TWI406437B - 低操作電流相變記憶體結構 - Google Patents
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Description
本發明是關於相變記憶體材料(phase change based memory materials)，且是關於用於製造此元件之方法。
相變記憶體材料，如硫族化合物之材料及類似材料，藉由施加適於積體電路操作之位準的電流，可使其在非晶狀態與結晶狀態之間相變。大體非晶狀態(generally amorphous state)的特性是具有比大體結晶狀態高之電阻率，由於電阻率不同，因此易於感測以顯示資料。此特性引起對於使用可程式化電阻材料來形成可隨機存取以進行讀取及寫入的非揮發性記憶體電路的關注。
從非晶改變為結晶(本文中被稱為設定)通常為較低電流操作，電流將相變材料加熱到高於轉變溫度，可使主動區從非晶相轉變至結晶相。而從結晶改變為非晶(本文中被稱為重設)，通常為較高電流操作，其包括一短高電流密度脈衝，以熔化或崩解(breakdown)結晶結構，其後相變材料快速地冷卻，以淬熄(quench)相變過程，使相變材料之主動區的至少一部分穩定於非晶相。應用技術可使主動區變小，以減少產生相變所需之電流量。
減少相變材料構件之大小及/或與相變材料構件接觸之電極的大小可減少所需電流的量值，使得絕對電流值小的主動區中具有較高的電流密度。
一種控制主動區之大小的方法是設計非常小之電極來將電流傳遞至相變材料之主體。此小電極結構將電流集中於接觸之位置處的小區域(像蘑菇之頭部)中。參見Wicker於2002年8月6日公告題為“Reduced Contact Areas of Sidewall Conductor”之美國專利第6,429,064號；Gilgen於2002年10月8日公告題為“Method for Fabricating a Small Area of Contact Between Electrodes”之美國專利第6,462,353號；Lowrey於2002年12月31日公告的題為“Three-Dimensional(3D)Programmable Device”之美國專利第6,501,111號；Harshfield於2003年7月1日公告題為“Memory Elements and Methods for Making Same”之美國專利第6,563,156號。
控制主動區大小的另一種方法，包括將電極間隔開，以使得在電極之間流動之電流藉由相變材料之薄層之厚度而集中。參見Czubatyj等人之標題為“Memory Device and Method of Making Same”的美國專利申請公開案第US 2007/0048945號。亦參見由本申請案之受讓人共有的以下申請案以及專利：於2007年9月28日申請之Lung的題為“Memory Cell Having A Side Electrode Contact”的美國專利申請案第11/864,273號；於2008年12月9日公告之Lung的題為“Memory Element with Reduced-Current Phase Change Element”的美國專利第7,463,512號；於2008年8月7日申請之Lung的題為“Memory Cell Device with Coplanar Electrode Surface and Method”的美國申請案第12/023,978號。
習知相變記憶體單元結構出現之問題在於與相變材料接觸之電極的散熱效應(heat hink effect)。由於相變是由於加熱而發生的，所以電極的導熱性將會帶走主動區的熱，以致必須以較高電流來產生所需的相變。
較高電流位準可能會導致記憶體單元之電性以及機械可靠度的問題。這些問題包括在操作期間熱膨脹以及材料密度改變所引起之機械應力而在相變材料/電極介面處形成空隙。
另外，較高電流位準亦可能導致一些問題，如局部加熱足以引起電極以及相變材料之擴散/反應，及/或造成主動區內之相變材料的組成改變，導致記憶體單元電阻切換效能衰退且可能造成故障。
因此，目前已有各種技術用於熱隔離主動區，以將產生相變所需之電阻加熱限制於主動區。
改良熱隔離的方法包括在相變材料邊設置間隙或空隙。見Chen於2004年11月9日公告之題為“Phase Change Memory Device Employing Thermally Insulating Voids”之美國專利第6,815,704號。
另外，亦有人提出使用熱絕緣材料來改良將熱限制於主動區之方法。請參見(例如)Chen於2007年11月14日申請之題為“Phase Change Memory Cell Including Thermal Protect Bottom Electrode and Manufacturing MethodS”的美國專利申請案第11/940164號。
改良熱隔離之另一種方法包括以隔開主動區與電極間之方式來形成相變材料以及電極。請參見由本申請案之受讓人共有的以下申請案：Chen等人於2006年9月7日申請之題為“I-Shaped Phase Change Memory Cell”之美國專利申請案第11/348,848號；Lung等人於2007年12月7日申請之題為“Phase Change Memory Cell Having Interface Structures with Essentially Equal thermal Impedances and Manufacturing Methods”的美國專利申請案第11/952646號；Chen等人於2005年2月5日申請之題為“Heating Center PCRAM Structure and Methods for Making”的美國申請案第12/026342號。
因此，目前需要一種僅需要以小量電流來產生主動區相變的相變記憶體單元結構，並提供用於製造此構件的方法。
本文描述具有小操作電流的相變記憶體單元。記憶體單元包括具有用以限制電流流動之接觸表面的電極以及與電極之接觸表面接觸的相變記憶體構件。記憶體單元更包括重定向裝置，所述重定向裝置用以在接觸表面之短距離內重定向電流，使得其相對於接觸表面處之電流流動的方向在相變記憶體構件內側向地流動，以在相變記憶體構件之在接觸表面之邊緣上的區內增加電流密度。此迫使電流流經電極上方中心處的主動區的側向邊緣區。迫使電流流經側向邊緣區，可使得邊緣區內的電流密度以及每單位電流值在邊緣區內所產生的熱量相對於習知蘑菇型記憶體單元增加。因此，產生相變所需之電流量較小。
由於邊緣區在側向上遠離下方的電極的中心，所以相較於邊緣區，電極用可更快地帶走主動區之中心區的熱。因此，使電流流經主動區之側向邊緣區，以在主動區中產生熱，可限制記憶體構件被帶走的熱量。因此，減少電極對主動區產生的散熱效應，可以有效地增加每單位電流值在記憶體構件內所產生的熱的量，且減少產生相變所需之電流量。
如本文所述之記憶體元件包括第一電極，其具有一接觸表面，用以限制電流的流動。相變記憶體構件與第一電極之接觸表面接觸，相變記憶體構件的寬度大於第一電極之寬度。第二電極電耦接至相變記憶體構件。記憶體元件更包括用於界定在第一電極與第二電極之間的電極間電流路徑的裝置(means)，所述電極間電流路徑相對於接觸表面處之電流流動的方向在相變記憶體構件內側向轉彎。所述裝置包括位在相變記憶體構件上之介電構件以及在介電構件上之導電構件。導電構件的材料包括導電率大於介電構件之材料者。
本文所述之記憶體元件之一實施例包括相變記憶體構件，所述相變記憶體構件具有頂部表面、底部表面、側表面以及頂部表面與底部表面之間的厚度。電絕緣構件在相變記憶體構件之頂部表面上。熱隔離構件在電絕緣構件上，所述熱隔離構件之材料包括導熱率小於電絕緣構件者。下電極在第一接觸表面處接觸相變記憶體構件之底部表面，第一接觸表面在凸出下電極上方時界定出柱體，此柱體的側面沿相變記憶體構件之厚度延伸，柱體之所述側面的表面積小於或等於第一接觸表面之表面積的兩倍。側電極的第二接觸表面與相變記憶體構件之側表面接觸。
在進行操作時，下電極以及側電極以及電絕緣構件之配置迫使通過第一接觸表面的電極間電流路徑從下電極側向轉彎，經過第二接觸表面，再進入側電極中。由於柱體之側面的表面積小於或等於第一接觸表面之表面積的兩倍，所以在進行操作時，通過柱體之側面的平均電流密度大於或等於通過第一接觸表面之平均電流密度的一半。此用以將電流密度集中於主動區的邊緣處，基於以上所述之原因，減少在主動區中產生相變所需之電流的量值。
另外，可將主動區製作得極小，以進一步減少所需之電流量。記憶體構件之的厚度可利用薄膜沈積技術將記憶體材料沉積在下電極之頂部表面上以建立之。此外，下電極的寬度較佳的是小於用於形成記憶體元件之製程(通常為微影製程)之最小特徵尺寸。小的下電極可將電流密度集中於記憶體構件中相鄰於下電極的部分，藉以減少所需之電流量。另外，電絕緣構件以及熱隔離構件可熱隔離主動區，此亦有助於減少產生相變所需之電流量。
因此，電極、相變記憶體構件的厚度以及電絕緣構件提供重定向裝置，所述重定向裝置用於在第一接觸表面之短距離內重定向電流，使得其相對於在第一接觸表面處之電流流動的方向在相變記憶體構件內側向地流動，以在相變記憶體構件之在第一接觸表面之邊緣上的區內增加電流密度。
本文所述之記憶體元件之另一實施例包括具有頂部表面以及外表面的第一電極。第二電極具有與第一電極之頂部表面實質上共面的頂部表面，且具有包圍在第一電極之外表面周圍的內表面。第二電極包括位在頂部表面處之第一材料以及於第一材料下方的第二材料，第一材料的導熱率小於第二材料之導熱率。絕緣構件位在第一電極之外表面與第二電極之內表面之間。相變記憶體構件延伸越過絕緣構件且與第一電極以及第二電極之頂部表面接觸。
在進行操作時，第一電極以及第二電極之共面頂部表面連同其間之絕緣構件迫使通過第一電極之頂部表面的電極間電流路徑側向轉彎，經過相變記憶體構件，再進入第二電極的頂部表面中。此用以將電流密度集中於主動區之邊緣處，藉此減少在主動區中產生相變所需之電流大小。
另外，將主動區製作得極小，可進一步減少所需之電流量。記憶體構件之的厚度可利用薄膜沈積技術將記憶體材料沉積在第一電極以及第二電極之頂部表面上以建立之。此外，第一電極的寬度較佳小於用於形成記憶體元件之製程(通常為微影製程)之最小特徵尺寸。小的第一電極可將電流密度集中於記憶體構件中相鄰於第一電極的部分，藉以減少所需之電流量。此外，第一材料之導熱率相對較低，可用以減少第二電極帶走相變記憶體構件的熱量，減少第二電極之散熱效應，且可有效地增加每單位電流值在相變記憶體構件內所產生的熱量。
因此，電極以及絕緣構件提供重定向裝置，所述重定向裝置用以在第一電極之頂部表面的短距離內重定向電流，使得其相對於第一電極之頂部表面處之電流流動的方向在相變記憶體構件內側向轉彎，以增加相變記憶體構件位在第一電極之頂部表面之邊緣上的區域內的電流密度。
本文所述之記憶體元件的又一實施例包括下電極以及下電極上方之相變記憶體構件，相變記憶體構件的寬度大於下電極之寬度。穿隧介電構件位於相變記憶體構件上，且上電極上覆蓋且電耦接至介電穿隧構件。
穿隧介電構件包括介電材料，其厚度足以在施加至上電極以及下電極之電壓所產生之電場允許電荷經由穿隧介電構件沿著電極間路徑穿隧。相變記憶體構件之相變材料的導電率相對較高，有助於提升跨越穿隧介電構件之電場的均一性，使得相變記憶體構件中之一些電流側向轉彎且流經相變記憶體構件之主動區的邊緣區。主動區之邊緣區處之增加的電流密度因此增加每單位電流值在邊緣區內所產生的熱量。另外，在邊緣處增加的電流密度以及所產生的熱可減少下電極之散熱效應。
因此，電極、穿隧介電構件以及導電構件提供重定向裝置，所述重定向裝置用於在下電極之頂部表面的短距離內重定向電流，使得其相對於下電極之頂部表面處之電流流動的方向在相變記憶體構件內側向轉彎，以增加相變記憶體構件在下電極之頂部表面之邊緣上的區域內的電流密度。
除了通過穿隧介電構件之電極間路徑外，在一些實施例中，記憶體元件之上電極還與相變記憶體構件之側表面接觸，以界定在上電極與下電極之間且通過相變記憶體構件之側表面的第二電極間電流路徑。額外電流路徑可在讀取操作期間提供足夠電流給記憶體單元。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本案之以下描述是參考特定結構實施例以及方法。然而，應理解，本案並非限於所揭露之特定實施例以及方法，本案可以使用其他特徵、構件、方法以及實施例來實施。較佳實施例是用以說明本案，而非限制本案的範圍，本案的範圍以申請專利範圍界定為準。一般熟習此項技術者當理解以下描述的各種等效變體。各種實施例中之相似構件一般用相似參考數字來指代。
圖1說明先前技術“蘑菇型”記憶體單元100之橫截面圖。“蘑菇型”記憶體單元100具有下電極120、相變記憶體構件130以及上電極140。下電極120延伸通過介電層110。相變記憶體構件130包括位在下電極120上方的相變材料層以及位在相變材料130上方的上電極140。介電層160包圍在相變材料層130周圍。如可在圖1中看到，下電極120的寬度125小於上電極140以及相變材料130之寬度145。
在進行操作時，在上電極140以及下電極120施加電壓，使電流從相變記憶體構件130的上電極140流向下電極120，或相反。
主動區150是相變記憶體構件130中相變材料可在至少兩個固相之間改變的區域。由於寬度125與145的差異，在進行操作時，電流密度會集中於相變記憶體構件130中相鄰於下電極120之區域，使得主動區150具有如圖1所示的“蘑菇”形狀。
由於上電極140與下電極120之間的電流流動路徑通常為垂直的，因此，所以主動區150之中心152處之電流密度以及其所產生的熱將遠大於主動區150之邊緣154處。
因此，當將主動區150之邊緣154加熱至足以產生所要相變之溫度時，中心152因為被局部加熱，而導致記憶體單元100之電性以及機械可靠度等問題。
這些問題是因為在操作期間熱膨脹以及材料密度改變所引起之機械應力而在相變記憶體構件130與下電極120之間的介面處形成空隙。另外，中心152因為被局部加熱而產生造成下電極120以及相變材料130之材料的擴散/反應，及/或在中心154處引起相變材料130之組成改變。這些問題可能導致記憶體單元100之電阻切換效能衰退以且可能可能造成故障。
此外，下電極120的導熱性將會帶走主動區150的熱，導致主動區150之中心152嚴重的熱耗損，以致必須以較高電流來產生主動區150所需要的相變。
圖2A為記憶體單元200之第一實施例的橫截面圖。所述實施例在主動區之邊緣處的電流密度，較圖1之記憶體單元100之主動區邊緣處的電流密度增加，因此可以提升操作電流效率以及可靠度。圖2B為沿著線2B-2B截取之記憶體單元200的俯視圖。
記憶體單元200包括下電極220，下電極220的第一接觸表面235與相變記憶體構件230之底部表面232接觸。下電極220可包括，例如是TiN或TaN。在包含GST相變記憶體構件230的實施例中，以TiN較佳，這是因為TiN與GST之間有良好的接觸。更詳細地，TiN是半導體製造中常用的材料，其可在GST發生轉變的較高溫度(通常在600℃至700℃之範圍中)下提供良好擴散障壁。或者，下電極220可為W、WN、TiAlN或TaAlN，或包括，例如是選自由摻雜Si、Si、C、Ge、Cr、Ti、W、Mo、Al、Ta、Cu、Pt、Ir、La、Ni、N、O以及Ru元素及其組合所組成之族群的一種或多種。
