス・ライン210と第1のアクセス・ライン205の交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225)、および第2のアクセス・ライン210−aと第1のアクセス・ライン205−aの交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225−a)は個別にアクセスすることができる。言い換えると、誘電性材料220が存在することにより、アクセス・ライン210はアクセス・ライン205と連通することができるが、アクセス・ライン205−aとは連通することができないことが保証される。したがって一度に1つのメモリ・セルを活性化させることができる。しかしながら誘電性材料220の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン210から第2のアクセス・ライン210−aへ延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
上で説明したように、メモリ・セル(例えばメモリ・セル225)は、関連するワード・ラインおよびビット・ラインを活性化させることによってアクセスすることができる。したがってメモリ・セルの各々は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの1つおよび複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つを活性化させることによってアクセスすることができる。例えば第1のアクセス・ライン205と第2のアクセス・ライン210の交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225)は、第1のアクセス・ライン205−aと第2のアクセス・ライン210−aの交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225−a)の選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。別法としては、例えば第1のアクセス・ライン205−aと第2のアクセス・ライン210−aの交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225−a)は、第1のアクセス・ライン205と第2のアクセス・ライン210の交点に配置されたメモリ・セル(例えばメモリ・セル225)の選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。メモリ・セル間に配置された第1の誘電性材料220が存在することにより、(例えばアクセス・ライン205−aとアクセス・ライン210−aの交点における)第2のメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に(例えばアクセス・ライン205とアクセス・ライン210の交点における)1つのメモリ・セルにアクセスすることを可能にすることができる。
追加または別法として、個々のメモリ・セル内に自己選択メモリ215が存在することにより、異なるプログラム状態間のメモリ・セルの閾値電圧の差を大きくすることができる。例えば上で説明したように、印加電圧が閾値電圧未満である場合、メモリ素子がリセット状態であれば電流は流れ得ず、メモリ素子がセット状態であれば、メモリ素子は異なる閾値電圧を有することができ、したがって印加電圧に応答して電流が流れ得る。したがって個々のメモリ・セルは、極性が異なるプログラミング・パルスをそれぞれのメモリ・セルに印加することによってアクセスすることができる。
メモリ構造200−aは、第2の誘電性材料230、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)、および第4の誘電性材料240を含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。さらに他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料のうちの任意の2つは、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。いくつかの例では、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)は、異なる特性を有していても、あるいは有していなくてもよい複数の部分を含むことができる。例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料230および第4の誘電性材料240と接触している第3の誘電性材料235−a)、および第2の部分(例えば第1のアクセス・ライン205および205−aと接触している第3の誘電性材料235−b)を含むことができる。いくつかの例では、第3の誘電性材料235−aおよび第3の誘電性材料235−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料235−bは第3の誘電性材料235−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料235−bは第3の誘電性材料235−aの後に形成することができる。上で考察したように、第1の誘電性材料220は、2つのアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン205および205−a)を分離して、メモリ・セルを個別に選択することができることを保証することができる。第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ構造200−aの様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。
例として、第1の誘電性材料220および第3の誘電性材料235−bは、第1のアクセス・ラインの各々を電気的に絶縁することができる。例えば第1の誘電性材料220は、第1のアクセス・ライン205を第1のアクセス・ライン205−aから1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。第3の誘電性材料235−bは、第2のアクセス・ライン210を第2のアクセス・ライン210−aから同じ方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。他の例では、第3の誘電性材料235−bは、第1のアクセス・ライン205および205−aのうちの1つまたは複数を追加の第1のアクセス・ライン(図示せず)から第2の方向(例えば「Y」方向)に絶縁することができる。したがって第1の誘電性材料220および第3の誘電性材料235−bの組合せは、共に動作して(operate in conjunction)、複数のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210および第2のアクセス・ライン210−a)が互いに電気的に絶縁されることを保証することができる。
第2の誘電性材料230および第4の誘電性材料240は、メモリ構造200−aを製造する方法を促進することができる。例えば図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料230および第4の誘電性材料240を含むスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1のアクセス・ラインを形成するためにエッチングすることができる。一貫性のためには、個々のエッチングは少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)に同じ寸法であることが好ましい。したがって一貫したエッチング深さを保証するために、第4の誘電性材料240をスタックに含めることができる。例えば第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)および第4の誘電性材料240は異なる材料であってもよい。したがってエッチング・プロセスの間、第3の誘電性材料を介して(例えば「Y」方向に)チャネルをエッチングすることができる。しかしながら第4の誘電性材料240が存在しているため、あるいは第4の誘電性材料240が第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)とは異なる材料であるため、第4の誘電性材料240に到達するとエッチング・プロセスを終了することができる。したがって(例えば「Y」方向に)一貫した寸法を有する複数の第2のアクセス・ラインの各々を形成することができる。
同様に、第2の誘電性材料230は、図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、メモリ構造200−aを製造する方法を促進することができる。上で説明したように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料230および第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)を含むスタックを形成することができ、また、複数の第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210)を形成するためにエッチングすることができる。いくつかの例では、少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)におけるエッチング深さは、第2のアクセス・ラインを形成することができる開口(例えばビアまたは孔)をエッチング・プロセスが劣化させ得るような深さにすることができる。例えば少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)により大きい寸法を有する開口は、劣化をより受けやすいことがあり得る。したがって第2の誘電性材料230が存在することにより、エッチング・プロセスが一貫した開口をもたらし、最終的に一貫した第2のアクセス・ラインが中に形成されるよう、製造プロセスを促進することができる。
図2Bは、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造200−bの例を示したものである。メモリ構造200−bは、図2Aを参照して説明したメモリ構造200−aの例であってもよく、異なる観点から示されている。図2Bは、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン(例えば205−bおよび205−c)、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ライン(例えば210−bおよび210−c)を含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。したがってアクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン205−bと第2のアクセス・ライン210−bの交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、個々のメモリ・セルは、自己選択材料自己選択メモリ215を含むことができる。
自己選択メモリ構造200−bは、異なる方向に延びている第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインを含むことができる。上で説明したように、第1のアクセス・ラインは第1の方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ラインは第2の方向に延びることができる。また、メモリ構造200−bは、メモリ・セル225およびメモリ・セル225−aの各々に含まれていてもよい自己選択メモリ215をも含むことができる。追加または別法として、メモリ構造200−bは、第1の誘電性材料220−a、第3の誘電性材料235−c、第4の誘電性材料240(図示せず)および第5の誘電性材料245を含むことも可能である。
図2Aを参照して上で説明したように、個々のメモリ・セルは自己選択メモリ215を含むことができる。したがって自己選択メモリ215(例えば個々のメモリ・セル)は、第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン205−b)および第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン210−b)の隣りに配置することができ、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリ215は、図2Aに描写されているように、第1の方向に延びて、複数の第2のアクセス・ラインの各々と少なくとも1つの面で境界をなすことができる。
いくつかの例では、図2Aを参照して説明したように、メモリ・セル225は第1のメモリ・セル225と呼ぶことができ、また、第1の垂直方向のアクセス・ライン210の第1の面と結合することができる。他の例では、図2Aを参照して説明したように、メモリ・セル225−aは第2のメモリ・セル225−aと呼ぶことができ、また、第2の垂直方向のアクセス・ライン210−aの第2の面と結合することができる。第1のメモリ・セル225および第2のメモリ・セル225−aの各々は自己選択メモリ215を含むことができる。追加または別法として、誘電性材料(例えば第1の誘電性材料220)は、第1のメモリ・セル225と第2のメモリ・セル225−aの間に配置することができる。
上で説明したように、メモリ構造200−bは、第1のアクセス・ライン205−bおよび205−c、ならびに第2のアクセス・ライン210−bおよび210−cを含むことができる。図2Bに示されているように、第1のアクセス・ライン205−bおよび205−cの各々は、第1の誘電性材料220−aによって分離することができる。第1のアクセス・ライン205−bおよび205−cを誘電性材料220−aによって分離することにより、第2のアクセス・ライン210−bと第1のアクセス・ライン205−bの交点に配置されるメモリ・セル225を、第1のアクセス・ライン205−cと第2のアクセス・ライン210−cの交点に配置されるメモリ・セル225−aから絶縁することができる。言い換えると、誘電性材料220−aが存在することにより、アクセス・ライン210−bはアクセス・ライン205−bと連通することができるが、アクセス・ライン205−cとは連通することができないことが保証される。このような例では、メモリ・セル225またはメモリ・セル225−aのうちの厳密に1つを一度に活性化させることができる。しかしながら誘電性材料220の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン210−bから第2のアクセス・ライン210−cへ延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
図2Bに描写されているように、関連するワード・ラインおよびビット・ラインを活性化させることによってメモリ・セル225またはメモリ・セル225−aのうちの一方にアクセスすることができる。したがってメモリ・セル225およびメモリ・セル225−aの各々は、それぞれの第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインを活性化させることによってアクセスすることができる。例えば第1のアクセス・ライン205−bと第2のアクセス・ライン210−bの交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン205−cと第2のアクセス・ライン210−cの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。別法としては、例えば第1のアクセス・ライン205−cと第2のアクセス・ライン210−cの交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン205−bと第2のアクセス・ライン210−bの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。メモリ・セル間に配置された第1の誘電性材料220−aが存在することにより、メモリ・セル225−aの選択が解除されるのと同時にメモリ・セル225にアクセスすることを可能にすることができる。
図3は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造300の例を示したものである。メモリ構造300は、それぞれ図2Aおよび図2Bを参照して、メモリ構造200−aおよび200−bに関して説明した特徴の例であってもよく、あるいはこれらの特徴を含むことができる。メモリ構造300は、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ラインを含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。アクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン310の交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、個々のメモリ・セルは自己選択材料セグメント315を含むことができる。
自己選択メモリ構造300は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205および205−aの例であってもよい第1のアクセス・ライン305および305−a、図2Aを参照して説明した第2のアクセス・ライン210および210−aの例であってもよい第2のアクセス・ライン310および310−a、および図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215の例であってもよい自己選択材料315および315−aを含むことができる。また、メモリ構造300は、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料320、および図2Bを参照して説明したメモリ・セル225およびメモリ・セル225−aの例であってもよいメモリ・セル325および325−aをも含むことができる。
また、メモリ構造300は、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料330、図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)、および図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料340をも含むことができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ラインはワード・ラインと呼ぶことができ、また、第2のアクセス・ラインはビット・ラインと呼ぶことができる。他の例では、第2の誘電性材料330は保護誘電性材料330と呼ぶことができ、また、第4の誘電性材料340は絶縁誘電性材料340と呼ぶことができる。
いくつかの例では、メモリ構造300は、複数の第1のアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン305および305−a)、および複数の第2のアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン310および310−a)を含むことができる。第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインは、異なる方向(例えば直角方向、他の非平行方向)に延びることができる。例えば上で説明したように、第1のアクセス・ライン305は水平方向のアクセス・ライン305と呼ぶことができ、水平方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ライン310は垂直方向のアクセス・ライン310と呼ぶことができ、垂直方向に延びることができる。したがって図3に描写されているように、複数の第1のアクセス・ラインは、第1の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)に延びることができ、また、第2の複数のアクセス・ラインは、第1の方向とは異なる(例えば第1の方向に対して直角の)第2の方向(例えば「Y」方向)に延びることができる。したがってメモリ構造300は、格子様の構造を形成する第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインを有する三次元メモリ・アレイであってもよい。
第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインは、個別の自己選択メモリ・セグメントと接触することができる。いくつかの例では、個別の自己選択メモリ・セグメントは複数の離散自己選択メモリ・セグメントと呼ぶことができ、また、メモリ構造300は、少なくとも離散自己選択メモリ・セグメントの第1のサブセットおよび離散自己選択メモリ・セグメントの第2のサブセットを含むことができる。例えば自己選択メモリ・セグメント315は、離散自己選択メモリの第1のサブセットと呼ぶことができ、また、自己選択メモリ・セグメント315−aは、離散自己選択メモリの第2のサブセットと呼ぶことができる。個々の自己選択メモリ・セグメントは、第1の複数のアクセス・ラインのうちの隣接する1つのアクセス・ライン、および第2の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ラインであってもよい。言い換えると、自己選択メモリ・セグメントは、第1の(例えば「Y」)方向に延びることができ、また、(例えば「Y」方向に)第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン305)と同様の寸法を有することができる。したがって少なくとも1つの自己選択メモリ・セグメントは、アクセス・ラインの個々の交点(例えば第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン310の交点)に形成することができる。したがってメモリ・セル325は、第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン310の交点に配置することができ、また、メモリ・セル325−aは、第1のアクセス・ライン305−aと第2のアクセス・ライン310−aの交点に配置することができる。いくつかの例では、個々の自己選択メモリ・セグメント315は、誘電性材料345または導電性材料345であってもよい材料345の中に配置することができ、また、シール材として作用することができる。言い換えると、材料345は、個々の自己選択メモリ・セグメント315を電気的に絶縁することができる。
いくつかの例では、メモリ・セル325は第1のメモリ・セル325と呼ぶことができ、第1の垂直方向のアクセス・ライン310の第1の面と結合することができる(例えば図2Aを参照して説明したように)。他の例では、メモリ・セル325−aは第2のメモリ・セル325−aと呼ぶことができ、第2の垂直方向のアクセス・ライン310−aの第2の面と結合することができる(例えば図2Aを参照して説明したように)。第1のメモリ・セル325および第2のメモリ・セル325−aの各々は自己選択メモリ・セグメント315を含むことができる。上で説明したように、メモリ構造300は、複数の第1の離散自己選択メモリ・セグメント315および複数の第2の離散自己選択メモリ・セグメント315−aを含むことができる。いくつかの例では、第1の自己選択メモリ(例えば図2Aを参照して説明した)を含む複数の第1の離散セグメント315、および複数の第2の離散自己選択メモリ・セグメント315−aは、第2の自己選択メモリ(例えば図2Aを参照して説明した)を含むことができる。他の例では、第1のメモリ・セル325は、複数の第1の離散自己選択メモリ・セグメント315のうちの1つを含むことができ、また、第2のメモリ・セルは、複数の第2の離散自己選択メモリ・セグメント315−aのうちの1つを含むことができる。離散自己選択メモリ・セグメントの各々はカルコゲニドを含むことができる。追加または別法として、誘電性材料(例えば第1の誘電性材料220)は、第1のメモリ・セル225と第2のメモリ・セル225−aの間に配置することができる。
上で説明したように、アクセス・ライン310は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン310−aは、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。いくつかの例では、複数の第2のアクセス・ラインは少なくとも1つの方向に分路することができる。他の例では、アクセス・ライン305は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン305−aは、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。
図3に示されているように、第1のアクセス・ライン305および305−aは、第1の誘電性材料320によって分離することができる。第1のアクセス・ライン305および305−aを分離することにより、第2のアクセス・ライン310と第1のアクセス・ライン305の交点、および第2のアクセス・ライン310−aと第1のアクセス・ライン305−aの交点にメモリ・セルを配置することができる。メモリ・セル(例えばメモリ・セル325および325−a)は個別にアクセスすることができる。言い換えると、誘電性材料320が存在することにより、アクセス・ライン310はアクセス・ライン305と連通することができるが、アクセス・ライン305−aとは連通することができないことが保証される。したがって一度に1つのメモリ・セルを活性化させることができる。しかしながらいくつかの例では、誘電性材料320の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン310から第2のアクセス・ライン310−aへ延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
いくつかの例では、メモリ・セル(例えば図2Bを参照して説明したメモリ・セル225)は、関連するワード・ラインおよびビット・ラインを活性化させることによってアクセスすることができる。したがってメモリ・セルの各々は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの1つおよび複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つを活性化させることによってアクセスすることができる。例えば第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン310の交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン305−aと第2のアクセス・ライン310−aの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。別法としては、例えば第1のアクセス・ライン305−aと第2のアクセス・ライン310−aの交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン310の交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。メモリ・セル間に配置された第1の誘電性材料320が存在することにより、(例えばアクセス・ライン305−aとアクセス・ライン310−aの交点における)第2のメモリ・セル325−aの選択が解除されるのと同時に(例えばアクセス・ライン305とアクセス・ライン310の交点における)メモリ・セル325にアクセスすることを可能にすることができる。
追加または別法として、個々のメモリ・セル内に自己選択メモリ(例えば自己選択メモリ・セグメント315および315−a)が存在することにより、異なるプログラム状態間のメモリ・セルの閾値電圧の差を大きくすることができる。例えば上で説明したように、印加電圧が閾値電圧未満である場合、メモリ素子がリセット状態であれば電流は流れ得ず、メモリ素子がセット状態であれば、メモリ素子は異なる閾値電圧を有することができ、したがって印加電圧に応答して電流が流れ得る。したがって個々のメモリ・セルは、極性が異なるプログラミング・パルスをそれぞれのメモリ・セルに印加することによってアクセスすることができる。
追加または別法として、メモリ構造300は、第2の誘電性材料330、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)および第4の誘電性材料340を含むことができる。さらに他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料のうちの任意の2つは、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。いくつかの例では、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)は、異なる特性を有していても、あるいは有していなくてもよい複数の部分を含むことができる。
例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料330および第4の誘電性材料340と接触している第3の誘電性材料335−a)、および第2の部分(例えば第1のアクセス・ライン305および305−aと接触している第3の誘電性材料335−b)を含むことができる。いくつかの例では、第3の誘電性材料335−aおよび第3の誘電性材料335−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料335−bは第3の誘電性材料335−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料335−bは第3の誘電性材料335−aの後に形成することができる。上で考察したように、第1の誘電性材料320は、2つのアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン305および305−a)を分離して、メモリ・セルを個別に選択することができることを保証することができる。第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ構造300の様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。
例として、第1の誘電性材料320および第3の誘電性材料335−bは、第1のアクセス・ラインの各々を電気的に絶縁することができる。例えば第1の誘電性材料320は、第1のアクセス・ライン305を第1のアクセス・ライン305−aから1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。第3の誘電性材料335−bは、第2のアクセス・ライン310を第2のアクセス・ライン310−aから同じ方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。他の例では、第3の誘電性材料335−bは、第1のアクセス・ライン305および305−aのうちの1つまたは複数を追加の第1のアクセス・ライン(図示せず)から第2の方向(例えば「Y」方向)に絶縁することができる。したがって第1の誘電性材料320および第3の誘電性材料335−bの組合せは、共に動作して、複数のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン310および第2のアクセス・ライン310−a)が互いに電気的に絶縁されることを保証することができる。
第2の誘電性材料330および第4の誘電性材料340は、メモリ構造300を製造する方法を促進することができる。例えば図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料330および第4の誘電性材料340を含むスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1のアクセス・ラインを形成するためにエッチングすることができる。一貫性のためには、個々のエッチングは少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)に同じ寸法であることが好ましい。したがって一貫したエッチング深さを保証するために、第4の誘電性材料340をスタックに含めることができる。例えば第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)および第4の誘電性材料340は異なる材料であってもよい。したがってエッチング・プロセスの間、第3の誘電性材料中に(例えば「Y」方向に)少なくとも1つのチャネルをエッチングすることができる。しかしながら第4の誘電性材料340が存在しているため、あるいは第4の誘電性材料340が第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)とは異なる材料であるため、第4の誘電性材料340に到達するとエッチング・プロセスを終了することができる。したがって(例えば「Y」方向に)一貫した寸法を有する複数の第2のアクセス・ラインの各々を形成することができる。
同様に、第2の誘電性材料330は、図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、メモリ構造300を製造する方法を促進することができる。上で説明したように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料330および第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料335−a、第3の誘電性材料335−b)を含むスタックを形成することができ、また、複数の第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン310)を形成するためにエッチングすることができる。いくつかの例では、少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)におけるエッチング深さは、第2のアクセス・ラインを形成することができる開口(例えばビアまたは孔)をエッチング・プロセスが劣化させ得るような深さにすることができる。例えば少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)により大きい寸法を有する開口は、劣化をより受けやすいことがあり得る。したがって第2の誘電性材料330が存在することにより、エッチング・プロセスが一貫した開口をもたらし、最終的に一貫した第2のアクセス・ラインが中に形成されるよう、製造プロセスを促進することができる。
図4は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造400の例を示したものである。メモリ構造400は、それぞれ図2A、図2Bおよび図3を参照して説明したメモリ構造200−aおよび200−bならびに300に関して説明した特徴の例であってもよく、あるいはこれらの特徴を含むことができる。メモリ構造400は、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ラインを含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。アクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン405と第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、個々のメモリ・セルは自己選択材料(図示せず)を含むことができる。
自己選択メモリ構造400は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205および205−aの例であってもよい第1のアクセス・ライン405および405−a、および図2Bを参照して説明した、それぞれメモリ・セル225およびメモリ・セル225−aの例であってもよいメモリ・セル425およびメモリ・セル425−aを含むことができる。また、メモリ構造400は、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料420、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料430、図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)、および図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料440をも含むことができる。
また、メモリ構造400は、第2のアクセス・ライン(例えば図2Aを参照して説明したアクセス・ライン210)が形成されるチャネルの例であってもよいチャネル445、および第1の誘電性材料420が堆積されるチャネルの例であってもよいチャネル450をも含むことができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ライン405および405−aはビット・ラインと呼ぶことができる。他の例では、第2の誘電性材料430は保護誘電性材料430と呼ぶことができ、また、第4の誘電性材料440は絶縁誘電性材料440と呼ぶことができる。
いくつかの例では、メモリ構造400は、複数のエッチングされたチャネル445を含むことができる。チャネル445は、複数の第2のアクセス・ライン(例えば図2Aを参照して説明した第2のアクセス・ライン210)を中に形成することができるようにエッチングすることができる。また、メモリ構造400は複数の第1のアクセス・ラインをも含むことができる。例えばメモリ構造400は、第1のアクセス・ライン405および405−aを含むことができる。チャネル445および第1のアクセス・ラインは異なる方向に延びることができる。いくつかの例では、チャネル445は第1の方向に延びることができ、また、第1のアクセス・ラインは、第1の方向に対して直角であるか、あるいは第1の方向とは異なる第2の方向に延びることができる。したがって図4に示されているように、チャネル445は第1の方向(例えば「Y」方向)に延びることができ、また、複数の第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン405)は、第1の方向に対して直角の第2の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)に延びることができる。したがって(第1のアクセス・ラインが形成された後の)メモリ構造400は三次元メモリ・アレイであり得る。