相變記憶體構件230可包括一或多種，例如是選自於由Zn、To、Tl、Ge、Sb、Te、Se、In、Ti、Ga、Bi、Sn、Cu、Pd、Pb、Ag、S、Si、O、P、As、N以及Au之族群的一種或多種材料。
下電極220自介電質210的頂部表面212延伸以將相變記憶體構件230耦接至下方的存取電路(未圖示)。介電質210可包括，例如是二氧化矽。或者，介電質210可包括其他的介電材料。
記憶體單元200包括側電極240，其位在第二接觸表面237處，與相變記憶體構件230的外表面234接觸。側電極240可包括，例如是上述下電極220之材料中之任一者。
電絕緣介電構件260在相變記憶體構件230的頂部表面上。更詳細地說，電絕緣構件260包括電絕緣材料，其厚度262足以迫使從下電極230通過第一接觸表面235之電極間電流路徑280而側向流經第二接觸表面237再流入側電極240。
為防止下電極220與上方的側電極240之間的垂直電極間電流路徑，所需的介電構件260的厚度262取決於介電構件260的材料以及在記憶體單元200之操作期間施加至側電極240以及下電極220的操作電壓。各實施例所需的厚度262可依據經驗而定。在某些實施例中，介電構件260包括二氧化矽、氮化矽、氧化鋁以及氧化釕中之一者。在某些實施例中，厚度262在約5埃至200埃之間，例如是約為30埃。
記憶體單元200亦包括在電絕緣構件260上方的導電構件270。導電構件270的材料包括導電率大於電絕緣構件者。
在所說明之實施例中，相變記憶體構件230、電絕緣構件260以及導電構件270形成具有側壁表面295之堆疊結構。側電極240包括，例如是位元線的一部分，其位在堆疊上且與堆疊結構的側壁表面295接觸。
在所說明之實施例中，導電構件270材料的導熱率(thermal conductivity)小於電絕緣構件260之電絕緣材料的導熱率。
因此，導電構件270可做為熱絕緣體，以減少相變記憶體構件230被其上方所覆蓋的側電極240帶走的熱量。導電構件270之導熱率較佳的是不大於介電構件260之材料的導熱率的60%，且更佳的是不大於20%。
在一些實施例中，導電構件270包括相變記憶體材料，例如包括元素Ge、Sb以及Te。導電構件270可包括，例如是與相變記憶體構件230相同之材料。或者，導電構件270可包括元素比例不同於相變記憶體構件230之元素比例的化合物，例如，相變記憶體構件230包括Ge2Sb2Te5，而導電構件270包括另一比例之元素Ge、Sb以及Te。相變記憶體構件230以及導電構件270使用相同材料的優點是：相變記憶體構件230與導電構件270之間的擴散效應較不明顯。在一些實施例中，導電構件270可包括摻雜有雜質之硫族化合物或其他相變材料，以修改其傳導性(conductivity)、轉變溫度、熔化溫度以及其他性質。用於摻雜硫族化合物之典型雜質包括氮、矽、氧、二氧化矽、氮化矽、銅、銀、金、鋁、氧化鋁、鉭、氧化鉭、氮化鉭、鈦以及氧化鈦。在某些實施例中，導電構件270的厚度小於或等於100奈米(nm)，例如在約10nm與100nm之間。
參看圖2B俯視圖，在所說明之實施例中，相變記憶體構件230具有圓形橫截面，因此，相變記憶體構件230具有圓形的外表面234。然而，在實施例中，相變記憶體構件230的截面可以是圓形、橢圓形、正方形、矩形或稍不規則成形，此取決於用以形成相變記憶體構件230以及側電極240的製造技術。另外，在某些實施例中，外表面234可從底表面至頂表面向內或向外逐漸變細。
請參看圖2A，在進行操作時，在下電極220以及側電極240上施加電壓，使電流沿著路徑280，由接觸表面235以及237通過相變記憶體構件230，而自下電極220流向側電極240，或相反。
因而，在進行操作時，迫使電流側向地轉彎且流經主動區250之邊緣區254可增加電流密度，以增加每單位電流值在邊緣區254內所產生的熱的量。
因此，電極220、240、相變記憶體構件230的厚度231、電絕緣構件260以及導電構件270可做為重定向裝置，以在第一接觸表面235之短距離內重定向電流，使得其相對於在第一接觸表面235處之電流流動的方向在相變記憶體構件230內側向流動，藉以增加相變記憶體構件230在第一接觸表面235之邊緣上的區域內的電流密度。
圖2C為圖2A之橫截面圖的展開圖。當下電極220與相變記憶體構件230之間的接觸表面235凸出於下電極220上方時，界定出一個柱體，其側面290沿相變記憶體構件230之厚度231延伸。
柱體之側面290的表面積A1小於或等於接觸表面235之表面積A2的兩倍。因此，在進行操作時，通過柱體之側面290的平均電流密度大於或等於接觸表面235之平均電流密度的一半。因此，柱體之側面290可用以將電流密度集中於主動區250的邊緣254處(見圖2A)，藉以減少產生主動區250產生相變所需之電流的量。另外，在邊緣254處增加電流密度以及所產生的熱可減少下電極220的散熱效應。
在所說明之實施例中，下電極220在接觸表面235處的直徑如標記222所示。在所說明之實施例中，接觸表面235的表面積A1可由以下方程式(1)得：
A
1=π‧D 2
/4 (方程式1)
其中D為下電極220之直徑222。在某些實施例中，下電極之直徑222小於或等於130nm。
另外，柱體之側面290之表面積A2可由以下方程式(2)得：
A
2=π‧D
‧t
(方程式2)
其中t為相變記憶體構件230之厚度231。
如上所述，側面290的表面積A1小於或等於接觸表面235的表面積A2的兩倍。因此，在使用上述方程式1以及2之實施例中，相變記憶體構件230之厚度231小於或等於下電極220之直徑222的一半。
由於電流側向地流經相變記憶體構件230，所以相對於下電極220之直徑222減少厚度231，用以相對於通過接觸表面235之平均電流密度來增加通過側面290之平均電流密度。在某些實施例中，厚度231小於或等於下電極220之直徑222的25%，以將電流進一步集中於主動區250的邊緣254處。
相變記憶體構件230的厚231可使用相變材料之薄膜沈積技術形成在介電質210以及下電極220之頂部表面上以建立之，因此，相對於下電極220之直徑222，相變記憶體構件230的厚度231可以是非常薄的。在一些實施例中，厚度231小於50nm，例如小於10nm。因此，在一些實施例中，厚度231小於或等於下電極220之直徑的50%，例如小於或等於25%。
在所說明之實施例中，側面290因為下電極220而具有圓形橫截面，且因此接觸表面235具有圓形橫截面。或者，取決於下電極220的橫截面形狀，柱體之側面290以及接觸表面235的橫截面可以是正方形、橢圓形、矩形或稍不規則成形。
圖3A至圖3D說明製造圖2A至圖2C之記憶體單元之步驟的實施例。圖3A之橫截面圖所示的結構中，下電極220延伸至介電質310之頂部表面212。
在圖3A中，下電極220以及介電質210的形成方法例如是在存取電路(未圖示)的頂部表面上形成下電極材料層，接著，以標準光的微影技術來圖案化電極層上的光阻層，以形成覆蓋於下電極220位置上的光阻罩幕。接著，使用，例如是氧電漿來修整光阻罩幕，以形成具有覆蓋在下電極220之位置上的次微影尺寸的罩幕結構。接著，以經過修整之光阻罩幕來蝕刻電極材料層，以形成具有次微影直徑222之下電極。接下來，形成並平坦化介電材料210，得到圖3A所示之結構。
在另一實例中，下電極220以及介電質210的形成方法可以在存取電路的頂部表面上形成介電質210，接著，依序形成隔離層以及犧牲層。之後，在犧牲層上形成具有開口的罩幕，開口的尺寸接近於或等於用以形成罩幕之製程的最小特徵尺寸，所述開口上覆於下電極220之位置。接著，以罩幕選擇性地蝕刻隔離層以及犧牲層，以在隔離層以及犧牲層中形成通孔(via)，且使介電層210之頂部表面暴露出來。在移除罩幕後，對通孔進行選擇性底切蝕刻(undercutting etch)，蝕刻隔離層，同時使犧牲層以及介電層210無損傷。接著在通孔中形成填充材料。由於選擇性底切蝕刻製程，以致於待形成於通孔內之填充材料中產生自對準空隙。接下來，對填充材料進行非等向性蝕刻製程以打開空隙，且繼續蝕刻，直至在空隙下方區域中的介電層210暴露出來為止，以形成包括通孔內之填充材料的側壁間隙壁(sidewall spacer)。側壁間隙壁的開口尺寸，實質上由空隙之尺寸而定，且因此可小於微影製程之最小特徵尺寸。接下來，使用側壁間隙壁作為蝕刻罩幕，蝕刻介電層210，藉以在介電層210中形成直徑小於最小特徵尺寸的開口。接下來，在介電層210中的開口中形成電極層。接著，進行例如是化學機械研磨(chemical mechanical polishing,CMP)的平坦化製程，以移除隔離層以及犧牲層並形成下電極220，得到圖3A中所示之結構。
接下來，在圖3A的結構上形成相變記憶體構件材料300，在相變記憶體構件材料300上形成電絕緣構件材料310，在電絕緣構件材料310上形成導電構件材料320，且在導電構件材料320上形成電極材料330，得到圖3B之橫截面圖中所示之結構。
接著，圖案化材料300、310、320以及330，以形成堆疊結構340，從而得到圖3C之橫截面圖之結構。堆疊340包括相變記憶體構件230、電絕緣構件260、導電構件270以及側電極240之上部335。
接下來，在圖3C之結構上(包括在堆疊335之側壁表面上)形成導電層，並非等向性蝕刻導電層，以形成側電極240之側壁部分337，從而得到圖3D之橫截面圖中所示之結構。
圖4A為記憶體單元400之第二實施例的橫截面圖。所述實施例在主動區之邊緣處的電流密度，較圖1之記憶體單元100之主動區邊緣處的電流密度增加，因此可以提升操作電流效率以及可靠度。圖4B為沿著線4B-4B截取之記憶體單元400的俯視圖。
記憶體單元440包括第一電極420、第二電極440，以及在第一電極420之外表面422與第二電極440之內表面441之間的絕緣構件415。
第一電極420自絕緣構件415之頂部表面延伸以將相變記憶體構件430耦接至下方的存取電路(未圖示)。第一電極420可包括，例如是上述記憶體單元200之下電極220材料中之任一者。絕緣構件415可包括，例如是二氧化矽。或者，絕緣構件415可包括其他介電材料。介電質410包圍在絕緣構件415周圍。
在圖4B俯視圖中，第二電極440之內表面441包圍在第一電極420之外表面422周圍。又，在所述的實施例中，第一電極420以及絕緣構件415分別具有圓形橫截面，因此，第一電極420以及第二電極440之各別外表面422以及內表面441分別具有圓形橫截面。然而，在其他實施例中，依照形成第一電極420以及絕緣構件415的製造技術，第一電極420以及絕緣構件415橫截面可分別為圓形、橢圓形、正方形、矩形或稍不規則成形。
請再參照圖4A，第一電極420的頂部表面424與第二電極440之頂部表面443實質上共面(coplanar)。本文所述“實質上共面”用以在電極420、440之形成期間符合製造容忍度，並且符合在電極420、440形成後進行的可能造成頂部表面424、443之平坦度產生變化的製程。
相變記憶體構件430延伸通過絕緣構件415，且分別與第一電極420以及第二電極440之頂部表面424以及443接觸。相變記憶體構件430可包括，例如是上述參考圖2A至圖2C之記憶體單元200的相變記憶體構件230所述之材料中之任一者。
記憶體單元400亦包括絕緣構件460，其位於相變記憶體構件430的頂部表面上。絕緣構件460可包括，例如是上述參考圖2A至圖2C之記憶體單元200的介電構件260所述之材料中的任一者。
導電構件470位於絕緣構件460上。導電構件470之材料的導電率大於電絕緣構件460之導電率。
在所說明之實施例中，導電構件470之材料的導熱率小於絕緣構件460之電絕緣材料之導熱率。導電構件470可包括，例如是上述參考圖2A至圖2C之記憶體單元200的導電構件270之材料中之任一者。
在所說明之實施例中，相變記憶體構件430、絕緣構件460以及導電構件470形成具有側壁表面495之堆疊結構。介電質490，包括，例如是二氧化矽，位在堆疊結構上且與堆疊結構之側壁表面495接觸。
在進行操作時，施加在第一電極420以及第二電極440上之電壓將使得電流從第一電極420經由相變記憶體構件430流向第二電極440，或相反。
第一電極420以及第二電極440之共面頂部表面424以及443以及其間之絕緣構件415使得電流側向流經邊緣區454，電流密度增加，且因此增加每單位電流值在主動區450之邊緣區454內所產生的熱量。
因此，電極420、440、絕緣構件415以及導電構件470提供重定向裝置，以在接觸表面424之短距離內重定向電流，使得其相對於接觸表面424處之電流流動的方向在相變記憶體構件415內側向流動，藉以增加相變記憶體構件之接觸表面424邊緣上的區域454內的電流密度。
因此，在主動區450中產生相變所需的電流量相當小。另外，在邊緣454處增加電流密度以及所產生的熱，減少第一電極420之散熱效應。
第二電極440包括多個材料層，用以減少第二電極440之散熱效應。第二電極440包括，例如是位元線之一部分。
第二電極440包括位在頂部表面443處之第一材料層442以及位於第一材料層442下方的第二材料層444。第一材料層442的導熱率小於第二材料層444之導熱率。第一材料導熱率相對較低，以減少第二電極440帶走相變記憶體構件430的熱量，從而有效地增加每單位電流值在相變記憶體構件430內所產生的熱量。因此，在主動區450中產生相變所需的電流可非常小。
在某些實施例中，第二材料層444的導電率亦大於第一材料層442之導電率。第二材料層444的導電率較高有助於增加第二電極440之導電率，減少第二電極440之電負載(electrically loading)。
在所說明之實施例中，第二電極440更包括第三材料層446。第二材料層444的導熱率(thermal conductivity)小於第三材料層446之導熱率。在一些實施例中，可省去第三材料層446。通常地，第二電極440可包括兩個或兩個以上的材料層。
在某些實施例中，第一材料層442包括高N型摻雜TiN、TaN以及TaSiN中之一者，第二材料層444包括TiN以及TaN中之一者，且第三材料層446包括Al、Cu以及W中之一者。或者，可使用其他材料。
圖5A至圖5E說明製造包括圖4A至圖4B之記憶體單元400之記憶體元件500的製作步驟之實施例。
參看圖5A，記憶體元件500包括周邊區510以及記憶體區520。周邊區510包括自介電質410之頂部表面505延伸至下方的邏輯元件(未圖示)之導電接觸窗515。導電接觸窗520之材料可包括，例如鎢。其他材料亦可用於導電接觸窗520。
記憶體區520包括位於介電質410下方的存取元件(未圖示)。記憶體區510中之存取元件以及周邊區510中之邏輯元件的構形(configuration)取決於將形成記憶體單元400於其中之記憶體元件500的構形。
在介電質410之頂部表面505上形成材料層446，在層446上形成材料層444，且在材料層444上形成材料層442。接著圖案化材料層442、444以及446以形成位元線440，做為後續形成之記憶體單元的第二電極，得到圖5A之結構。
接下來，於記憶體區520中形成開口525，此開口525延伸通過材料層442、444、446以及介電質410，得到圖5B之橫截面圖。開口525還延伸至下方的存取電路。
接下來，於記憶體區520上，包括開口525內，沈積介電材料，再非等向性蝕刻介電材料，以在開口525內形成絕緣構件415，得到圖5C之結構。
接下來，在記憶體區520上，包括在開口內，形成第一電極材料，再平坦化第一電極材料，以形成第一電極420，其頂部表面424與位元線440之頂部表面443實質上共面，得到圖5D之結構。