チャネル445内に形成される第2の複数のアクセス・ラインおよび第1の複数のアクセス・ラインは、自己選択メモリ(例えば図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215)と接触することができる。上で説明したように、メモリ構造400内に形成された複数のメモリ・セルは、それぞれ自己選択メモリ(図示せず)を含むことができる。したがって自己選択メモリ(例えば個々のメモリ・セル)は、第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインの隣りに配置することができ、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリは、第1の方向(例えば「Y」方向)に延びて、複数の第2のアクセス・ラインの各々と少なくとも1つの面で境界をなすことができる。複数のアクセス・ラインの各々と境界をなすことにより、自己選択メモリは連続していると呼ぶことができる。自己選択メモリは、いくつかの例では、第1の複数のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインの個々の交点、ならびにこれらの交点間の他の位置に配置することができる。少なくとも1つのメモリ・セル(例えばメモリ・セル425)は、第1のアクセス・ライン405と第2のアクセス・ライン(図示せず)の個々の交点に配置することができる。以下で説明されるように、第1の誘電性材料420は、第1の複数のメモリ・セルと第2の複数のメモリ・セルの間に配置することができる。
それとは対照的に、第1の複数のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン405)および第2の複数のアクセス・ライン(図示せず)は、個別の自己選択メモリ・セグメント(図示せず)と接触することができる。いくつかの例では、個別の自己選択メモリ・セグメントは複数の離散自己選択メモリ・セグメントと呼ぶことができ、また、メモリ構造400は、少なくとも離散自己選択メモリ・セグメントの第1のサブセットおよび離散自己選択メモリ・セグメントの第2のサブセットを含むことができる。個々の自己選択メモリ・セグメントは、第1の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ライン、および第2の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ラインに隣接していても、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリ・セグメントは第1の方向(例えば「Y」方向)に延びることができ、また、(例えば「Y」方向に)第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン405)と同様の寸法を有することができる。したがって少なくとも1つの自己選択メモリ・セグメントは、アクセス・ラインの個々の交点(例えば第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点)に形成することができる。したがってメモリ・セル425は、第1のアクセス・ライン305と第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点に配置することができ、また、メモリ・セル325−aは、第1のアクセス・ライン305−aと第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点に配置することができる。
いくつかの例では、アクセス・ライン405は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン405−aは、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。図4に示されているように、第1のアクセス・ラインは第1の誘電性材料420によって分離することができる。誘電性材料420によってアクセス・ライン405および405−aを分離することにより、第1のアクセス・ライン405と第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点に配置されたメモリ・セル425、および第1のアクセス・ライン405−aと第2のアクセス・ライン(図示せず)の交点に配置されたメモリ・セル425−aは個別にアクセスすることができる。言い換えると、誘電性材料420が存在することにより、第1のアクセス・ライン405はそれぞれの第2のアクセス・ライン(図示せず)と連通することができるが、アクセス・ライン405−aとは連通することができないことが保証される。したがって一度に1つのメモリ・セルを活性化させることができる。しかしながら誘電性材料420の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン(図示せず)の間を延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
追加または別法として、メモリ構造400は、第2の誘電性材料430、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)および第4の誘電性材料440を含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。さらに他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料のうちの任意の2つは、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。いくつかの例では、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)は、異なる特性を有していても、あるいは有していなくてもよい複数の部分を含むことができる。
例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料430および第4の誘電性材料440と接触している第3の誘電性材料435−a)、および第2の部分(例えば第1のアクセス・ライン405および405−aと接触している第3の誘電性材料435−b)を含むことができる。いくつかの例では、第3の誘電性材料435−aおよび第3の誘電性材料435−bは異なる時間に形成することができる。例として、第3の誘電性材料435−bは第3の誘電性材料435−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料435−bは第3の誘電性材料435−aの後に形成することができる。上で考察したように、第1の誘電性材料420は、2つのアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン(図示せず))を分離して、メモリ・セルを個別に選択することができることを保証することができる。第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ構造400の様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。
図2A、図2Bおよび図3と比較すると、第1の誘電性材料420は異なる方法で堆積させることができる。例えば図2A、図2Bおよび図3を参照して説明したように、第1の誘電性材料を含むスタックを形成することも可能であった。スタックは、引き続いてエッチングし、その結果として第1のアクセス・ラインを少なくとも1つの方向(例えば「X」方向)に分離することも可能であった。それとは対照的に、例えば図4では、第2の誘電性材料430、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)および第4の誘電性材料440を含むスタックを形成することができる。引き続いてスタックをエッチングしてチャネル450を形成することができる。次に、個々のチャネル450内に第1の誘電性材料420を堆積させて、第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインを電気的に絶縁することができる。例えば第1の誘電性材料420は、アクセス・ライン405をアクセス・ライン405−aから絶縁することができる。いくつかの例では、チャネル445および450の各々は、異なる寸法を少なくとも1つの方向(例えば「X」方向)に有することができる。例えばチャネル445の各々は、チャネル450の各々より広くすることができる。チャネル445および/またはチャネル450の幅は変更が可能である。例えばチャネル445はチャネル450より実質的に広くすることができる。他の例では、チャネル450はチャネル445より実質的に広くすることができる。任意の例では、チャネル445およびチャネル450の幅は、第1の誘電性材料420がチャネル450を充填し、チャネル445を充填しないような幅にすることができる。
第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ構造400の様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。したがって第1の誘電性材料420および第3の誘電性材料435−bは、2つ以上の第1のアクセス・ラインを電気的に絶縁することができる(例えば第1のアクセス・ライン405を第1のアクセス・ライン405−aから絶縁することができる)。上で説明したように、第1の誘電性材料420は、第1のアクセス・ラインの各々を1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。第3の誘電性材料は、第1のアクセス・ラインの各々を異なる方向(例えば「Y」方向)に絶縁することができる。したがって第1の誘電性材料420および第3の誘電性材料435−bの組合せは、共に動作して、第1のアクセス・ラインの各々が互いに電気的に絶縁されることを保証することができる。
第2の誘電性材料430および第4の誘電性材料440は、メモリ構造400を製造する方法を促進することができる。例えば図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料430および第4の誘電性材料440を含むスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1のアクセス・ラインを形成するためにエッチングすることができる。一貫性のためには、個々のエッチングは少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)に同じ寸法であることが好ましい。したがって一貫したエッチング深さを保証するために、第4の誘電性材料440をスタックに含めることができる。例えば第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)および第4の誘電性材料440は異なる材料であってもよい。したがってエッチング・プロセスの間、第3の誘電性材料を介して(例えば「Y」方向に)少なくとも1つのチャネルをエッチングすることができる。しかしながら第4の誘電性材料440が存在しているため、あるいは第4の誘電性材料440が第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)とは異なる材料であるため、第4の誘電性材料440に到達するとエッチング・プロセスを終了することができる。したがって(例えば「Y」方向に)一貫した寸法を有する複数の第2のアクセス・ラインの各々を形成することができる。
同様に、第2の誘電性材料430は、図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、メモリ構造400を製造する方法を促進することができる。上で説明したように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料430および第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料435−a、第3の誘電性材料435−b)を含むスタックを形成することができ、また、複数の第2のアクセス・ライン(図示せず)を形成するためにエッチングすることができる。いくつかの例では、少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)におけるエッチング深さは、第2のアクセス・ラインを形成することができる開口(例えばビアまたは孔)をエッチング・プロセスが劣化させ得るような深さにすることができる。例えば少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)により大きい寸法を有する開口は、劣化をより受けやすいことがあり得る。したがって第2の誘電性材料430が存在することにより、エッチング・プロセスが一貫した開口をもたらし、最終的に一貫した第2のアクセス・ラインが中に形成されるよう、製造プロセスを促進することができる。
図5は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造500の例を示したものである。メモリ構造500は、それぞれ図2A、図2B、図3および図4を参照して説明したメモリ構造200−aおよび200−b、300ならびに400に関して説明した特徴の例であってもよく、あるいはこれらの特徴を含むことができる。メモリ構造500は、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ラインを含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。アクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、メモリ・アレイは複数のプラグ550を含むことができる。
いくつかの例では、メモリ構造500は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205および205−aの例であってもよい第1のアクセス・ライン505および505−a、図2Aを参照して説明した第2のアクセス・ライン210および210−aの例であってもよい第2のアクセス・ライン510および510−a、および図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215の例であってもよい自己選択材料515を含むことができる。他の例では、メモリ構造500は、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料520、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料530、図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)、および図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料540を含むことができる。また、メモリ構造500は、図2Bを参照して説明したメモリ・セル225および225−aの例であってもよいメモリ・セル525およびメモリ・セル525−aをも含むことができる。
また、メモリ構造500は、1つまたは複数の第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン510)と接触している複数のプラグ550をも含むことができ、また、1つまたは複数の第2のアクセス・ラインは絶縁領域545を含むことができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ラインはビット・ラインと呼ぶことができ、また、第2のアクセス・ラインはワード・ラインと呼ぶことができる。他の例では、第2の誘電性材料530は保護誘電性材料530と呼ぶことができ、また、第4の誘電性材料540は絶縁誘電性材料540と呼ぶことができる。
いくつかの例では、メモリ構造500は、複数の第1のアクセス・ライン505および505−a、ならびに複数の第2のアクセス・ライン510および510−aを含むことができる。第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインは、異なる方向(例えば直角方向、他の非平行方向)に延びることができる。例えば上で説明したように、第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン505)は水平方向のアクセス・ラインと呼ぶことができ、水平方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン510)は垂直方向のアクセス・ラインと呼ぶことができ、垂直方向に延びることができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ラインは第1の方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ラインは、第1の方向とは異なる(例えば第1の方向に対して直角の)第2の方向に延びることができる。したがって図5に描写されているように、複数の第1のアクセス・ラインは第1の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)に延びることができ、また、第2の複数のアクセス・ラインは、第1の方向に対して直角の第2の方向(例えば「Y」方向)に延びることができる。したがってメモリ構造500は、格子様の構造を形成する第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインを有する三次元メモリ・アレイであってもよい。
第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインは、自己選択メモリ515(例えば図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215)と接触することができる。上で説明したように、メモリ構造500内に形成された複数のメモリ・セルは、それぞれ自己選択メモリ515を含むことができる。したがって自己選択メモリ(例えば個々のメモリ・セル)は、第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインの隣りに配置することができる。言い換えると、自己選択メモリ515は第1の方向(例えば「Y」方向)に延びて、複数の第2のアクセス・ラインの各々と少なくとも1つの面で境界をなすことができる。複数のアクセス・ラインの各々と境界をなすことにより、自己選択メモリ515は連続していると呼ぶことができる。自己選択メモリ515は、いくつかの例では、第1の複数のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインの個々の交点、ならびにこれらの交点間の他の位置に配置することができる。少なくとも1つのメモリ・セル(例えばメモリ・セル525)は、第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の個々の交点に配置することができる。以下で説明されるように、第1の誘電性材料520は、第1の複数のメモリ・セルと第2の複数のメモリ・セルの間に配置することができる。
他の例では、第1の複数のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン505)および第2の複数のアクセス・ライン(第2のアクセス・ライン510)は、個別の自己選択メモリ・セグメント(図示せず)と接触することができる。いくつかの例では、個別の自己選択メモリ・セグメントは複数の離散自己選択メモリ・セグメントと呼ぶことができ、また、メモリ構造500は、少なくとも離散自己選択メモリ・セグメントの第1のサブセットおよび離散自己選択メモリ・セグメントの第2のサブセットを含むことができる。個々の自己選択メモリ・セグメントは、第1の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ライン、および第2の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ラインに隣接していても、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリ・セグメントは第1の方向(例えば「Y」方向)に延びることができ、また、(例えば「Y」方向に)第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン505)と同様の寸法を有することができる。したがって少なくとも1つの自己選択メモリ・セグメントは、アクセス・ラインの個々の交点(例えば第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の交点)に形成することができる。したがってメモリ・セル525は、第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の交点に配置することができ、また、メモリ・セル525−aは、第1のアクセス・ライン505−aと第2のアクセス・ライン510−aの交点に配置することができる。
いくつかの例では、アクセス・ライン510は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン510−aは、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。いくつかの例では、複数の第2のアクセス・ラインは少なくとも1つの方向に分路することができる。他の例では、アクセス・ライン505および505−aの各々は第1のアクセス・ラインと呼ぶことができる。追加または別法として、アクセス・ライン505は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン505−aは、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。図5に示されているように、第1のアクセス・ライン505および505−aは第1の誘電性材料520によって分離することができる。誘電性材料520によって第1のアクセス・ライン505および505−aを分離することにより、第2のアクセス・ライン510と第1のアクセス・ライン505の交点、および第2のアクセス・ライン510−aと第1のアクセス・ライン505−aの交点に配置されたメモリ・セルは個別にアクセスすることができる。言い換えると、誘電性材料520が存在することにより、アクセス・ライン510はアクセス・ライン505と連通することができるが、アクセス・ライン505−aとは連通することができないことが保証される。したがって一度に1つのメモリ・セルを活性化させることができる。しかしながら誘電性材料520の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン510から第2のアクセス・ライン510−aへ延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
上で説明したように、メモリ・セル(例えば図2Bを参照して説明したメモリ・セル225)は、関連するワード・ラインおよびビット・ラインを活性化させることによってアクセスすることができる。したがってメモリ・セルの各々は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの1つおよび複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つを活性化させることによってアクセスすることができる。例えば第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン505−aと第2のアクセス・ライン510−aの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。別法としては、例えば第1のアクセス・ライン505−aと第2のアクセス・ライン510−aの交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン505と第2のアクセス・ライン510の交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。メモリ・セル間に配置された第1の誘電性材料520が存在することにより、(例えばアクセス・ライン505−aとアクセス・ライン510−aの交点における)第2のメモリ・セル525−aの選択が解除されるのと同時に(例えばアクセス・ライン505とアクセス・ライン510の交点における)メモリ・セル525にアクセスすることを可能にすることができる。
追加または別法として、個々のメモリ・セル内に自己選択メモリ515が存在することにより、異なるプログラム状態間のメモリ・セルの閾値電圧の差を大きくすることができる。例えば上で説明したように、印加電圧が閾値電圧未満である場合、メモリ素子が非結晶(例えばリセット)状態であれば電流は流れ得ず、メモリ素子が結晶(例えばセット)状態であれば、メモリ素子は異なる閾値電圧を有することができ、したがって印加電圧に応答して電流が流れ得る。したがって個々のメモリ・セルは、極性が異なるプログラミング・パルスをそれぞれのメモリ・セルに印加することによってアクセスすることができる。
いくつかの例では、絶縁領域545、少なくとも1つのプラグ550または両方は、別のメモリ・セル(例えばメモリ・セル525−a)の選択が解除されている間、メモリ・セル525の活性化を容易にすることができ、あるいは促進することができる。絶縁領域545は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つまたは複数の部分を絶縁することができる。いくつかの例では、これは、切断アクセス・ラインと呼ぶことができる。言い換えると、アクセス・ラインは、第1のアクセス・ラインと第2のアクセス・ラインの交点に配置されたメモリ・セルをどの時点においても活性化させることができるよう、区分化する(例えば切断または絶縁する)ことができる。例えば絶縁領域545のうちの1つまたは複数は、第1のアクセス・ライン505とアクセス・ライン510の交点に配置されたメモリ・セルが活性化され、一方、アクセス・ライン505−aとアクセス・ライン510−aの交点に配置されたメモリ・セルは選択が解除されるよう、第2のアクセス・ライン510の対応する部分の活性化を可能にすることができる。追加または別法として、プラグ550の各々は、複数の第2のアクセス・ライン510の各々の端部(例えば第2の端部)と接触することができる。したがって複数のプラグ550のうちの1つまたは複数は、アクセス・ライン505とアクセス・ライン510の交点に配置されたメモリ・セルが活性化され、一方、アクセス・ライン505−aとアクセス・ライン510−aの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるよう、第2のアクセス・ライン510の対応する部分の両端間への電流の印加を可能にすることができる。
追加または別法として、メモリ構造500は、第2の誘電性材料530、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)および第4の誘電性材料540を含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。さらに他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料のうちの任意の2つは、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。いくつかの例では、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)は、異なる特性を有していても、あるいは有していなくてもよい複数の部分を含むことができる。例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料530および第4の誘電性材料540と接触している第3の誘電性材料535−a)、および第2の部分(例えば第1のアクセス・ライン505および505−aと接触している第3の誘電性材料535−b)を含むことができる。
いくつかの例では、第3の誘電性材料535−aおよび第3の誘電性材料535−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料535−bは第3の誘電性材料535−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料535−bは第3の誘電性材料535−aの後に形成することができる。上で考察したように、第1の誘電性材料520は、2つのアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン505および505−a)を分離して、メモリ・セルを個別に選択することができることを保証することができる。第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ構造500の様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。
例として、第1の誘電性材料520および第3の誘電性材料535−bは、第1のアクセス・ラインの各々を電気的に絶縁することができる。例えば第1の誘電性材料520は、第1のアクセス・ライン505を第1のアクセス・ライン505−aから1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。第3の誘電性材料535−bは、第2のアクセス・ライン510を第2のアクセス・ライン510−aから同じ方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。他の例では、第3の誘電性材料535−bは、第1のアクセス・ライン505および505−aのうちの1つまたは複数を追加の第1のアクセス・ライン(図示せず)から第2の方向(例えば「Y」方向)に絶縁することができる。したがって第1の誘電性材料520および第3の誘電性材料535−bの組合せは、共に動作して、複数のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン510および第2のアクセス・ライン510−a)が互いに電気的に絶縁されることを保証することができる。
第2の誘電性材料530および第4の誘電性材料540は、メモリ構造500を製造する方法を促進することができる。例えば図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料530および第4の誘電性材料540を含むスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1のアクセス・ラインを形成するためにエッチングすることができる。一貫性のためには、個々のエッチングは少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)に同じ寸法であることが好ましい。したがって一貫したエッチング深さを保証するために、第4の誘電性材料540をスタックに含めることができる。例えば第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)および第4の誘電性材料540は異なる材料であってもよい。したがってエッチング・プロセスの間、第3の誘電性材料を介して(例えば「Y」方向に)少なくとも1つのチャネルをエッチングすることができる。しかしながら第4の誘電性材料540が存在しているため、あるいは第4の誘電性材料540が第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)とは異なる材料であるため、第4の誘電性材料540に到達するとエッチング・プロセスを終了することができる。したがって(例えば「Y」方向に)一貫した寸法を有する複数の第2のアクセス・ラインの各々を形成することができる。
同様に、第2の誘電性材料530は、図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、メモリ構造500を製造する方法を促進することができる。上で説明したように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料530および第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料535−a、第3の誘電性材料535−b)を含むスタックを形成することができ、また、複数の第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン510)を形成するためにエッチングすることができる。いくつかの例では、少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)におけるエッチング深さは、第2のアクセス・ラインを形成することができる開口(例えばビアまたは孔)をエッチング・プロセスが劣化させ得るような深さにすることができる。例えば少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)により大きい寸法を有する開口は、劣化をより受けやすいことがあり得る。したがって第2の誘電性材料530が存在することにより、エッチング・プロセスが一貫した開口をもたらし、最終的に一貫した第2のアクセス・ラインが中に形成されるよう、製造プロセスを促進することができる。
図6は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造600の例を示したものである。メモリ構造600は、それぞれ図2A、図2B、図3、図4および図5を参照して説明したメモリ構造200−aおよび200−b、300、400および500に関して説明した特徴の例であってもよく、あるいはこれらの特徴を含むことができる。メモリ構造600は、第1の方向に延びている第1のアクセス・ライン、および第2の異なる方向に延びている第2のアクセス・ラインを含む三次元メモリ・アレイを含むことができる。アクセス・ラインは、アクセス・ラインの交点(例えば第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の交点)にメモリ・セルを含む三次元構造(例えば格子)を形成することができる。いくつかの例では、メモリ・アレイは複数のプラグ650を含むことができる。
いくつかの例では、メモリ構造600は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205および205−aの例であってもよい第1のアクセス・ライン605および605−a、図2Aを参照して説明した第2のアクセス・ライン210および210−aの例であってもよい第2のアクセス・ライン610および610−a、および図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215の例であってもよい自己選択材料615を含むことができる。また、メモリ構造600は、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料620、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料630、図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)、および図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料640をも含むことができる。いくつかの例では、メモリ構造600は、図2Bを参照して説明したメモリ・セル225および225−aの例であってもよいメモリ・セル625および625−aを含むことができる。
また、メモリ構造600は、1つまたは複数の第2のアクセス・ラインと接触している複数のプラグ650をも含むことができ、また、1つまたは複数の絶縁領域645を含むことができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ラインはビット・ラインと呼ぶことができ、また、第2のアクセス・ラインはワード・ラインと呼ぶことができる。他の例では、第2の誘電性材料630は保護誘電性材料630と呼ぶことができ、また、第4の誘電性材料640は絶縁誘電性材料640と呼ぶことができる。
いくつかの例では、メモリ構造600は、複数の第1のアクセス・ライン605および605−a、ならびに複数の第2のアクセス・ライン610および610−aを含むことができる。第1のアクセス・ラインおよび第2のアクセス・ラインは、異なる方向(例えば直角方向、他の非平行方向)に延びることができる。例えば上で説明したように、第1のアクセス・ラインは水平方向のアクセス・ラインと呼ぶことができ、水平方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ラインは垂直方向のアクセス・ラインと呼ぶことができ、垂直方向に延びることができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ラインは第1の方向に延びることができ、また、第2のアクセス・ラインは、第1の方向とは異なる(例えば第1の方向に対して直角の)第2の方向に延びることができる。したがって図6に描写されているように、複数の第1のアクセス・ラインは、第1の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」方向)に延びることができ、また、第2の複数のアクセス・ラインは、第1の方向に対して直角の第2の方向(例えば「Y」方向)に延びることができる。したがってメモリ構造600は、格子様の構造を形成する第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインを有する三次元メモリ・アレイであってもよい。