接下來，在圖5D之記憶體區520上形成相變記憶體構件材料，在相變記憶體構件上形成第一介電層，在第一介電層上形成導電構件材料，且在熱隔離構件材料上形成第二介電層。接著圖案化相變記憶體構件材料、第一介電層、導電構件以及第二介電層，得到圖5E之橫截面圖之結構。
在圖5E中，在周邊區510中同時形成多層位元線440，做為記憶體區520中之記憶體單元的第二電極。因此，記憶體元件較不複雜且可解決周邊區以及記憶體區之設計整體性的問題，故可降低成本。
圖6為記憶體單元600之第三實施例的橫截面圖。所述實施例在主動區之邊緣處的電流密度，較圖1之記憶體單元100之主動區邊緣處的電流密度增加，因此可以提升操作電流效率以及可靠度。
記憶體單元600包括下電極620，下電極620與相變記憶體構件630之底部表面接觸且自介電質610之頂部表面延伸，將相變記憶體構件630耦接至下方的存取電路(未圖示)。下電極620可包括，例如是上述記憶體單元200之下電極220的材料中之任一者。介電質610可包括，例如是二氧化矽。或者，介電質610可包括其他的介電材料。
相變記憶體構件630可包括，例如是上述圖2A至圖2C之記憶體單元200的相變記憶體構件230的材料中之任一者。相變記憶體構件630的寬度632大於下電極620之寬度622。
穿隧介電構件660位在相變記憶體構件630之頂部表面上。更詳細地說，穿隧介電構件660包括介電材料。介電材料的厚度662足以藉由施加至上電極640以及底電極620之電壓所產生的電場而允許電荷經由穿隧介電構件660沿著電極間路徑680穿隧。
穿隧介電構件660之足以允許電荷穿隧的厚度662取決於穿隧介電構件660之材料以及在記憶體構件200之操作期間施加至上電極640以及下電極620的操作電壓。各實施例的厚度662可依據經驗而定。在某些實施例中，穿隧介電構件660包括二氧化矽、氮化矽、氧化鋁以及氧化釕中之一者。在某些實施例中，厚度662小於30埃，例如為約10埃。
導電構件670位在穿隧介電構件660上。導電構件670之材料的導電率大於穿隧介電構件660之導電率。
在所說明之實施例中，導電構件670包括導熱率小於穿隧介電構件660之導熱率的材料。導電構件670可包括，例如是上述圖2A至圖2C之記憶體單元200的導電構件270的材料中之任一者。在所說明之實施例中，導電構件670包括與相變記憶體構件630之相變材料相同的相變材料。或者，可使用其他材料。
導電構件670做為熱絕緣體，以減少上方所覆蓋之上電極640帶走相變記憶體構件630的熱量。在一些實施例中，省去導電構件670。
上電極640可包括，例如是上述圖2A至圖2C之記憶體單元200的電極240的材料中之任一者。
在所說明之實施例中，相變記憶體構件630、穿隧介電構件660、導電構件670以及上電極640形成具有側壁表面695之堆疊結構。介電質690包括，例如是二氧化矽，包圍在所述堆疊結構的周圍且與堆疊之側壁表面695接觸。
在進行操作時，施加在下電極620以及上電極640上之電壓，使得電流從下電極620，沿著路徑680，經由相變記憶體構件630、穿隧介電構件660以及導電構件670流向上電極640，或相反。
相變記憶體構件630之相變材料的導電率相對較高，有助於跨越穿隧介電構件660之電場的均一性，使相變記憶體構件680中的一些電流側向流經相變記憶體構件630之主動區650的邊緣區654。
由於主動區650之邊緣區654處的電流密度增加，每單位電流值在邊緣區654內所產生的熱的量也因而增加。因此，在主動區650中產生相變所需的電流量相當小。另外，在邊緣654處的電流密度增加及其所產生的熱減少了下電極620的散熱效應。
因此，電極620、640、穿隧介電構件660以及導電構件670提供重定向裝置，以在下電極620之頂部表面的短距離內重定向電流，使得其相對於下電極620之頂部表面處之電流流動的方向在相變記憶體構件630內側向地流動，以增加相變記憶體構件630其下電極620之頂部表面邊緣上的區域654內的電流密度。
圖7A至圖7C說明用於製造圖6之記憶體單元之製作步驟之實施例。形成延伸至介電質610之頂部表面612的下電極620，得到圖7A之橫截面圖中所示的結構。
下電極620以及介電質610的形成方法可參照以上對應圖3A所述之內容。
接下來，在圖7A之結構上形成相變記憶體構件材料700，在相變記憶體構件材料700上形成穿隧介電構件材料710，在穿隧介電構件材料710上形成導電構件材料720，且在熱隔離構件材料720上形成上電極材料730，得到圖7B之橫截面圖中之結構。
接著圖案化材料700、710、720以及730以形成堆疊740，得到圖7C之橫截面圖之結構。堆疊結構740包括相變記憶體構件630、穿隧介電構件660、導電構件670以及上電極640。接下來，在圖7C之結構上形成介電質690並對其進行平坦化，得到圖6之記憶體單元600。
圖8為記憶體單元800之第四實施例的橫截面圖。所述實施例在主動區之邊緣處的電流密度，較圖1之記憶體單元100之主動區邊緣處的電流密度增加，因此可以提升操作電流效率以及可靠度。記憶體單元800類似於圖6之記憶體單元600且包括上電極840，上電極840與相變記憶體構件630之側表面820接觸，以界定在上電極840與下電極620之間通過相變記憶體構件630之側表面820的第二電極間電流路徑880。額外電流路徑880可用於在讀取操作期間提供通過記憶體單元800之足夠電流。
圖9A至圖9B說明代替圖7C之步驟的實施例，以得到圖8之記憶體單元之製造方法。
請參看圖7B，圖案化材料700、710、720以及730以形成堆疊結構940，得到圖9A之橫截面圖中所示之結構。堆疊結構940包括相變記憶體構件630、穿隧介電構件660、導電構件670以及上電極840之上部920。
接下來，在圖9A所示之結構上，包括在堆疊結構940之側壁表面上形成導電層，再非等向性蝕刻導電層，以形成上電極840之側壁部分925，得到圖9B之橫截面圖中所示之結構。接下來，在圖9B所示之結構上形成介電質690並對其進行平坦化，得到圖8之記憶體單元800。
圖10為包括記憶體陣列1005之積體電路1000的簡化方塊圖。記憶體陣列1005的記憶體單元具有電流擴展構件(current spreading means)，用以增加相變記憶體構件之主動區的側向邊緣處電流密度。相變記憶體構件可程式化至多個電阻狀態，包括較低電阻狀態以及較高電阻狀態。字元線解碼器1010，具有讀取、重設、重設驗證、設定驗證以及設定模式，其與沿著記憶體陣列1005中之列配置的多個字元線1015耦接並且電性導通。位元線(行)解碼器1020與沿著陣列1005中之行配置的多個位元線1025電性導通，用於讀取以及程式化陣列1005中之記憶體單元(未圖示)。
在匯流排1060上將位址提供給字元線解碼器、驅動器1010以及位元線解碼器1020。經由資料匯流排1035將區塊1030中之感測電路(感測放大器)以及資料輸入結構(包括用於讀取以及程式化模式之電壓及/或電流源)耦接至位元線解碼器1020。資料輸入線1040將資料自積體電路1000上之輸入/輸出埠或自積體電路1000內部或外部之其他資料源提供至區塊1030中之資料輸入結構。積體電路1000上可包括其他電路1065，諸如一般用途處理器或專用應用電路，或提供由陣列1005支援之系統晶片功能性(system-on-a-chip functionality)的模組組合。資料經由資料輸出線1045自區塊1330中之感測放大器提供至積體電路1000上之輸入/輸出埠，或供應至積體電路1000內部或外部之其他資料目的地。
積體電路1010包括用於陣列1005之記憶體單元讀取、重設、重設驗證、設定驗證以及設定模式的控制器1050。在此實例中，控制器1050是使用偏壓配置狀態機(bias arrangement state machine)來實施，用以控制偏壓電路電壓與電流源1055之施加，包括對字元線1015、位元線1025以及在一些實施例中對源極線進行讀取、設定以及重設的偏壓配置之施加。控制器1050可使用此項技術中所熟知之專用邏輯電路來實施之。在替代實施例中，控制器1050包括一般用途處理器，其可實施於相同積體電路上，以執行控制元件之操作的電腦程式。在又其他實施例中，可利用專用邏輯電路與一般用途處理器之組合來實施控制器1050。
如圖11所示，陣列1005之各個記憶體單元包括存取電晶體(或諸如二極體之其他存取元件)以及相變記憶體構件。在圖14中，四個記憶體單元1130、1132、1134、1136分別具有記憶體構件1140、1142、1144、1146，其表示具有數百萬個記憶體單元之陣列的一小部分。記憶體構件可程式化至包括較低以及較高電阻狀態的多個電阻狀態。
記憶體單元1130、1132、1134、1136之各個存取電晶體中的源極共同連接至源極線1154，此源極線1154終止於源極線終端電路1155，例如接地端。在另一實施例中，存取元件之源極線彼此不電性連接，而是可獨立控制。源極線終端電路1155可包括諸如電壓源以及電流源之偏壓電路以及在一些實施例中用於對源極線1154施加偏壓配置(而非接地)的解碼電路。
多個字元線，包括字元線1156、1158，沿著第一方向平行延伸。字元線1156、1158與字元線解碼器1010電性導通。記憶體單元1130以及1134之存取電晶體的閘極連接至字元線1156，且記憶體單元1132以及1136之存取電晶體的閘極共同連接至字元線1158。
多個位元線，包括位元線1160、1162，在第二方向上平行延伸，且與位元線解碼器1120電性導通。在所說明之實施例中，各個記憶體構件配置於相應存取元件之汲極與相應位元線之間。或者，記憶體構件可在相應存取元件之源極側上。
應理解，記憶體陣列1105不限於圖11所示之陣列構形，且亦可使用額外陣列構形。另外，在一些實施例中，可以雙極電晶體或二極體代替MOS電晶體，以做為存取元件。
在進行操作時，陣列1105中各個記憶體單元依據相應記憶體構件之電阻來儲存資料。舉例而言，可藉由感測電路1030之感測放大器，將選定記憶體單元之位元線上的電流與合適參考電流比較，以判定資料值。建立參考電流，使得一預定電流範圍對應於邏輯「0」，而不同的電流範圍則對應於邏輯「1」。在具有三個或三個以上之狀態的記憶體單元中，可建立多個參考電流，使得不同位元線電流範圍對應於三個或三個以上之狀態之各個狀態。
對陣列1105之記憶體單元之讀取或寫入時，可將合適電壓施加至字元線1156、1158其中之一，並將位元線1160、1162其中之一耦接一電壓，以使得電流流經所選定的記憶體單元。舉例而言，在位元線1160、字元線1158以及源極線1154施加足以導通記憶體單元1132之存取電晶體且使路徑1180中之電流從位元線1160流向源極線1154或從源極線1154流向位元線1160的電壓施，可建立通過選定記憶體單元(在此實例中，記憶體單元1132以及相應記憶體構件1148)的電流路徑1180。所施加電壓之位準以及持續時間與所進行之操作有關。
在記憶體單元1132之重設(或抹除)操作中，字元線解碼器1010有助於提供合適電壓給字元線1058以使記憶體單元1132之存取電晶體導通。位元線解碼器1120有助於供應具有合適振幅以及持續時間之一或多個電壓脈衝給位元線1160，以使電流流經記憶體構件1148，藉以使得至少主動區之溫度升高到高於記憶體構件1148之相變材料的轉變溫度且亦高於熔化溫度，以至少使得主動區處於液態。舉例而言，接著終止位元線1160上之電壓脈衝以及字元線1158上之電壓，以終止電流，以使得主動區以相對較快之淬熄時間快速地冷卻，以穩定在非晶相。
在記憶體單元1132之讀取(或感測)操作中，字元線解碼器1010有助於字元線1158提供合適電壓以導通記憶體單元1132之存取電晶體。位元線解碼器1120有助於施加具有合適振幅以及持續時間之電壓至位元線1160，以產生不會造成記憶體構件1148電阻狀態改變的電流。在位元線1160上流經記憶體構件1148之電流與記憶體單元1132之記憶體構件1148的電阻有關，且因此與記憶體構件1148之資料狀態有關。故，記憶體單元1132之資料狀態可例如藉由感測電路1130之感測放大器將位元線1160上之電流與合適參考電流進行比較來判定之。
在記憶體單元1132之設定(或程式化)操作中，字元線解碼器1010有助於提供合適電壓給字元線1158以使記憶體單元1132之存取電晶體導通。位元線解碼器1120有助於供應具有合適振幅以及持續時間之電壓給位元線1160，以使電流流經記憶體構件1148，藉以使得主動區之至少一部分的溫度升高到高於相變材料之轉變溫度，以使主動區之至少一部分從非晶相轉變至結晶相，此轉變使得記憶體構件1148之電阻下降且可將記憶體單元1132設定在所要的狀態。
本文所述之記憶體單元的實施例包括用於記憶體構件的相變記憶體材料，包括硫族化合物之材料(chalogenide based materials)以及其他材料。硫族元素包括四種元素氧(O)、硫(S)、硒(Se)以及碲(Te)中之任一者，所述元素形成元素週期表之VIA族的部分。硫族化合物包括具有帶更多正電之元素或自由基的硫族元素之化合物。硫族化合物合金包括具有諸如過渡金屬之其他材料的硫族化合物之組合。硫族化合物合金通常含有一或多種選自元素週期表之IVA族的元素，諸如鍺(Ge)以及錫(Sn)。通常，硫族化合物合金包括銻(Sb)、鎵(Ga)、銦(In)以及銀(Ag)中之一或多者的組合。技術文獻已提出許多相變記憶體材料，包括以下之合金：Ga/Sb、In/Sb、In/Se、Sb/Te、Ge/Te、Ge/Sb/Te、In/Sb/Te、Ga/Se/Te、Sn/Sb/Te、In/Sb/Ge、Ag/In/Sb/Te、Ge/Sn/Sb/Te、Ge/Sb/Se/Te以及Te/Ge/Sb/S。在Ge/Sb/Te合金之系列中，可以使用的合金組成物的範圍相當廣。所述組成物可表示為Tea
Geb
Sb100-(a+b)
。有一個研究人員已提出最有用之合金是在沈積材料中Te之平均濃度遠低於70%，通常Te之平均濃度低於約60%且通常低如約23%直至約58%且最佳約48%至58%。在材料中，Ge之濃度高於約5%且平均為約8%之低值至約30%，通常保持低於50%。最佳地，Ge之濃度在約8%至約40%之範圍中。此組成物之主要組成元素中的其餘的是Sb。這些百分比為原子百分比，其總合為組成元素之原子的100%。(Ovshinsky 5,687,112專利，第10至第11行。)另一個研究員評估之特定合金包括Ge2Sb2Te5、GeSb2Te4以及GeSb4Te7(Noboru Yamada，“Potential of Ge-Sb-Te Phase-Change Optical Disks for High-Data-Rate Recording”，SPIE，第3109卷，第28至第37頁(1997))。通常，可將諸如鉻(Cr)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈮(Nb)、鈀(Pd)、鉑(Pt)之過渡金屬以及其混合物或其合金與Ge/Sb/Te組合以形成具有可程式化電阻特性的相變合金。在Ovshinsky '112第11至第13行所提出之可用之記憶體材料的特定實例以引用之方式併入本案。
在一些實施例中，硫族化合物以及其他相變材料摻雜雜質，使用摻雜硫族化合物來修改記憶體構件之傳導性、轉變溫度、熔化溫度以及其他性質。用於摻雜硫族化合物之典型雜質包括氮、矽、氧、二氧化矽、氮化矽、銅、銀、金、鋁、氧化鋁、鉭、氧化鉭、氮化鉭、鈦以及氧化鈦。請參照美國專利第6,800,504號以及美國專利申請公開案第U.S. 2005/0029502號。