第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインは、自己選択メモリ615(例えば図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215)と接触することができる。上で説明したように、メモリ構造600内に形成された複数のメモリ・セルは、それぞれ自己選択メモリ615を含むことができる。したがって自己選択メモリ(例えば個々のメモリ・セル)は、第1の複数のアクセス・ラインおよび第2の複数のアクセス・ラインの隣りに配置することができ、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリ615は第1の方向(例えば「Y」方向)に延びて、複数の第2のアクセス・ラインの各々と少なくとも1つの面で境界をなすことができる。複数のアクセス・ラインの各々と境界をなすことにより、自己選択メモリ615は連続していると呼ぶことができる。自己選択メモリ615は、いくつかの例では、第1の複数のアクセス・ラインと第2の複数のアクセス・ラインの個々の交点、ならびにこれらの交点間の他の位置に配置することができる。少なくとも1つのメモリ・セル(例えばメモリ・セル625)は、第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の個々の交点に配置することができる。以下で説明されるように、第1の誘電性材料620は、第1の複数のメモリ・セルと第2の複数のメモリ・セルの間に配置することができる。
それとは対照的に、第1の複数のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン605)および第2の複数のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン610)は、個別の自己選択メモリ・セグメント(図示せず)と接触することができる。いくつかの例では、個別の自己選択メモリ・セグメントは複数の離散自己選択メモリ・セグメントと呼ぶことができ、また、メモリ構造600は、少なくとも離散自己選択メモリ・セグメントの第1のサブセットおよび離散自己選択メモリ・セグメントの第2のサブセットを含むことができる。個々の自己選択メモリ・セグメントは、第1の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ライン、および第2の複数のアクセス・ラインのうちの1つのアクセス・ラインに隣接していても、あるいはこれらと接触していてもよい。言い換えると、自己選択メモリ・セグメントは第1の方向(例えば「Y」方向)に延びることができ、また、(例えば「Y」方向に)第1のアクセス・ライン(例えば第1のアクセス・ライン605)と同様の寸法を有することができる。したがって少なくとも1つの自己選択メモリ・セグメントは、アクセス・ラインの個々の交点(例えば第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の交点)に形成することができる。したがってメモリ・セル625は、第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の交点に配置することができ、また、メモリ・セル625−aは、第1のアクセス・ライン605−aと第2のアクセス・ライン610−aの交点に配置することができる。
いくつかの例では、アクセス・ライン610および610−aの各々は第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。上で説明したように、アクセス・ライン610は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン610−aは、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。いくつかの例では、アクセス・ライン605は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと呼ぶことができ、また、アクセス・ライン605−aは、複数の第1のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと呼ぶことができる。
図6に示されているように、いくつかの例では、第1のアクセス・ライン605および605−aは第1の誘電性材料620によって分離することができる。誘電性材料620によって第1のアクセス・ライン605および605−aを分離することにより、第2のアクセス・ライン610と第1のアクセス・ライン605の交点にメモリ・セル625を配置することができ、また、第2のアクセス・ライン610−aと第1のアクセス・ライン605−aの交点にメモリ・セル625−aを配置することができる。メモリ・セル625およびメモリ・セル625−aは個別にアクセスすることができる。言い換えると、誘電性材料620が存在することにより、アクセス・ライン610はアクセス・ライン605と連通することができるが、アクセス・ライン605−aとは連通することができないことが保証される。したがって一度に1つのメモリ・セルを活性化させることができる。しかしながら誘電性材料620の場合、単一のアクセス・ラインが第2のアクセス・ライン610から第2のアクセス・ライン610−aへ延びて、複数のメモリ・セルがどの時点においても活性化されることになり得る。
上で説明したように、メモリ・セル(例えば図2Bを参照して説明したメモリ・セル225)は、関連するワード・ラインおよびビット・ラインを活性化させることによってアクセスすることができる。したがってメモリ・セルの各々は、複数の第1のアクセス・ラインのうちの1つおよび複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つを活性化させることによってアクセスすることができる。例えば第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン605−aと第2のアクセス・ライン610−aの交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。別法としては、例えば第1のアクセス・ライン605−aと第2のアクセス・ライン610−aの交点に配置されたメモリ・セルは、第1のアクセス・ライン605と第2のアクセス・ライン610の交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるのと同時に活性化させることができる。メモリ・セル間に配置された第1の誘電性材料620が存在することにより、(例えばアクセス・ライン605−aとアクセス・ライン610−aの交点における)第2のメモリ・セル625−aの選択が解除されるのと同時に(例えばアクセス・ライン605とアクセス・ライン610の交点における)メモリ・セル625にアクセスすることを可能にすることができる。
追加または別法として、個々のメモリ・セル内に自己選択メモリ615が存在することにより、異なるプログラム状態間のメモリ・セルの閾値電圧の差を大きくすることができる。例えば上で説明したように、印加電圧が閾値電圧未満である場合、メモリ素子が非結晶(例えばリセット)状態であれば電流は流れ得ず、メモリ素子が結晶(例えばセット)状態であれば、メモリ素子は異なる閾値電圧を有することができ、したがって印加電圧に応答して電流が流れ得る。したがって個々のメモリ・セルは、極性が異なるプログラミング・パルスをそれぞれのメモリ・セルに印加することによってアクセスすることができる。
いくつかの例では、絶縁領域645、複数のプラグ650または両方は、別のメモリ・セル(例えばメモリ・セル625−a)の選択が解除されている間、1つのメモリ・セル625の活性化を容易にすることができ、あるいは促進することができる。絶縁領域645は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの1つまたは複数の部分を絶縁する(例えば第2のアクセス・ライン610を第2のアクセス・ライン610−aから絶縁する)ことができる。いくつかの例では、これは、切断アクセス・ラインと呼ぶことができる。言い換えると、第2のアクセス・ラインは、どの時点においても1つのラインを活性化させることができるよう、区分化する(例えば切断または絶縁する)ことができる。例えば絶縁領域645のうちの1つまたは複数は、アクセス・ライン605−aとアクセス・ライン610−aの交点に配置されたメモリ・セルが活性化され、一方、アクセス・ライン605とアクセス・ライン610の交点に配置されたメモリ・セルは選択が解除されるよう、第2のアクセス・ライン610の対応する部分の活性化を可能にすることができる。
追加または別法として、プラグ650の各々は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の端部と接触することができる。例えば第1の複数のプラグ650は、第2のアクセス・ラインの各々の第1の端部と接触することができ、また、第2の複数のプラグ650は、第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触することができる。いくつかの例では、複数の第2のアクセス・ラインの各々のゼロ個、1個または2個の端部が複数のプラグ650のうちの1つと接触することができる。したがって複数のプラグ650のうちの1つまたは複数は、アクセス・ライン605−aとアクセス・ライン610−aの交点に配置されたメモリ・セルが活性化され、一方、アクセス・ライン605とアクセス・ライン610の交点に配置されたメモリ・セルの選択が解除されるよう、第2のアクセス・ラインの対応する部分の両端間への電流の印加を可能にすることができる。
追加または別法として、メモリ構造600は、第2の誘電性材料630、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)および第4の誘電性材料640を含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。さらに他の例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料のうちの任意の2つは、それぞれ同じ誘電性材料であってもよい。いくつかの例では、第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)は、異なる特性を有していても、あるいは有していなくてもよい複数の部分を含むことができる。例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料630および第4の誘電性材料640と接触している第3の誘電性材料635−a)、および第2の部分(例えば第1のアクセス・ライン605および605−aと接触している第3の誘電性材料635−b)を含むことができる。
いくつかの例では、第3の誘電性材料635−aおよび第3の誘電性材料635−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料635−bは第3の誘電性材料635−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料635−bは第3の誘電性材料635−aの後に形成することができる。上で考察したように、第1の誘電性材料620は、2つのアクセス・ライン(例えばアクセス・ライン605および605−a)を分離して、メモリ・セルを個別に選択することができることを保証することができる。第2の誘電性材料、第3の誘電性材料および第4の誘電性材料は、メモリ構造600の様々な部分および/または構成要素を絶縁し(例えば電気的に絶縁し)、あるいは保護することができる。
例として、第1の誘電性材料620および第3の誘電性材料635−bは、第1のアクセス・ラインの各々を電気的に絶縁することができる。例えば第1の誘電性材料620は、第1のアクセス・ライン605を第1のアクセス・ライン605−aから1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。第3の誘電性材料635−bは、第2のアクセス・ライン610を第2のアクセス・ライン610−aから同じ方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。他の例では、第3の誘電性材料635−bは、第1のアクセス・ライン605および605−aのうちの1つまたは複数を追加の第1のアクセス・ライン(図示せず)から第2の方向(例えば「Y」方向)に絶縁することができる。したがって第1の誘電性材料610および第3の誘電性材料635−bの組合せは、共に動作して、複数のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン610および第2のアクセス・ライン610−a)が互いに電気的に絶縁されることを保証することができる。
第2の誘電性材料630および第4の誘電性材料640は、メモリ構造600を製造する方法を促進することができる。例えば図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料630および第4の誘電性材料640を含むスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1のアクセス・ラインを形成するためにエッチングすることができる。一貫性のためには、個々のエッチングは少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)に同じ寸法であることが好ましい。したがって一貫したエッチング深さを保証するために、第4の誘電性材料640をスタックに含めることができる。例えば第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)および第4の誘電性材料640は異なる材料であってもよい。したがってエッチング・プロセスの間、第3の誘電性材料を介して(例えば「Y」方向に)少なくとも1つのチャネルをエッチングすることができる。しかしながら第4の誘電性材料640が存在しているため、あるいは第4の誘電性材料640が第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)とは異なる材料であるため、第4の誘電性材料640に到達するとエッチング・プロセスを終了することができる。したがって(例えば「Y」方向に)一貫した寸法を有する複数の第2のアクセス・ラインの各々を形成することができる。
同様に、第2の誘電性材料630は、図7A〜図7Eを参照して以下で説明されるように、メモリ構造600を製造する方法を促進することができる。上で説明したように、数ある材料の中でも、とりわけ第2の誘電性材料630および第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料635−a、第3の誘電性材料635−b)を含むスタックを形成することができ、また、複数の第2のアクセス・ライン(例えば第2のアクセス・ライン610)を形成するためにエッチングすることができる。いくつかの例では、少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)におけるエッチング深さは、第2のアクセス・ラインを形成することができる開口(例えばビアまたは孔)をエッチング・プロセスが劣化させ得るような深さにすることができる。例えば少なくとも1つの方向(例えば「Y」方向)により大きい寸法を有する開口は、劣化をより受けやすいことがあり得る。したがって第2の誘電性材料630が存在することにより、エッチング・プロセスが一貫した開口をもたらし、最終的に一貫した第2のアクセス・ラインが中に形成されるよう、製造プロセスを促進することができる。
図7A〜図7Eは、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造を形成する例示的方法を示したものである。図7Aには処理ステップ700−aが描写されている。処理ステップ700−aでは、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料705、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料720、および図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料710−a、第3の誘電性材料710−b)を含むスタックを形成することができる。いくつかの例では、スタックは、図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料715をも含むことができる。いくつかの例では、スタックの少なくとも1つの面に複数のプラグ(例えば図5を参照して説明したプラグ550)を形成することができる。
図7Bには処理ステップ700−bが描写されている。処理ステップ700−bでは、第1の方向における材料の除去が生じ得る。材料を除去することにより、第1の方向(例えば「Y」方向)および第2の方向(例えば「Z」方向)に延びており、また、第1の誘電性材料705、第2の誘電性材料720、および第3の誘電性材料710−aの少なくとも一部を通って延びることができる複数のライン(例えばトレンチ)725を得ることができる。いくつかの例では、複数のライン725は、第4の誘電性材料715を通っても延びることができる。いくつかの例では、複数のライン725は、等方性エッチング技法によって形成することができる。上で説明したように、誘電性材料705は、一様なライン725の生成を容易にするために、例えば第2の誘電性材料720または第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料710−a、第3の誘電性材料710−b)とは異なる材料であってもよい。いくつかの例では、処理ステップ700−bは、複数の部分を有する第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料710−a、第3の誘電性材料710−b)をもたらすことができる。例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料720および第4の誘電性材料715と接触している第3の誘電性材料710−a)、および第2の部分(例えば第1の誘電性材料705と接触している第3の誘電性材料710−b)を含むことができる。いくつかの例では、第3の誘電性材料710−aおよび第3の誘電性材料710−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料710−bは第3の誘電性材料710−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料710−bは第3の誘電性材料710−aの後に形成することができる。
図7Cには処理ステップ700−cが描写されている。処理ステップ700−cでは、第2の方向における材料の除去が生じ得る。材料を除去することにより、第2の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」)に延びており、また、第1の誘電性材料705の少なくとも一部を通って延びることができる複数のライン730を得ることができる。材料のこの除去は、1つまたは複数の第1のアクセス・ライン(例えば図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205)のためのプレースホルダーを形成する役割を果たすことができる。いくつかの例では、複数のライン730は、選択的等方性エッチング技法によって形成することができる。