相變合金能夠第一結構狀態與第二結構狀態之間切換，其中第一結構狀態是指在單元之主動通道區中局部有序，材料為通常非晶固相；而第二結構狀態是材料為通常結晶固相。這些合金至少是雙穩態。「非晶」是指比單晶無序之相對較無序的結構，其具有可偵測特性例如是比結晶相高的電阻率。「結晶」是指比非晶結構有序的相對較有序的結構，其具有可偵測特性諸如比非晶相低之電阻率。通常，在完全非晶狀態與完全結晶狀態之間的整個相譜(Spectrum)中，相變材料在局部有序之不同的可偵測狀態之間進行電性切換。非晶相與結晶相之間改變所影響的其他材料特性包括原子次序、自由電子密度以及活化能。材料可切換至不同固相或兩個或兩個以上的固相混合，以在完全非晶狀態與完全結晶狀態之間提供灰階。材料的電性可相應地改變。
藉由施加電脈衝可使相變合金自一個相狀態改變至另一個相狀態。據觀察，較短、較高振幅脈衝傾向於將相變材料改變為通常非晶狀態。較長、較低振幅脈衝傾向於將相變材料改變為通常結晶狀態。較短、較高振幅脈衝中之能量足夠高，可使得結晶結構中的鍵斷裂，而足夠短，則可以防止原子重新對準成結晶狀態。不需過度實驗即可決定適於特定相變合金之脈衝的輪廓(profile)。相變材料被稱作GST，然而，當可理解亦可以使用其他類型的相變材料。本文所述之用來形成PCRAM的材料的是Ge2
Sb2
Te5
。
硫族化合物材料之例示性形成方法，可以使用諸如題為“Chemical Vapor Deposition of Chalcogenide Materials”之美國公開案第2006/0172067號中所揭露之化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)的化學氣相沈積CVD，其以引用之方式併入本案中。
依據情況，在真空中或在N2
環境中進行沈積後退火處理，以改良硫族化合物材料之結晶狀態。退火溫度通常在100℃至400℃之範圍中，退火時間小於30分鐘。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、400、600、800、1132、1134、1136．．．記憶體單元
110、160．．．介電層
120、220、620．．．下電極
125、145．．．寬度
130、230、630．．．相變記憶體構件
140、640、840．．．上電極
150、250、650．．．主動區
152．．．主動區之中心
154．．．主動區之邊緣
200．．．記憶體單元
210、410、610、690．．．介電質
212．．．頂部表面
222．．．下電極之直徑
231．．．相變記憶體構件之厚度
232．．．相變記憶體構件之底表面
234．．．相變記憶體構件之外表面
235、237．．．接觸表面
240．．．側電極
254．．．邊緣區
260．．．電絕緣構件/介電構件
262．．．側電極的厚度
270、670．．．導電構件
280、680、880．．．電極間電流路徑
290．．．柱體之側面
295、695．．．側壁表面
300、700．．．相變記憶體構件材料
310、710．．．電絕緣構件材料
320、720．．．導電構件材料
330、730．．．電極材料
340、740、940．．．堆疊結構
335．．．側電極之上部
337．．．側電極之側壁部分
415．．．絕緣構件
420．．．第一電極
422．．．第一電極之外表面
424．．．第一電極之頂部表面
430．．．相變記憶體構件
440．．．第二電極
441．．．第二電極之內表面
442．．．第一材料層
443．．．第二電極之頂部表面
444．．．第二材料層
446．．．第三材料層
450．．．主動區
454．．．邊緣區
460．．．絕緣構件
470．．．導電構件
490．．．介電質
495．．．側壁表面
500．．．記憶體元件
505．．．介電質之頂部表面
510．．．周邊區
515．．．導電接觸窗
520．．．記憶體區
525．．．開口
612．．．介電質之頂部表面
622．．．下電極之寬度
632．．．相變記憶體構件之寬度
654．．．邊緣區
660．．．穿隧介電構件
662．．．厚度
820．．．相變記憶體構件之側表面
920．．．上電極之上部
925．．．上電極之側壁部分
1000．．．積體電路
1005．．．記憶體陣列
1010．．．字元線解碼器
1015、1156、1158．．．字元線
1020．．．位元線解碼器
1025．．．位元線
1030．．．感測電路
1035．．．資料匯流排
1040．．．資料輸入線
1045．．．資料輸出線
1050．．．控制器
1055．．．偏壓電路電壓與電流源
1060．．．匯流排
1065．．．其他電路
1130．．．感測電路
1146、1148．．．記憶體構件
1154．．．源極線
1155．．．源極線終端電路
1160、1162．．．位元線
1180．．．電流路徑
圖1繪示先前技術「蘑菇型」記憶體單元之橫截面圖。
圖2A繪示在主動區之邊緣處具有電流密度增加的記憶體單元之第一實施例的橫截面圖。
圖2B為沿著線2B-2B截取的圖2A之記憶體單元的俯視圖。
圖2C為圖2A之橫截面圖的展開圖。
圖3A至圖3D繪示用於製造圖2A至圖2C之記憶體單元之製作步驟的實施例。
圖4A說明在主動區之邊緣處具有電流密度增加的記憶體單元之第二實施例的橫截面圖。
圖4B為沿著線4B-4B截取的圖2A之記憶體單元的俯視圖。
圖5A至圖5E說明用於製造包括圖4A至圖4B之記憶體單元之記憶體元件的製作步驟之實施例。
圖6說明在主動區之邊緣處具有電流密度增加的記憶體單元之第三實施例的橫截面圖。
圖7A至圖7C說明用於製造圖6之記憶體單元之製作步驟之實施例。
圖8說明在主動區之邊緣處具有電流密度增加的記憶體單元之第四實施例的橫截面圖。
圖9A至圖9B說明替代圖7C之步驟的實施例以形成圖8之記憶體單元。
圖10為實施本發明所述之記憶體單之積體電路之方塊示意圖。
圖11繪示圖10之積體電路之記憶體陣列實施例的部分示意圖。
200．．．記憶體單元
210．．．介電質
212．．．頂部表面
220．．．下電極
230．．．相變記憶體構件
231．．．相變記憶體構件之厚度
232．．．相變記憶體構件之底部表面
234．．．相變記憶體構件之外表面
235．．．第一接觸表面
237．．．第二接觸表面
240．．．側電極
250．．．主動區
254．．．邊緣區
260．．．電絕緣構件/介電構件
262．．．側電極的厚度
270．．．導電構件
280．．．電極間電流路徑
295．．．側壁表面
Claims (23)
- 一種記憶體元件，包括：第一電極，具有頂部表面以及外表面；第二電極，且具有包圍在所述第一電極之所述外表面周圍的內表面，所述第二電極包括位在所述頂部表面處之第一材料以及位於所述第一材料下方的第二材料，所述第一材料的導熱率小於所述第二材料之導熱率相變記憶體構件，延伸越過所述第一電極之所述外表面與所述第二電極之所述內表面之間的絕緣構件，以接觸所述第一電極以及所述第二電極的所述頂部表面其與所述第一電極之所述接觸頂表面以及所述第二電極之所述頂表面接觸，所述相變記憶體構件的寬度大於所述第一電極之寬度；以及界定裝置，其包括位在所述相變記憶體構件上之介電構件以及位在所述介電構件上之導電構件，所述導電構件包括導電率大於所述介電構件之材料之導電率的材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之記憶體元件，其中所述導電構件之材料的導熱率小於所述介電構件之材料之導熱率。
- 如申請專利範圍第1項所述之記憶體元件，其中所述相變記憶體構件、所述介電構件以及導電構件形成具有側壁表面的堆疊結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之記憶體元件，其中所述相變記憶體構件包括第一相變材料；以及 所述導電構件包括第二相變材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之記憶體元件，其中所述第一相變材料的導電率小於所述第二材料的導電率。
- 如申請專利範圍第1項所述之記憶體元件，其中所述第二電極更包括位於所述第二材料下的第三材料，所述第二材料的導熱率小於所述第三材料的導熱率。
- 如申請專利範圍第1項所述之記憶體元件，其中所述相變記憶體構件包括主動區，所述主動區與所述第一電極的所述頂部表面相鄰。
- 如申請專利範圍第7項所述之記憶體元件，其中该相變記憶構件的寬度大於所述第一電極的寬度，且遠離所述第二電極的所述頂部表面。
- 如申請專利範圍第1項所述之記憶體元件，其中所述第二電極的所述內表面與所述第一電極的所述外表面為同心。
- 如申請專利範圍第1項所述之記憶體元件，其中所述第一電極具有圓形橫截面。
- 一種記憶體元件，其包括：相變記憶體構件，其具有頂部表面、底部表面、側表面以及所述頂部表面與所述底部表面之間的厚度；電絕緣構件，位在所述相變記憶體構件之所述頂部表面上；熱隔離構件，位在所述電絕緣構件上，所述熱隔離構件包括導熱率小於所述電絕緣構件之材料的導熱率之材 料；下電極，其第一接觸表面與所述相變記憶體構件之所述底部表面接觸，所述第一接觸表面在凸出於所述下電極上方時界定一柱體，所述柱體的側面沿所述相變記憶體構件之所述厚度延伸，所述柱體之所述側面的表面積小於或等於所述第一接觸表面之表面積的兩倍；以及側電極，其第二接觸表面與所述相變記憶體構件之所述側表面接觸。
- 如申請專利範圍第11項所述之記憶體元件，其中所述柱體之所述側面的表面積小於或等於所述第一接觸表面之表面積。
- 如申請專利範圍第11項所述之記憶體元件，其中有在所述第一接觸表面處之所述下電極具一直徑，所述直徑大於或等於所述相變記憶體構件之所述厚度的兩倍。
- 如申請專利範圍第13項所述之記憶體元件，其中所述下電極之所述直徑大於或等於所述相變記憶體構件之所述厚度。
- 如申請專利範圍第13項所述之記憶體元件，其中：所述下電極之所述直徑小於或等於130奈米，且所述相變記憶體構件之所述厚度小於或等於100奈米。
- 如申請專利範圍第11項所述之記憶體元件，其中所述側電極包圍在所述相變記憶體構件之外表面周圍。
- 如申請專利範圍第16項所述之記憶體元件，其中所述相變記憶體構件、所述電絕緣構件以及所述熱隔離構件形成具有側壁表面之堆疊結構，所述側電極位在所述堆疊結構上且與所述堆疊結構之所述側壁表面接觸。
- 如申請專利範圍第11項所述之記憶體元件，其中：所述相變記憶體構件包括第一相變材料；且所述熱隔離構件包括第二相變材料。
- 一種記憶體元件，其包括：第一電極，其具有頂部表面以及外表面；第二電極，其具有與所述第一電極之所述頂部表面實質上共面的頂部表面，且具有包圍在所述第一電極之所述外表面周圍的內表面，所述第二電極包括位在所述頂部表面處之第一材料以及位於所述第一材料下方的第二材料，所述第一材料的導熱率小於所述第二材料之導熱率；絕緣構件，其位在所述第一電極之所述外表面與所述第二電極之所述內表面之間；以及相變記憶體構件，其延伸越過所述絕緣構件，與所述第一電極以及所述第二電極之所述頂部表面接觸。
- 如申請專利範圍第19項所述之記憶體元件，其中所述第一材料的導電率小於所述第二材料之導電率。
- 如申請專利範圍第19項所述之記憶體元件，其中所述第二電極更包括位於所述第二材料下方的第三材料，所述第二材料的導熱率小於所述第三材料之導熱率。
- 如申請專利範圍第19項所述之記憶體元件，其更包括：第二絕緣構件，位在所述相變記憶體構件上；以及熱隔離構件，位在所述第二絕緣構件上，所述熱隔離構件包括導熱率小於所述第二絕緣構件之材料之導熱率的材料。
- 如申請專利範圍第22項所述之記憶體元件，其中：所述相變記憶體構件包括第一相變材料；且所述熱隔離構件包括第二相變材料。
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Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8097537B2 (en) * | 2010-05-25 | 2012-01-17 | Micron Technology, Inc. | Phase change memory cell structures and methods |
| US8243506B2 (en) * | 2010-08-26 | 2012-08-14 | Micron Technology, Inc. | Phase change memory structures and methods |
| US8877628B2 (en) | 2012-07-12 | 2014-11-04 | Micron Technologies, Inc. | Methods of forming nano-scale pores, nano-scale electrical contacts, and memory devices including nano-scale electrical contacts, and related structures and devices |
| US8779409B2 (en) | 2012-09-28 | 2014-07-15 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Low energy memristors with engineered switching channel materials |
| US10031605B2 (en) * | 2015-04-13 | 2018-07-24 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Display integrated pressure sensor |
| US9537093B1 (en) * | 2016-02-16 | 2017-01-03 | Macronix International Co., Ltd. | Memory structure |
| US10700274B2 (en) * | 2018-10-04 | 2020-06-30 | International Business Machines Corporation | Planar single-crystal phase change material device |
| CN114744110A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-12 | 华中科技大学 | 基于晶格匹配的化合物掺杂Ge-Sb-Te相变材料和相变存储器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070147105A1 (en) * | 2005-11-28 | 2007-06-28 | Macronix International Co., Ltd. | Phase Change Memory Cell and Manufacturing Method |
| US20070252127A1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-11-01 | Arnold John C | Phase change memory element with a peripheral connection to a thin film electrode and method of manufacture thereof |
| US20080043520A1 (en) * | 2006-02-07 | 2008-02-21 | Chen Shih H | I-shaped phase change memory cell with thermal isolation |
| TW200834911A (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-16 | Macronix Int Co Ltd | Memory element with reduced-current phase change element |
Family Cites Families (309)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3271591A (en) | 1963-09-20 | 1966-09-06 | Energy Conversion Devices Inc | Symmetrical current controlling device |
| US3530441A (en) | 1969-01-15 | 1970-09-22 | Energy Conversion Devices Inc | Method and apparatus for storing and retrieving information |
| IL61678A (en) | 1979-12-13 | 1984-04-30 | Energy Conversion Devices Inc | Programmable cell and programmable electronic arrays comprising such cells |
| US4452592A (en) | 1982-06-01 | 1984-06-05 | General Motors Corporation | Cyclic phase change coupling |
| JPS60137070A (ja) | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US4719594A (en) * | 1984-11-01 | 1988-01-12 | Energy Conversion Devices, Inc. | Grooved optical data storage device including a chalcogenide memory layer |
| US4876220A (en) | 1986-05-16 | 1989-10-24 | Actel Corporation | Method of making programmable low impedance interconnect diode element |
| JP2685770B2 (ja) | 1987-12-28 | 1997-12-03 | 株式会社東芝 | 不揮発性半導体記憶装置 |
| JP2606857B2 (ja) * | 1987-12-10 | 1997-05-07 | 株式会社日立製作所 | 半導体記憶装置の製造方法 |
| US5534712A (en) | 1991-01-18 | 1996-07-09 | Energy Conversion Devices, Inc. | Electrically erasable memory elements characterized by reduced current and improved thermal stability |
| US5166758A (en) | 1991-01-18 | 1992-11-24 | Energy Conversion Devices, Inc. | Electrically erasable phase change memory |
| US5177567A (en) * | 1991-07-19 | 1993-01-05 | Energy Conversion Devices, Inc. | Thin-film structure for chalcogenide electrical switching devices and process therefor |
| JP2825031B2 (ja) | 1991-08-06 | 1998-11-18 | 日本電気株式会社 | 半導体メモリ装置 |
| US5166096A (en) | 1991-10-29 | 1992-11-24 | International Business Machines Corporation | Process for fabricating self-aligned contact studs for semiconductor structures |
| JPH05206394A (ja) | 1992-01-24 | 1993-08-13 | Mitsubishi Electric Corp | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
| US5958358A (en) | 1992-07-08 | 1999-09-28 | Yeda Research And Development Co., Ltd. | Oriented polycrystalline thin films of transition metal chalcogenides |
| JP2884962B2 (ja) * | 1992-10-30 | 1999-04-19 | 日本電気株式会社 | 半導体メモリ |
| US5515488A (en) * | 1994-08-30 | 1996-05-07 | Xerox Corporation | Method and apparatus for concurrent graphical visualization of a database search and its search history |
| US5785828A (en) | 1994-12-13 | 1998-07-28 | Ricoh Company, Ltd. | Sputtering target for producing optical recording medium |
| US5869843A (en) * | 1995-06-07 | 1999-02-09 | Micron Technology, Inc. | Memory array having a multi-state element and method for forming such array or cells thereof |
| US6420725B1 (en) | 1995-06-07 | 2002-07-16 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for forming an integrated circuit electrode having a reduced contact area |
| US5789758A (en) | 1995-06-07 | 1998-08-04 | Micron Technology, Inc. | Chalcogenide memory cell with a plurality of chalcogenide electrodes |
| US5831276A (en) | 1995-06-07 | 1998-11-03 | Micron Technology, Inc. | Three-dimensional container diode for use with multi-state material in a non-volatile memory cell |
| US5879955A (en) | 1995-06-07 | 1999-03-09 | Micron Technology, Inc. | Method for fabricating an array of ultra-small pores for chalcogenide memory cells |
| US5837564A (en) | 1995-11-01 | 1998-11-17 | Micron Technology, Inc. | Method for optimal crystallization to obtain high electrical performance from chalcogenides |
| KR0182866B1 (ko) | 1995-12-27 | 1999-04-15 | 김주용 | 플래쉬 메모리 장치 |
| US5687112A (en) | 1996-04-19 | 1997-11-11 | Energy Conversion Devices, Inc. | Multibit single cell memory element having tapered contact |
| US6025220A (en) * | 1996-06-18 | 2000-02-15 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a polysilicon diode and devices incorporating such diode |
| US5866928A (en) | 1996-07-16 | 1999-02-02 | Micron Technology, Inc. | Single digit line with cell contact interconnect |
| US5789277A (en) | 1996-07-22 | 1998-08-04 | Micron Technology, Inc. | Method of making chalogenide memory device |
| US6337266B1 (en) * | 1996-07-22 | 2002-01-08 | Micron Technology, Inc. | Small electrode for chalcogenide memories |
| US5814527A (en) | 1996-07-22 | 1998-09-29 | Micron Technology, Inc. | Method of making small pores defined by a disposable internal spacer for use in chalcogenide memories |
| US5985698A (en) | 1996-07-22 | 1999-11-16 | Micron Technology, Inc. | Fabrication of three dimensional container diode for use with multi-state material in a non-volatile memory cell |
| US5998244A (en) | 1996-08-22 | 1999-12-07 | Micron Technology, Inc. | Memory cell incorporating a chalcogenide element and method of making same |
| US5688713A (en) | 1996-08-26 | 1997-11-18 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method of manufacturing a DRAM cell having a double-crown capacitor using polysilicon and nitride spacers |
| US6147395A (en) | 1996-10-02 | 2000-11-14 | Micron Technology, Inc. | Method for fabricating a small area of contact between electrodes |
| US6087674A (en) | 1996-10-28 | 2000-07-11 | Energy Conversion Devices, Inc. | Memory element with memory material comprising phase-change material and dielectric material |
| US5716883A (en) * | 1996-11-06 | 1998-02-10 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method of making increased surface area, storage node electrode, with narrow spaces between polysilicon columns |
| US6015977A (en) | 1997-01-28 | 2000-01-18 | Micron Technology, Inc. | Integrated circuit memory cell having a small active area and method of forming same |
| US5952671A (en) * | 1997-05-09 | 1999-09-14 | Micron Technology, Inc. | Small electrode for a chalcogenide switching device and method for fabricating same |
| US6031287A (en) * | 1997-06-18 | 2000-02-29 | Micron Technology, Inc. | Contact structure and memory element incorporating the same |
| US5933365A (en) | 1997-06-19 | 1999-08-03 | Energy Conversion Devices, Inc. | Memory element with energy control mechanism |
| US5902704A (en) | 1997-07-02 | 1999-05-11 | Lsi Logic Corporation | Process for forming photoresist mask over integrated circuit structures with critical dimension control |
| US6768165B1 (en) * | 1997-08-01 | 2004-07-27 | Saifun Semiconductors Ltd. | Two bit non-volatile electrically erasable and programmable semiconductor memory cell utilizing asymmetrical charge trapping |