図7Dには処理ステップ700−dが描写されている。処理ステップ700−dでは、複数の第1のアクセス・ライン735を形成することができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ライン735は、導電性材料を堆積させ、引き続いてライン725を等方エッチングすることによって形成することができる。処理ステップ700−dは、第1の誘電性材料705と接触している複数の第1のアクセス・ライン735を形成する例であってもよい。いくつかの例では、第1のアクセス・ライン735は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205の例であってもよく、また、第1の誘電性材料705と接触することができる。追加または別法として、第1のアクセス・ラインの各々は、(例えば処理ステップ700−bの間に生成された)複数のライン725のうちの1つと接触することができる。第1のアクセス・ライン735は、導電性材料から形成することができる。
図7Eには処理ステップ700−eが描写されている。処理ステップ700−eでは、自己選択材料740を堆積させることができる。いくつかの例では、自己選択メモリ740は、図2Aを参照して説明した自己選択メモリ215の例であってもよい。いくつかの例では、自己選択メモリ740の堆積は、複数の第2のアクセス・ライン745の少なくとも一部と接触している複数のメモリ・セルを形成するための自己選択メモリ740の堆積の例であってもよく、複数の第2のアクセス・ライン745は自己選択メモリ740と接触している。したがって複数の第2のアクセス・ライン745は、自己選択メモリ740を堆積させた後に形成することができる。複数の第2のアクセス・ライン745は、例えばライン725に導電性材料を充填することによって形成することができる。導電性材料は、次に、少なくとも1つの方向(例えば「Z」方向)に沿って、電気的に絶縁されたラインにパターン化することができる。このようなパターン化操作の間、導電性材料を選択的に除去して、誘電性材料(図示せず)と置き換えることができる。いくつかの例では、複数の第2のアクセス・ライン745は、図2Aを参照して説明した第2のアクセス・ライン210の例であってもよく、また、自己選択メモリ740と接触することができる。追加または別法として、例えば第2のアクセス・ライン745のうちの1つまたは複数の部分をエッチングして、1つまたは複数の絶縁領域(例えば図5を参照して説明した絶縁領域545)を生成することができ、また、複数のプラグ(例えば図5を参照して説明したプラグ550)のうちの1つまたは複数を第2のアクセス・ライン745の第1の端部と接触させて形成することができる。いくつかの例では、絶縁領域は、導電性材料(例えば第2のアクセス・ライン745)を少なくとも1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。
図8A〜図8Eは、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを含む自己選択メモリ構造を形成する例示的方法を示したものである。図8Aには処理ステップ800−aが描写されている。処理ステップ800−aでは、図2Aを参照して説明した第1の誘電性材料220の例であってもよい第1の誘電性材料805、図2Aを参照して説明した第2の誘電性材料230の例であってもよい第2の誘電性材料820、および図2Aを参照して説明した第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料235−a、第3の誘電性材料235−b)の例であってもよい第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料810−a、第3の誘電性材料810−b)を含むスタックを形成することができる。いくつかの例では、スタックは、図2Aを参照して説明した第4の誘電性材料240の例であってもよい第4の誘電性材料815をも含むことができる。いくつかの例では、スタックの少なくとも1つの面に複数のプラグ(例えば図5を参照して説明したプラグ550)を形成することができる。
図8Bには処理ステップ800−bが描写されている。処理ステップ800−bでは、第1の方向における材料の除去が生じ得る。材料を除去することにより、第1の方向(例えば「Y」方向)および第2の方向(例えば「Z」方向)に延びており、また、第1の誘電性材料805、第2の誘電性材料820、および第3の誘電性材料810−aの少なくとも一部を通って延びることができる複数のライン(例えばトレンチ)825を得ることができる。いくつかの例では、複数のライン825は、第4の誘電性材料815を通っても延びることができる。いくつかの例では、複数のライン825は、等方性エッチング技法によって形成することができる。上で説明したように、誘電性材料805は、一様なライン825の生成を容易にするために、例えば第2の誘電性材料820または第3の誘電性材料(例えば第3の誘電性材料810−a、第3の誘電性材料810−b)とは異なる材料であってもよい。第1の方向における材料除去の後、第2の方向における材料の除去が生じ得る。材料を除去することにより、第2の方向(例えば描写されている頁に入り、かつ、この頁から出ていく「Z」)に延びており、また、第1の誘電性材料805の少なくとも一部を通って延びることができる複数のライン830を得ることができる。材料のこの除去は、1つまたは複数の第1のアクセス・ライン(例えば図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205)のためのプレースホルダーを形成する役割を果たすことができる。いくつかの例では、処理ステップ800−bは、複数の部分を有する第3の誘電性材料をもたらすことができる。例えば第3の誘電性材料は、第1の部分(例えば第2の誘電性材料820および第4の誘電性材料815と接触している第3の誘電性材料810−a)、および第2の部分(例えば第1の誘電性材料805と接触している第3の誘電性材料810−b)を含むことができる。いくつかの例では、第3の誘電性材料810−aおよび第3の誘電性材料810−bは異なる時間に形成することができる。例えば第3の誘電性材料810−bは第3の誘電性材料810−aの前に形成することができる。他の例では、第3の誘電性材料810−bは第3の誘電性材料810−aの後に形成することができる。いくつかの例では、複数のライン830は、選択的等方性エッチング技法によって形成することができる。
図8Cには処理ステップ800−cが描写されている。処理ステップ800−cでは、複数の第1のアクセス・ライン835を形成することができる。いくつかの例では、第1のアクセス・ライン835は、導電性材料を堆積させ、引き続いてライン825を等方エッチングすることによって形成することができる。処理ステップ800−cは、第1の誘電性材料805と接触している複数の第1のアクセス・ライン835を形成する例であってもよい。いくつかの例では、第1のアクセス・ライン835は、図2Aを参照して説明した第1のアクセス・ライン205の例であってもよく、また、第1の誘電性材料805と接触することができる。追加または別法として、第1のアクセス・ラインの各々は、(例えば処理ステップ700−bの間に生成された)複数のライン825のうちの1つと接触することができる。第1のアクセス・ライン835は、導電性材料から形成することができる。
図8Dには処理ステップ800−dが描写されている。処理ステップ800−dでは、最初に複数の離散自己選択材料セグメント840を堆積させることができる。いくつかの例では、自己選択メモリ・セグメント840は、図3を参照して説明した自己選択メモリ・セグメント315の例であってもよい。いくつかの例では、これは、複数の第1のアクセス・ライン835と結合された複数の離散自己選択メモリ・セグメント840を形成する例であってもよい。
図8Eには処理ステップ800−eが描写されている。処理ステップ800−eは、複数の離散自己選択メモリ・セグメント840の各々と結合される複数の第2のアクセス・ライン845の形成を描写することができる。いくつかの例では、複数の離散自己選択メモリ・セグメント840の各々は、複数の第2のアクセス・ライン845のうちの第1のアクセス・ラインの第1の面と、複数の第2のアクセス・ライン845のうちの第2のアクセス・ラインの第2の面の間に配置することができる。追加または別法として、例えば第2のアクセス・ライン845のうちの1つまたは複数の部分をエッチングして、1つまたは複数の絶縁領域(例えば図5を参照して説明した絶縁領域545)を生成することができ、また、複数のプラグ(例えば図5を参照して説明したプラグ550)のうちの1つまたは複数を第2のアクセス・ライン845の第1の端部と接触させて形成することができる。いくつかの例では、絶縁領域は、導電性材料(例えば第2のアクセス・ライン845)を少なくとも1つの方向(例えば「X」方向)に絶縁することができる。
図9は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイをサポートするデバイス905を含むシステム900の図を示したものである。デバイス905は、例えば図2を参照して上で説明したメモリ構造200の構成要素の例であってもよく、あるいはこれらの構成要素を含むことができる。デバイス905は、メモリ・コントローラ915、メモリ・セル920、基本入出力システム(BIOS)構成要素925、プロセッサ930、入出力コントローラ935および周辺構成要素940を含む、通信を送信および受信するための構成要素を含む、双方向音声およびデータ通信のための構成要素を含むことができる。これらの構成要素は、1つまたは複数のバス(例えばバス910)を介して電子連通することができる。
メモリ・コントローラ915は、本明細書において説明されている1つまたは複数のメモリ・セルを動作させることができる。詳細には、メモリ・コントローラ915は、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイをサポートするように構成することができる。場合によっては、メモリ・コントローラ915は、本明細書において説明されている行デコーダ、列デコーダまたは両方(図示せず)を含むことができる。
メモリ・セル920は、本明細書において説明されている情報を記憶することができる(すなわち論理状態の形で)。
BIOS構成要素925は、様々なハードウェア構成要素を初期化し、かつ、実行することができるファームウェアとして操作されるBIOSを含むソフトウェア構成要素である。また、BIOS構成要素925は、プロセッサと様々な他の構成要素、例えば周辺構成要素、入出力制御構成要素などとの間のデータ・フローをも管理することができる。BIOS構成要素925は、読出し専用メモリ(ROM)、フラッシュ・メモリまたは任意の他の不揮発性メモリに記憶されたプログラムまたはソフトウェアを含むことができる。
プロセッサ930は、インテリジェント・ハードウェア・デバイス(例えば汎用プロセッサ、DSP、中央演算処理装置(CPU)、マイクロコントローラ、ASIC、FPGA、プログラマブル・ロジック・デバイス、離散ゲートまたはトランジスタ・ロジック構成要素、離散ハードウェア構成要素、またはそれらの任意の組合せ)を含むことができる。場合によっては、プロセッサ930は、メモリ・コントローラを使用してメモリ・アレイを動作させるように構成することができる。他の場合には、メモリ・コントローラはプロセッサ930の中に統合することができる。プロセッサ930は、メモリに記憶されているコンピュータ可読命令を実行して、様々な機能(例えば水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイをサポートする機能またはタスク)を実施するように構成することができる。
入出力コントローラ935は、デバイス905に対する入力信号および出力信号を管理することができる。また、入出力コントローラ935は、デバイス905の中に統合されない周辺機器をも管理することができる。場合によっては、入出力コントローラ935は、外部周辺機器に対する物理的接続またはポートを表すことができる。場合によっては、入出力コントローラ935は、iOS(登録商標)、ANDROID(登録商標)、MS−DOS(登録商標)、MS−WINDOWS(登録商標)、OS/2(登録商標)、UNIX(登録商標)、LINUX(登録商標)、または別の知られているオペレーティング・システムなどのオペレーティング・システムを利用することができる。他の場合には、入出力コントローラ935は、モデム、キーボード、マウス、タッチスクリーンまたは同様のデバイスを表すことができ、あるいはこれらと対話する(interact)ことができる。場合によっては、入出力コントローラ935は、プロセッサの一部として実施することができる。場合によっては、ユーザは、入出力コントローラ935を介して、あるいは入出力コントローラ935によって制御されるハードウェア構成要素を介してデバイス905と対話することができる。
周辺構成要素940は、このようなデバイスのための任意の入力または出力デバイス、あるいはインタフェースを含むことができる。例として、ディスク・コントローラ、音声コントローラ、グラフィックス・コントローラ、イーサネット・コントローラ、モデム、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)コントローラ、シリアルまたはパラレル・ポート、あるいは周辺構成要素相互接続(PCI)またはアクセラレーテッド・グラフィックス・ポート(AGP)スロットなどの周辺カード・スロットを含むことができる。
入力945は、デバイス905またはその構成要素に入力を提供する、デバイス905の外部のデバイスまたは信号を表すことができる。これは、ユーザ・インタフェース、または他のデバイスとの、もしくは他のデバイス間のインタフェースを含むことができる。場合によっては、入力945は入出力コントローラ935によって管理することができ、また、周辺構成要素940を介してデバイス905と相互作用する(interact)ことができる。
また、出力950は、デバイス905またはその任意の構成要素から出力を受け取るように構成された、デバイス905の外部のデバイスまたは信号をも表すことができる。出力950の例として、ディスプレイ、音声スピーカ、印刷デバイス、別のプロセッサまたは印刷回路基板などを含むことができる。場合によっては、出力950は、周辺構成要素940を介してデバイス905とインタフェースする周辺素子であってもよい。場合によっては、出力950は入出力コントローラ935によって管理することができる。
デバイス905の構成要素は、それらの機能を実施するように設計された回路を含むことができる。これは、本明細書において説明されている機能を実施するように構成された様々な回路素子、例えば導電性ライン、トランジスタ、コンデンサ、インダクタ、抵抗、増幅器、または他の能動素子または選択されていない素子を含むことができる。デバイス905は、コンピュータ、サーバ、ラップトップ・コンピュータ、ノートブック・コンピュータ、タブレット・コンピュータ、携帯電話、ウェアラブル電子デバイス、パーソナル電子デバイスなどであってもよい。あるいはデバイス905は、このようなデバイスの一部または態様であってもよい。
図10は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法1000を示すフローチャートを示したものである。方法1000の操作は、例えば図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して本明細書において説明されている方法によって実施することができる。
1005で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成することができる。1005の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1005の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1010で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、第1の方向における材料の除去が生じ得る。1010の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができ、また、例えば等方性エッチング技法を使用して実施することができる。特定の例では、1010の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1015で、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、第2の方向における材料の除去が生じ得る。1015の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1015の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1020で、第1の誘電性材料と接触している複数の第1のアクセス・ラインを形成することができる。1020の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1020の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1025で、自己選択メモリと接触している複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部と接触している複数のメモリ・セルを形成するために自己選択材料の堆積が生じ得る。複数の第2のアクセス・ラインは、例えば1つまたは複数のライン(例えばトレンチ)に導電性材料を充填することによって形成することができる。導電性材料は、次に、少なくとも1つの方向(例えば「Z」方向)に沿って、電気的に絶縁されたラインにパターン化することができる。このようなパターン化操作の間、導電性材料を選択的に除去して、誘電性材料と置き換えることができる。1025の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1025の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
図11は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法1100を示すフローチャートを示したものである。方法1100の操作は、例えば図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して本明細書において説明されている方法によって実施することができる。