| US6617192B1 (en) | 1997-10-01 | 2003-09-09 | Ovonyx, Inc. | Electrically programmable memory element with multi-regioned contact |
| US6969866B1 (en) | 1997-10-01 | 2005-11-29 | Ovonyx, Inc. | Electrically programmable memory element with improved contacts |
| US7023009B2 (en) * | 1997-10-01 | 2006-04-04 | Ovonyx, Inc. | Electrically programmable memory element with improved contacts |
| FR2774209B1 (fr) * | 1998-01-23 | 2001-09-14 | St Microelectronics Sa | Procede de controle du circuit de lecture d'un plan memoire et dispositif de memoire correspondant |
| US6087269A (en) | 1998-04-20 | 2000-07-11 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of making an interconnect using a tungsten hard mask |
| US6372651B1 (en) * | 1998-07-17 | 2002-04-16 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method for trimming a photoresist pattern line for memory gate etching |
| US6141260A (en) * | 1998-08-27 | 2000-10-31 | Micron Technology, Inc. | Single electron resistor memory device and method for use thereof |
| US6351406B1 (en) * | 1998-11-16 | 2002-02-26 | Matrix Semiconductor, Inc. | Vertically stacked field programmable nonvolatile memory and method of fabrication |
| US6034882A (en) * | 1998-11-16 | 2000-03-07 | Matrix Semiconductor, Inc. | Vertically stacked field programmable nonvolatile memory and method of fabrication |
| US6483736B2 (en) | 1998-11-16 | 2002-11-19 | Matrix Semiconductor, Inc. | Vertically stacked field programmable nonvolatile memory and method of fabrication |
| JP2000164830A (ja) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体記憶装置の製造方法 |
| US6487106B1 (en) | 1999-01-12 | 2002-11-26 | Arizona Board Of Regents | Programmable microelectronic devices and method of forming and programming same |
| US6291137B1 (en) | 1999-01-20 | 2001-09-18 | Advanced Micro Devices, Inc. | Sidewall formation for sidewall patterning of sub 100 nm structures |
| US6245669B1 (en) | 1999-02-05 | 2001-06-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | High selectivity Si-rich SiON etch-stop layer |
| US6750079B2 (en) | 1999-03-25 | 2004-06-15 | Ovonyx, Inc. | Method for making programmable resistance memory element |
| JP4558950B2 (ja) | 1999-03-25 | 2010-10-06 | オヴォニクス インコーポレイテッド | 改善された接合を有する電気的にプログラム可能なメモリ素子 |
| US6943365B2 (en) | 1999-03-25 | 2005-09-13 | Ovonyx, Inc. | Electrically programmable memory element with reduced area of contact and method for making same |
| US7902536B2 (en) * | 1999-03-25 | 2011-03-08 | Ovonyx, Inc. | Memory device and method of making same |
| US7723715B2 (en) * | 1999-03-25 | 2010-05-25 | Ovonyx, Inc. | Memory device and method of making same |
| US6177317B1 (en) * | 1999-04-14 | 2001-01-23 | Macronix International Co., Ltd. | Method of making nonvolatile memory devices having reduced resistance diffusion regions |
| US6075719A (en) | 1999-06-22 | 2000-06-13 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method of programming phase-change memory element |
| US6077674A (en) | 1999-10-27 | 2000-06-20 | Agilent Technologies Inc. | Method of producing oligonucleotide arrays with features of high purity |
| US6326307B1 (en) | 1999-11-15 | 2001-12-04 | Appllied Materials, Inc. | Plasma pretreatment of photoresist in an oxide etch process |
| US6314014B1 (en) | 1999-12-16 | 2001-11-06 | Ovonyx, Inc. | Programmable resistance memory arrays with reference cells |
| US6576546B2 (en) | 1999-12-22 | 2003-06-10 | Texas Instruments Incorporated | Method of enhancing adhesion of a conductive barrier layer to an underlying conductive plug and contact for ferroelectric applications |
| TW586154B (en) * | 2001-01-05 | 2004-05-01 | Macronix Int Co Ltd | Planarization method for semiconductor device |
| US6444557B1 (en) * | 2000-03-14 | 2002-09-03 | International Business Machines Corporation | Method of forming a damascene structure using a sacrificial conductive layer |
| US6420216B1 (en) | 2000-03-14 | 2002-07-16 | International Business Machines Corporation | Fuse processing using dielectric planarization pillars |
| US6888750B2 (en) | 2000-04-28 | 2005-05-03 | Matrix Semiconductor, Inc. | Nonvolatile memory on SOI and compound semiconductor substrates and method of fabrication |
| US6420215B1 (en) | 2000-04-28 | 2002-07-16 | Matrix Semiconductor, Inc. | Three-dimensional memory array and method of fabrication |
| US6501111B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-12-31 | Intel Corporation | Three-dimensional (3D) programmable device |
| US6563156B2 (en) | 2001-03-15 | 2003-05-13 | Micron Technology, Inc. | Memory elements and methods for making same |
| US6440837B1 (en) | 2000-07-14 | 2002-08-27 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a contact structure in a semiconductor device |
| US6512263B1 (en) * | 2000-09-22 | 2003-01-28 | Sandisk Corporation | Non-volatile memory cell array having discontinuous source and drain diffusions contacted by continuous bit line conductors and methods of forming |
| US6567293B1 (en) | 2000-09-29 | 2003-05-20 | Ovonyx, Inc. | Single level metal memory cell using chalcogenide cladding |
| US6429064B1 (en) | 2000-09-29 | 2002-08-06 | Intel Corporation | Reduced contact area of sidewall conductor |
| US6339544B1 (en) | 2000-09-29 | 2002-01-15 | Intel Corporation | Method to enhance performance of thermal resistor device |
| US6555860B2 (en) * | 2000-09-29 | 2003-04-29 | Intel Corporation | Compositionally modified resistive electrode |
| KR100382729B1 (ko) | 2000-12-09 | 2003-05-09 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자의 금속 컨택 구조체 및 그 형성방법 |
| US6569705B2 (en) | 2000-12-21 | 2003-05-27 | Intel Corporation | Metal structure for a phase-change memory device |
| TW490675B (en) | 2000-12-22 | 2002-06-11 | Macronix Int Co Ltd | Control method of multi-stated NROM |
| US6627530B2 (en) | 2000-12-22 | 2003-09-30 | Matrix Semiconductor, Inc. | Patterning three dimensional structures |
| US6271090B1 (en) | 2000-12-22 | 2001-08-07 | Macronix International Co., Ltd. | Method for manufacturing flash memory device with dual floating gates and two bits per cell |
| US6534781B2 (en) | 2000-12-26 | 2003-03-18 | Ovonyx, Inc. | Phase-change memory bipolar array utilizing a single shallow trench isolation for creating an individual active area region for two memory array elements and one bipolar base contact |
| ITPD20010013A1 (it) * | 2001-01-18 | 2002-07-18 | Dab Pumps Spa | Struttura di pompa centrifuga ad autoadescamento facilitato. |
| KR100625129B1 (ko) | 2001-01-30 | 2006-09-18 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 반도체 집적 회로 장치의 제조 방법 |
| KR100400037B1 (ko) | 2001-02-22 | 2003-09-29 | 삼성전자주식회사 | 콘택 플러그를 구비하는 반도체 소자 및 그의 제조 방법 |
| US6487114B2 (en) | 2001-02-28 | 2002-11-26 | Macronix International Co., Ltd. | Method of reading two-bit memories of NROM cell |
| US6596589B2 (en) | 2001-04-30 | 2003-07-22 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method of manufacturing a high coupling ratio stacked gate flash memory with an HSG-SI layer |
| US6730928B2 (en) | 2001-05-09 | 2004-05-04 | Science Applications International Corporation | Phase change switches and circuits coupling to electromagnetic waves containing phase change switches |
| US6514788B2 (en) * | 2001-05-29 | 2003-02-04 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Method for manufacturing contacts for a Chalcogenide memory device |
| DE10128482A1 (de) * | 2001-06-12 | 2003-01-02 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterspeichereinrichtung sowie Verfahren zu deren Herstellung |
| US6613604B2 (en) | 2001-08-02 | 2003-09-02 | Ovonyx, Inc. | Method for making small pore for use in programmable resistance memory element |
| US6774387B2 (en) | 2001-06-26 | 2004-08-10 | Ovonyx, Inc. | Programmable resistance memory element |
| US6589714B2 (en) | 2001-06-26 | 2003-07-08 | Ovonyx, Inc. | Method for making programmable resistance memory element using silylated photoresist |
| US6673700B2 (en) * | 2001-06-30 | 2004-01-06 | Ovonyx, Inc. | Reduced area intersection between electrode and programming element |
| US6605527B2 (en) | 2001-06-30 | 2003-08-12 | Intel Corporation | Reduced area intersection between electrode and programming element |
| US6511867B2 (en) * | 2001-06-30 | 2003-01-28 | Ovonyx, Inc. | Utilizing atomic layer deposition for programmable device |
| US6643165B2 (en) * | 2001-07-25 | 2003-11-04 | Nantero, Inc. | Electromechanical memory having cell selection circuitry constructed with nanotube technology |
| US6737312B2 (en) | 2001-08-27 | 2004-05-18 | Micron Technology, Inc. | Method of fabricating dual PCRAM cells sharing a common electrode |
| US6709958B2 (en) | 2001-08-30 | 2004-03-23 | Micron Technology, Inc. | Integrated circuit device and fabrication using metal-doped chalcogenide materials |
| US6507061B1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-01-14 | Intel Corporation | Multiple layer phase-change memory |
| US6586761B2 (en) | 2001-09-07 | 2003-07-01 | Intel Corporation | Phase change material memory device |
| US6861267B2 (en) * | 2001-09-17 | 2005-03-01 | Intel Corporation | Reducing shunts in memories with phase-change material |
| US7045383B2 (en) | 2001-09-19 | 2006-05-16 | BAE Systems Information and Ovonyx, Inc | Method for making tapered opening for programmable resistance memory element |
| US6566700B2 (en) | 2001-10-11 | 2003-05-20 | Ovonyx, Inc. | Carbon-containing interfacial layer for phase-change memory |
| US6800563B2 (en) | 2001-10-11 | 2004-10-05 | Ovonyx, Inc. | Forming tapered lower electrode phase-change memories |
| US6791859B2 (en) | 2001-11-20 | 2004-09-14 | Micron Technology, Inc. | Complementary bit PCRAM sense amplifier and method of operation |
| US6545903B1 (en) * | 2001-12-17 | 2003-04-08 | Texas Instruments Incorporated | Self-aligned resistive plugs for forming memory cell with phase change material |
| US6512241B1 (en) * | 2001-12-31 | 2003-01-28 | Intel Corporation | Phase change material memory device |
| US6867638B2 (en) * | 2002-01-10 | 2005-03-15 | Silicon Storage Technology, Inc. | High voltage generation and regulation system for digital multilevel nonvolatile memory |
| JP3948292B2 (ja) | 2002-02-01 | 2007-07-25 | 株式会社日立製作所 | 半導体記憶装置及びその製造方法 |
| US7151273B2 (en) | 2002-02-20 | 2006-12-19 | Micron Technology, Inc. | Silver-selenide/chalcogenide glass stack for resistance variable memory |
| US6972430B2 (en) | 2002-02-20 | 2005-12-06 | Stmicroelectronics S.R.L. | Sublithographic contact structure, phase change memory cell with optimized heater shape, and manufacturing method thereof |
| US7122281B2 (en) | 2002-02-26 | 2006-10-17 | Synopsys, Inc. | Critical dimension control using full phase and trim masks |
| JP3796457B2 (ja) | 2002-02-28 | 2006-07-12 | 富士通株式会社 | 不揮発性半導体記憶装置 |
| AU2003233406A1 (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-29 | Axon Technologies Corporation | Programmable structure, an array including the structure, and methods of forming the same |
| US6579760B1 (en) | 2002-03-28 | 2003-06-17 | Macronix International Co., Ltd. | Self-aligned, programmable phase change memory |
| AU2003221003A1 (en) | 2002-04-09 | 2003-10-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-volatile memory and manufacturing method thereof |
| US6864500B2 (en) * | 2002-04-10 | 2005-03-08 | Micron Technology, Inc. | Programmable conductor memory cell structure |
| US6605821B1 (en) | 2002-05-10 | 2003-08-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Phase change material electronic memory structure and method for forming |
| US6864503B2 (en) | 2002-08-09 | 2005-03-08 | Macronix International Co., Ltd. | Spacer chalcogenide memory method and device |
| US6850432B2 (en) * | 2002-08-20 | 2005-02-01 | Macronix International Co., Ltd. | Laser programmable electrically readable phase-change memory method and device |
| JP4190238B2 (ja) * | 2002-09-13 | 2008-12-03 | 株式会社ルネサステクノロジ | 不揮発性半導体記憶装置 |
| EP1554763B1 (en) | 2002-10-11 | 2006-08-02 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electric device comprising phase change material |
| US6992932B2 (en) * | 2002-10-29 | 2006-01-31 | Saifun Semiconductors Ltd | Method circuit and system for read error detection in a non-volatile memory array |
| JP4928045B2 (ja) * | 2002-10-31 | 2012-05-09 | 大日本印刷株式会社 | 相変化型メモリ素子およびその製造方法 |
| US6940744B2 (en) | 2002-10-31 | 2005-09-06 | Unity Semiconductor Corporation | Adaptive programming technique for a re-writable conductive memory device |
| US7367060B2 (en) * | 2002-12-11 | 2008-04-29 | Ravi Someshwar | Methods and apparatus for secure document printing |
| US6791102B2 (en) | 2002-12-13 | 2004-09-14 | Intel Corporation | Phase change memory |
| US6744088B1 (en) | 2002-12-13 | 2004-06-01 | Intel Corporation | Phase change memory device on a planar composite layer |
| US7589343B2 (en) | 2002-12-13 | 2009-09-15 | Intel Corporation | Memory and access device and method therefor |
| US6815266B2 (en) | 2002-12-30 | 2004-11-09 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration, Inc. | Method for manufacturing sidewall contacts for a chalcogenide memory device |
| EP1439583B1 (en) | 2003-01-15 | 2013-04-10 | STMicroelectronics Srl | Sublithographic contact structure, in particular for a phase change memory cell, and fabrication process thereof |