1105で、複数のプラグを形成することができる。複数のプラグは、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成する(例えば1110)前に形成することができる。いくつかの例では、複数のプラグの各々の第1の端部は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触することができる。1105の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1105の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1110で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成することができる。1110の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1105の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1115で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、第1の方向における材料の除去が生じ得る。1115の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1115の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1120で、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、第2の方向における材料の除去が生じ得る。1120の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1120の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1125で、第1の誘電性材料と接触している複数の第1のアクセス・ラインを形成することができる。1125の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1125の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1130で、自己選択メモリと接触している複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部と接触している複数のメモリ・セルを形成するために自己選択材料を堆積させることができる。1130の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1130の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1135で、第1の方向における複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部の除去が生じ得る。1135の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1135の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1140で、複数のプラグを形成することができる。いくつかの例では、複数のプラグの各々の第1の端部は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触することができる。1140の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1140の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
いくつかの例では、形成の方法は、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成するステップをも含むことができる。場合によっては、形成の方法は、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、材料を第2の方向に除去するステップを含むことができる。形成の方法は、第1の誘電性材料と接触している複数の第1のアクセス・ラインを形成するステップを含むことができる。
いくつかの例では、形成の方法は、自己選択メモリと接触している複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部と接触している複数のメモリ・セルを形成するために自己選択材料を堆積させるステップを含むことができる。いくつかの例では、自己選択メモリはカルコゲニドを含むことができる。他の例では、形成の方法は、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、材料を第1の方向に除去するステップを含むことができる。また、形成の方法は、複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部を第1の方向に除去するステップをも含むことができる。
追加または別法として、例えば形成の方法は、第2の複数のプラグをスタック中に形成するステップを含むことができ、第2の複数のプラグの各々の第1の端部は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第1の端部と接触する。第1の複数のラインのうちの少なくとも1つは、第1の複数のラインのうちの別のラインより広い幅を含むことができる。他の場合には、第1の誘電性材料および第2の誘電性材料は同じ材料であってもよい。いくつかの例では、形成の方法は、複数のプラグをスタック中に形成するステップをも含むことができ、複数のプラグの各々の第1の端部は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触する。他の例では、複数の第2のアクセス・ラインは、例えば1つまたは複数のライン(例えばトレンチ)に導電性材料を充填することによって形成することができる。導電性材料は、次に、少なくとも1つの方向(例えば「Z」方向)に沿って、電気的に絶縁されたラインにパターン化することができる。このようなパターン化操作の間、導電性材料を選択的に除去して、誘電性材料と置き換えることができる。
図12は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法1200を示すフローチャートを示したものである。方法1200の操作は、例えば図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して本明細書において説明されている方法によって実施することができる。
1205で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成することができる。1205の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1205の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1210で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、第1の方向における材料の除去が生じ得る。1210の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1210の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1215で、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、第2の方向における材料の除去が生じ得る。1215の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1215の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1220で、第1の誘電性材料と結合される複数の第1のアクセス・ラインを形成することができる。1220の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1220の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1225で、複数の第1のアクセス・ラインと結合される複数の離散自己選択材料セグメントを形成することができる。1225の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1225の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1230で、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々と結合される複数の第2のアクセス・ラインを形成することができ、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインの第1の面と、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインの第2の面の間に配置される。複数の第2のアクセス・ラインは、例えば1つまたは複数のライン(例えばトレンチ)に導電性材料を充填することによって形成することができる。導電性材料は、次に、少なくとも1つの方向(例えば「Z」方向)に沿って、電気的に絶縁されたラインにパターン化することができる。このようなパターン化操作の間、導電性材料を選択的に除去して、誘電性材料と置き換えることができる。1230の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1230の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
図13は、本開示の例による、水平方向のビット・ラインを有する自己選択メモリ・アレイを形成する方法1300を示すフローチャートを示したものである。方法1300の操作は、例えば図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して本明細書において説明されている方法によって実施することができる。
1305で、第1の複数のプラグを形成することができる。いくつかの例では、第1の複数のプラグの各々は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第1の面と接触することができる。1305の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1310の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1310で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成することができる。1310の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1305の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1315で、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、第1の方向における材料の除去が生じ得る。1315の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1315の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1320で、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、第2の方向における材料の除去が生じ得る。1320の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1320の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1325で、第1の誘電性材料と結合される複数の第1のアクセス・ラインを形成することができる。1325の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1325の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1330で、複数の第1のアクセス・ラインと結合される複数の離散自己選択材料セグメントを形成することができる。1330の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1330の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1335で、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々と結合される複数の第2のアクセス・ラインを形成することができる。いくつかの例では、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインの第1の面と、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインの第2の面の間に配置することができる。1335の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1335の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1340で、複数の第2のアクセス・ラインの一部を第1の方向に除去することができる。1340の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1340の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
1345で、第2の複数のプラグを形成することができる。いくつかの例では、第2の複数のプラグの各々は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触することができる。1345の操作は、本明細書において説明されている方法に従って実施することができる。特定の例では、1345の操作の態様は、図7A〜図7Eおよび図8A〜図8Eを参照して説明した1つまたは複数のプロセスによって実施することができる。
いくつかの例では、形成の方法は、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成するステップを含むことができる。場合によっては、複数の離散自己選択メモリ・セグメントのうちの少なくともいくつかはカルコゲニドを含むことができる。他の例では、形成の方法は、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、材料を第2の方向に除去するステップを含むことができる。また、形成の方法は、第1の誘電性材料と結合される複数の第1のアクセス・ラインを形成するステップをも含むことができる。
場合によっては、形成の方法は、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々と結合される複数の第2のアクセス・ラインを形成するステップを含むことができ、複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインの第1の面と、複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインの第2の面の間に配置される。場合によっては、複数の離散自己選択メモリ・セグメントのうちの少なくともいくつかはカルコゲニドを含む。追加または別法として、例えば形成の方法は、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、材料を第1の方向に除去するステップを含むことができる。場合によっては、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料は異なる材料を含む。
他の場合には、形成の方法は、第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、材料を第2の方向に除去するステップを含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料の各々は異なる材料を含む。他の例では、材料を第2の方向に除去した後の第1の誘電性材料の幅は、複数の第2のアクセス・ラインのうちの少なくとも1つの幅より広い。追加または別法として、形成の方法は、第1の複数のプラグおよび第2の複数のプラグをスタック中に形成するステップを含むことができ、第1の複数のプラグの各々は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第1の端部と接触し、また、第2の複数のプラグの各々は、複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触する。場合によっては、第1の複数のラインのうちの少なくとも1つは、第1の複数のラインのうちの別のラインより広い幅を含む。場合によっては、第1の誘電性材料および第2の誘電性材料は同じ材料である。
上で説明した方法は、可能な実施態様を記述したものであること、また、操作およびステップは並べ替えることができ、さもなければ修正することができること、また、他の実施態様が可能であることに留意されたい。さらに、方法の2つ以上から例を組み合わせることができる。
本明細書において説明されている情報および信号は、任意の様々な異なる技術および技法を使用して表すことができる。例えば上記の説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができる。いくつかの図面は、信号を単一の信号として示し得るが、信号は信号のバスを表すことができ、バスは様々なビット幅を有することができることは当業者には理解されよう。
「電子連通(electronic communication)」および「結合された」という用語は、構成要素間の電子流をサポートする構成要素間の関係を意味している。これには、構成要素間の直接接続を含むことができ、あるいは中間構成要素を含むことができる。電子連通している構成要素、あるいは互いに結合された構成要素は、(例えば通電された回路で)電子または信号を能動的に交換することができ、あるいは(例えば通電されていない回路で)電子または信号を能動的に交換しなくてもよいが、回路が通電されると、電子または信号を交換するように構成することができ、また、そのように動作させることができる。一例として、スイッチ(例えばトランジスタ)を介して物理的に接続された2つの構成要素は、スイッチの状態(すなわち開または閉)に無関係に、電子連通しているか、または結合することができる。
本明細書において使用されている「層」という用語は、幾何学的構造の層状構造またはシートを意味している。個々の層は三次元(例えば高さ、幅および深さ)を有することができ、また、表面の一部またはすべてを覆うことができる。例えば層は、2つの寸法が第3の寸法より大きい三次元構造であってもよく、例えば薄膜であってもよい。層は異なる素子、構成要素および/または材料を含むことができる。場合によっては、1つの層は2つ以上の副層から構成されていてもよい。添付の図のうちのいくつかは、三次元層のうちの二次元が例証のために描写されている。しかしながら層は実際には三次元であることが当業者には認識されよう。
本明細書において使用されているように、「実質的に」という用語は、修飾された特徴(例えば実質的にという用語によって修飾された動詞または形容詞)は絶対的である必要はないが、特徴の利点を達成するために十分に近いことを意味している。
カルコゲニド材料は、元素S、SeおよびTeのうちの少なくとも1つを含む材料または合金であってもよい。本明細書において考察されている相変化材料はカルコゲニド材料であってもよい。カルコゲニド材料は、S、Se、Te、Ge、As、Al、Sb、Au、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ビスマス(Bi)、パラジウム(Pd)、コバルト(Co)、酸素(O)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)の合金を含むことができる。例示的カルコゲニド材料および合金は、それらに限定されないが、Ge−Te、In−Se、Sb−Te、Ga−Sb、In−Sb、As−Te、Al−Te、Ge−Sb−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またはGe−Te−Sn−Ptを含むことができる。本明細書において使用されているように、ハイフンでつながれた化学組成表示は、特定の化合物または合金に含まれている元素を示し、示されている元素を含むすべての化学量論を表すことが意図されている。例えばGe−TeはGeTeを含むことができ、xおよびyは任意の正の整数であってもよい。可変抵抗材料の他の例は、2つ以上の金属、例えば遷移金属、アルカリ土類金属および/または希土類金属を含む二元金属酸化物材料または混合原子価酸化物を含むことができる。例は、メモリ・セルのメモリ素子と関連する1つまたは複数の特定の可変抵抗材料に限定されない。例えば可変抵抗材料の他の例を使用してメモリ素子を形成することができ、また、とりわけカルコゲニド材料、巨大磁気抵抗材料またはポリマー系材料を含むことができる。
本明細書において考察されている、メモリ・アレイ100を含むデバイスは、ケイ素、ゲルマニウム、ケイ素・ゲルマニウム合金、ガリウムヒ素、窒化ガリウムなどの半導体基板上に形成することができる。場合によっては、基板は半導体ウェーハである。他の場合には、基板は、シリコン・オン・ガラス(SOG)またはシリコン・オン・サファイア(SOP)などのシリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板、または別の基板上の半導体材料のエピタキシャル層であってもよい。基板または基板のサブ領域の導電性は、それらに限定されないが、リン、ホウ素またはヒ素を含む様々な化学種を使用したドーピングによって制御することができる。ドーピングは、イオン注入によって、または任意の他のドーピング手段によって、基板の初期形成または成長中に実施することができる。
本明細書において考察されている1つまたは複数のトランジスタは電界効果トランジスタ(FET)を表すことができ、また、ソース、ドレインおよびゲートを含む3端子デバイスを含むことができる。端子は、導電性材料、例えば金属を介して他の電子素子に接続することができる。ソースおよびドレインは導電性であってもよく、また、高濃度にドープされた、例えば縮退半導体領域を含むことができる。ソースおよびドレインは、低濃度にドープされた半導体領域またはチャネルによって分離することができる。チャネルがnタイプ(すなわち大部分の担体が電子である)場合、FETはnタイプFETと呼ぶことができる。チャネルがpタイプ(すなわち大部分の担体が正孔である)場合、FETはpタイプFETと呼ぶことができる。チャネルは、絶縁ゲート酸化物によって蓋をすることができる。チャネルの導電性は、ゲートに電圧を印加することによって制御することができる。例えば正の電圧または負の電圧をそれぞれnタイプFETまたはpタイプFETに印加することにより、チャネルを導電性にすることができる。トランジスタの閾値電圧より大きいか、あるいは閾値電圧に等しい電圧がトランジスタ・ゲートに印加されると、トランジスタを「オン」すなわち「活性化させる」ことができる。トランジスタの閾値電圧未満の電圧がトランジスタ・ゲートに印加されると、トランジスタを「オフ」すなわち「非活性化させる」ことができる。
添付の図面に関連して本明細書において示されている説明は、例示的構成を記述したものであり、実施することができ、あるいは特許請求の範囲内であるすべての例を表しているわけではない。本明細書において使用されている「例示的」という用語は、「例、実例または例証して働く」ことを意味しており、「好ましい」ものでも、あるいは「他の例より有利な」ものでもない。詳細な説明は、説明されている技法の理解を提供する目的で特定の詳細を含む。しかしながらこれらの技法は、これらの特定の詳細がなくても実践することができる。いくつかの実例では、よく知られている構造およびデバイスは、説明されている例の概念を曖昧にすることを回避するために、ブロック図の形態で示されている。
添付の図では、同様の構成要素または特徴は、同じ参照符号を有することができる。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、参照符号の後に、ダッシュおよび同様の構成要素の間を区別する第2の符号を伴うことによって区別することができる。第1の参照符号のみが本明細書において使用されている場合、説明は、第2の参照符号には無関係に同じ第1の参照符号を有する同様の構成要素のうちのいずれか1つに適用することができる。
本明細書において説明されている情報および信号は、任意の様々な異なる技術および技法を使用して表すことができる。例えば上記の説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができる。
本明細書において説明されている機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの任意の組合せの中で実施することができる。プロセッサによって実行されるソフトウェアの中で実施される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上で1つまたは複数の命令またはコードとして記憶することができ、あるいは伝送することができる。他の例および実施態様は、本開示および添付の特許請求の範囲の範囲内である。例えばソフトウェアの性質により、上で説明した機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハード配線、またはこれらのうちのいずれかの組合せを使用して実施することができる。また、機能を実施する特徴は、機能の一部が異なる物理的位置で実施されるよう、分散されていることを含む、様々な位置に物理的に配置することができる。また、特許請求の範囲を含む本明細書において使用されているように、アイテムのリスト(例えば「のうちの少なくとも1つ」または「のうちの1つまたは複数」などの語句が先行するアイテムのリスト)の中で使用されている「または」は、例えばA、BまたはCのうちの少なくとも1つのリストが、AまたはBまたはCまたはABまたはACまたはBCまたはABC(すなわちAおよびBおよびC)を意味するよう、包括的リストを示している。また、本明細書において使用されているように、「基づく」という語句は、特定のセットの条件を参照するものとして解釈してはならない。例えば「条件Aに基づく」として説明されている例示的ステップは、本開示の範囲を逸脱することなく、条件Aおよび条件Bの両方に基づくことができる。言い換えると、本明細書において使用されているように、「基づく」という語句は、「少なくとも部分的に基づく」という語句と同じ方法で解釈されるべきである。
本明細書における説明は、当業者による本開示の構築または使用を可能にするために提供されたものである。本開示に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり、また、本明細書において定義されている一般的な原理は、本開示の範囲を逸脱することなく他の変形形態に加えることができる。したがって本開示は、本明細書において説明されている例および設計に限定されず、本明細書において開示されている原理および新規な特徴と一貫した最も広義の範囲と一致するものとする。

Claims (33)

  1. 第1の方向に延びている複数の第1のアクセス・ラインと、
    前記第1の方向とは異なる第2の方向に延びている複数の第2のアクセス・ラインと、
    自己選択材料を含む第1の複数のメモリ・セルであって、前記複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインと接触している、第1の複数のメモリ・セルと、
    自己選択メモリを含む第2の複数のメモリ・セルであって、前記複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインと接触している、第2の複数のメモリ・セルと、
    前記第1の複数のメモリ・セルと前記第2の複数のメモリ・セルの間の誘電性材料であって、前記第1の複数のメモリ・セルおよび前記第2の複数のメモリ・セルは、前記第1のアクセス・ラインと前記第2のアクセス・ラインの間に配置される、誘電性材料と
    を含む、メモリ・デバイス。
  2. 前記複数の第2のアクセス・ラインのうちの前記第1のアクセス・ラインの第2の端部と接触しているプラグと、
    前記複数の第2のアクセス・ラインのうちの前記第2のアクセス・ラインの第2の端部と接触しているプラグであって、前記第1のアクセス・ラインは前記第2のアクセス・ラインから電気的に絶縁される、プラグと
    をさらに含む、請求項1に記載のメモリ・デバイス。
  3. 前記複数の第2のアクセス・ラインのうちの前記第1のアクセス・ラインの第1の端部と接触しているプラグと、
    前記複数の第2のアクセス・ラインのうちの前記第2のアクセス・ラインの第1の端部と接触しているプラグと
    をさらに含む、請求項2に記載のメモリ・デバイス。
  4. 前記複数の第2のアクセス・ラインは少なくとも1つの方向に分路される、請求項1に記載のメモリ・デバイス。
  5. 前記第1の複数のメモリ・セルのうちの第1のメモリ・セルと前記第1の複数のメモリ・セルのうちの第2のメモリ・セルの間に第2の誘電性材料
    をさらに含む、請求項1に記載のメモリ・デバイス。
  6. 前記誘電性材料および前記第2の誘電性材料は同じ材料である、請求項5に記載のメモリ・デバイス。
  7. 第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成することと、
    前記第1の誘電性材料、前記第2の誘電性材料および前記第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、材料を第1の方向に除去することと、
    前記第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、材料を第2の方向に除去することと、
    前記第1の誘電性材料と接触している複数の第1のアクセス・ラインを形成することと、
    複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部と接触している複数のメモリ・セルを形成するために自己選択材料を堆積させることであって、前記複数の第2のアクセス・ラインは自己選択メモリと接触することと
    を含む、メモリ・デバイスを形成する方法。
  8. 複数のプラグを形成することであって、前記複数のプラグの各々の第1の端部は前記複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触することと、
    前記複数の第2のアクセス・ラインの少なくとも一部を前記第1の方向に除去することと
    をさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 第2の複数のプラグを形成することであって、前記第2の複数のプラグの各々の第1の端部は前記複数の第2のアクセス・ラインの各々の第1の端部と接触すること
    をさらに含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記第1の複数のラインのうちの少なくとも1つは、前記第1の複数のラインのうちの別のラインより広い幅を含む、請求項7に記載の方法。
  11. 前記第1の誘電性材料および前記第2の誘電性材料は同じ材料である、請求項10に記載の方法。
  12. 前記自己選択メモリはカルコゲニドを含む、請求項7に記載の方法。
  13. 第1の面および前記第1の面とは反対側の第2の面を含む第1の垂直方向のアクセス・ラインと、
    第1の自己選択材料を含む、前記第1の面と結合された第1のメモリ・セルと、
    前記第1のメモリ・セルと第2のメモリ・セルの間の誘電性材料であって、前記第2のメモリ・セルは第2の自己選択メモリを含み、また、前記第1の垂直方向のアクセス・ラインの前記第1の面とは反対側の第2の垂直方向のアクセス・ラインの第2の面と結合される、誘電性材料と
    を含む、メモリ・デバイス。
  14. 前記誘電性材料および前記第1のメモリ・セルと結合した第1の水平方向のアクセス・ラインと、
    前記誘電性材料および前記第2のメモリ・セルと結合した第2の水平方向のアクセス・ラインであって、前記第1の水平方向のアクセス・ラインは前記第1の垂直方向のアクセス・ラインと連通し、前記第2の水平方向のアクセス・ラインは前記第2の垂直方向のアクセス・ラインと連通する、第2の水平方向のアクセス・ラインと
    をさらに含む、請求項13に記載のメモリ・デバイス。
  15. 前記第1の垂直方向のアクセス・ラインは、前記第2の垂直方向のアクセス・ラインから電気的に絶縁される、請求項13に記載のメモリ・デバイス。
  16. 前記第1の垂直方向のアクセス・ラインおよび前記第2の垂直方向のアクセス・ラインの第2の端部と接触しているシール材であって、前記第1の垂直方向のアクセス・ラインおよび前記第2の垂直方向のアクセス・ラインは前記シール材に少なくとも部分的に基づいて互いに絶縁される、シール材
    をさらに含む、請求項15に記載のメモリ・デバイス。
  17. 前記メモリ・デバイスは、複数の第1の離散自己選択メモリ・セグメントおよび複数の第2の離散自己選択メモリ・セグメントを含み、前記複数の第1の離散セグメントは第1の自己選択メモリを含み、前記複数の第2の離散セグメントは前記第2の自己選択メモリを含み、前記第1のメモリ・セルは前記複数の第1の離散セグメントのうちの1つを含み、前記第2のメモリ・セルは前記複数の第2の離散セグメントのうちの1つを含む、請求項13に記載のメモリ・デバイス。
  18. 第1の自己選択メモリおよび前記第2の自己選択メモリの各々は、前記第1の垂直方向のアクセス・ラインの前記第1の面と結合した第1の複数のメモリ・セルに沿って、また、前記第2の垂直方向のアクセス・ラインの前記第2の面と結合した第2の複数のメモリ・セルに沿って連続しており、前記第1の複数のメモリ・セルおよび前記第2の複数のメモリ・セルの各々はカルコゲニドを含む、請求項13に記載のメモリ・デバイス。
  19. 複数の垂直方向のアクセス・ラインのうちの第1の垂直方向のアクセス・ラインの第1の面と、前記複数の垂直方向のアクセス・ラインのうちの第2の垂直方向のアクセス・ラインの第2の面の間に配置された第1の複数のメモリ・セルおよび第2の複数のメモリ・セルであって、前記メモリ・セルの各々は離散自己選択材料セグメントを含む、第1の複数のメモリ・セルおよび第2の複数のメモリ・セルと、
    前記第1の複数のメモリ・セルと前記第2の複数のメモリ・セルの間の誘電性材料であって、前記第1の複数のメモリ・セルは前記第1の垂直方向のアクセス・ラインと結合され、前記第2の複数のメモリ・セルは前記第2の垂直方向のアクセス・ラインと結合される、誘電性材料と
    を含む、メモリ・デバイス。
  20. 前記第1の複数のメモリ・セルの各々と結合した第1の複数の水平方向のアクセス・ラインと、
    前記第2の複数のメモリ・セルの各々と結合した第2の複数の水平方向のアクセス・ラインと
    をさらに含む、請求項19に記載のメモリ・デバイス。
  21. 前記複数の垂直方向のアクセス・ラインの各々の第1の端部と接触している第1の複数のプラグと、
    前記複数の垂直方向のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触している第2の複数のプラグであって、前記複数の垂直方向のアクセス・ラインのうちの少なくとも前記第1の垂直方向のアクセス・ラインは、前記複数の垂直方向のアクセス・ラインのうちの前記第2の垂直方向のアクセス・ラインから電気的に絶縁される、第2の複数のプラグと
    をさらに含む、請求項20に記載のメモリ・デバイス。
  22. 前記第1の垂直方向のアクセス・ラインおよび前記第2の垂直方向のアクセス・ラインと接触している、前記誘電性材料とは異なる第2の誘電性材料
    をさらに含む、請求項21に記載のメモリ・デバイス。
  23. 前記誘電性材料および前記第2の誘電性材料は異なる材料である、請求項22に記載のメモリ・デバイス。
  24. 前記第2の誘電性材料は、前記誘電性材料と少なくとも第1の方向に接触している、請求項22に記載のメモリ・デバイス。
  25. 前記誘電性材料の幅は、前記複数の垂直方向のアクセス・ラインのうちの少なくとも1つの幅より広い、請求項19に記載のメモリ・デバイス。
  26. 離散自己選択メモリ・セグメントの各々はカルコゲニドを含む、請求項19に記載のメモリ・デバイス。
  27. 前記第1の垂直方向のアクセス・ラインは前記第2の垂直方向のアクセス・ラインと結合される、請求項19に記載のメモリ・デバイス。
  28. 第1の誘電性材料、第2の誘電性材料および第3の誘電性材料を含むスタックを形成することと、
    前記第1の誘電性材料、前記第2の誘電性材料および前記第3の誘電性材料中に第1の複数のラインを形成するために、材料を第1の方向に除去することと、
    前記第1の誘電性材料中に第2の複数のラインを形成するために、材料を第2の方向に除去することと、
    前記第1の誘電性材料と結合した複数の第1のアクセス・ラインを形成することと、
    前記複数の第1のアクセス・ラインと結合した複数の離散自己選択材料セグメントを形成することと、
    複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々と結合される複数の第2のアクセス・ラインを形成することであって、前記複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々は、前記複数の第2のアクセス・ラインのうちの第1のアクセス・ラインの第1の面と、前記複数の第2のアクセス・ラインのうちの第2のアクセス・ラインの第2の面の間に配置されることと
    を含む、メモリ・デバイスを形成する方法。
  29. 第1の複数のプラグおよび第2の複数のプラグを形成することであって、前記第1の複数のプラグの各々は、前記複数の第2のアクセス・ラインの各々の第1の端部と接触し、前記第2の複数のプラグの各々は、前記複数の第2のアクセス・ラインの各々の第2の端部と接触することと、
    前記複数の第2のアクセス・ラインの一部を前記第1の方向に除去することと
    をさらに含む、請求項28に記載の方法。
  30. 前記複数の離散自己選択メモリ・セグメントの各々は、前記第1の複数のラインに隣接して形成される、請求項28に記載の方法。
  31. 前記材料を前記第2の方向に除去することの後の前記第1の誘電性材料の幅は、前記複数の第2のアクセス・ラインのうちの少なくとも1つの幅より広い、請求項28に記載の方法。
  32. 前記第1の誘電性材料、前記第2の誘電性材料および前記第3の誘電性材料の各々は異なる材料を含む、請求項30に記載の方法。
  33. 前記複数の離散自己選択メモリ・セグメントのうちの少なくともいくつかはカルコゲニドを含む、請求項28に記載の方法。
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