| KR100476690B1 (ko) | 2003-01-17 | 2005-03-18 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치 및 그 제조방법 |
| US7277317B2 (en) | 2003-01-31 | 2007-10-02 | Nxp B.V. | MRAM architecture for low power consumption and high selectivity |
| US7115927B2 (en) | 2003-02-24 | 2006-10-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Phase changeable memory devices |
| KR100486306B1 (ko) | 2003-02-24 | 2005-04-29 | 삼성전자주식회사 | 셀프 히터 구조를 가지는 상변화 메모리 소자 |
| US7323734B2 (en) * | 2003-02-25 | 2008-01-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Phase changeable memory cells |
| US6936544B2 (en) | 2003-03-11 | 2005-08-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method of removing metal etching residues following a metal etchback process to improve a CMP process |
| US7400522B2 (en) | 2003-03-18 | 2008-07-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Resistance change memory device having a variable resistance element formed of a first and second composite compound for storing a cation |
| KR100504698B1 (ko) | 2003-04-02 | 2005-08-02 | 삼성전자주식회사 | 상변화 기억 소자 및 그 형성 방법 |
| JP4634014B2 (ja) | 2003-05-22 | 2011-02-16 | 株式会社日立製作所 | 半導体記憶装置 |
| KR100979710B1 (ko) * | 2003-05-23 | 2010-09-02 | 삼성전자주식회사 | 반도체 메모리 소자 및 제조방법 |
| US20060006472A1 (en) * | 2003-06-03 | 2006-01-12 | Hai Jiang | Phase change memory with extra-small resistors |
| US7067865B2 (en) | 2003-06-06 | 2006-06-27 | Macronix International Co., Ltd. | High density chalcogenide memory cells |
| US6838692B1 (en) | 2003-06-23 | 2005-01-04 | Macronix International Co., Ltd. | Chalcogenide memory device with multiple bits per cell |
| US7132350B2 (en) * | 2003-07-21 | 2006-11-07 | Macronix International Co., Ltd. | Method for manufacturing a programmable eraseless memory |
| US20050018526A1 (en) * | 2003-07-21 | 2005-01-27 | Heon Lee | Phase-change memory device and manufacturing method thereof |
| KR100615586B1 (ko) * | 2003-07-23 | 2006-08-25 | 삼성전자주식회사 | 다공성 유전막 내에 국부적인 상전이 영역을 구비하는상전이 메모리 소자 및 그 제조 방법 |
| US7893419B2 (en) * | 2003-08-04 | 2011-02-22 | Intel Corporation | Processing phase change material to improve programming speed |
| DE102004039977B4 (de) | 2003-08-13 | 2008-09-11 | Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon | Programmierverfahren und Treiberschaltung für eine Phasenwechselspeicherzelle |
| US6927410B2 (en) | 2003-09-04 | 2005-08-09 | Silicon Storage Technology, Inc. | Memory device with discrete layers of phase change memory material |
| US6815704B1 (en) | 2003-09-04 | 2004-11-09 | Silicon Storage Technology, Inc. | Phase change memory device employing thermally insulating voids |
| KR100505709B1 (ko) | 2003-09-08 | 2005-08-03 | 삼성전자주식회사 | 상 변화 메모리 장치의 파이어링 방법 및 효율적인파이어링을 수행할 수 있는 상 변화 메모리 장치 |
| US20050062087A1 (en) * | 2003-09-19 | 2005-03-24 | Yi-Chou Chen | Chalcogenide phase-change non-volatile memory, memory device and method for fabricating the same |
| DE10345455A1 (de) | 2003-09-30 | 2005-05-04 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Erzeugen einer Hartmaske und Hartmasken-Anordnung |
| US6910907B2 (en) | 2003-11-18 | 2005-06-28 | Agere Systems Inc. | Contact for use in an integrated circuit and a method of manufacture therefor |
| US7485891B2 (en) * | 2003-11-20 | 2009-02-03 | International Business Machines Corporation | Multi-bit phase change memory cell and multi-bit phase change memory including the same, method of forming a multi-bit phase change memory, and method of programming a multi-bit phase change memory |
| KR100558548B1 (ko) | 2003-11-27 | 2006-03-10 | 삼성전자주식회사 | 상변화 메모리 소자에서의 라이트 드라이버 회로 및라이트 전류 인가방법 |
| US6937507B2 (en) | 2003-12-05 | 2005-08-30 | Silicon Storage Technology, Inc. | Memory device and method of operating same |
| US7928420B2 (en) | 2003-12-10 | 2011-04-19 | International Business Machines Corporation | Phase change tip storage cell |
| US7291556B2 (en) | 2003-12-12 | 2007-11-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for forming small features in microelectronic devices using sacrificial layers |
| KR100569549B1 (ko) | 2003-12-13 | 2006-04-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 상 변화 저항 셀 및 이를 이용한 불휘발성 메모리 장치 |
| KR100564602B1 (ko) | 2003-12-30 | 2006-03-29 | 삼성전자주식회사 | 상 변화 메모리 어레이의 셋 프로그래밍 방법 및 기입드라이버 회로 |
| US7038230B2 (en) | 2004-01-06 | 2006-05-02 | Macronix Internation Co., Ltd. | Horizontal chalcogenide element defined by a pad for use in solid-state memories |
| JP4124743B2 (ja) | 2004-01-21 | 2008-07-23 | 株式会社ルネサステクノロジ | 相変化メモリ |
| KR100564608B1 (ko) | 2004-01-29 | 2006-03-28 | 삼성전자주식회사 | 상변화 메모리 소자 |
| US6936840B2 (en) | 2004-01-30 | 2005-08-30 | International Business Machines Corporation | Phase-change memory cell and method of fabricating the phase-change memory cell |
| US7858980B2 (en) | 2004-03-01 | 2010-12-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Reduced active area in a phase change memory structure |
| KR100574975B1 (ko) | 2004-03-05 | 2006-05-02 | 삼성전자주식회사 | 상 변화 메모리 어레이의 셋 프로그래밍 방법 및 기입드라이버 회로 |
| JP4529493B2 (ja) | 2004-03-12 | 2010-08-25 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
| KR100598100B1 (ko) | 2004-03-19 | 2006-07-07 | 삼성전자주식회사 | 상변환 기억 소자의 제조방법 |
| DE102004014487A1 (de) | 2004-03-24 | 2005-11-17 | Infineon Technologies Ag | Speicherbauelement mit in isolierendes Material eingebettetem, aktiven Material |
| KR100532509B1 (ko) | 2004-03-26 | 2005-11-30 | 삼성전자주식회사 | ＳｉＧｅ를 이용한 트렌치 커패시터 및 그 형성방법 |
| US7158411B2 (en) * | 2004-04-01 | 2007-01-02 | Macronix International Co., Ltd. | Integrated code and data flash memory |
| US7482616B2 (en) | 2004-05-27 | 2009-01-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices having phase change memory cells, electronic systems employing the same and methods of fabricating the same |
| US6977181B1 (en) | 2004-06-17 | 2005-12-20 | Infincon Technologies Ag | MTJ stack with crystallization inhibiting layer |
| US7359231B2 (en) * | 2004-06-30 | 2008-04-15 | Intel Corporation | Providing current for phase change memories |
| KR100657897B1 (ko) * | 2004-08-21 | 2006-12-14 | 삼성전자주식회사 | 전압 제어층을 포함하는 메모리 소자 |
| US7365385B2 (en) * | 2004-08-30 | 2008-04-29 | Micron Technology, Inc. | DRAM layout with vertical FETs and method of formation |
| KR100610014B1 (ko) | 2004-09-06 | 2006-08-09 | 삼성전자주식회사 | 리키지 전류 보상 가능한 반도체 메모리 장치 |
| US7443062B2 (en) * | 2004-09-30 | 2008-10-28 | Reliance Electric Technologies Llc | Motor rotor cooling with rotation heat pipes |
| TWI277207B (en) | 2004-10-08 | 2007-03-21 | Ind Tech Res Inst | Multilevel phase-change memory, operating method and manufacture method thereof |
| KR100626388B1 (ko) | 2004-10-19 | 2006-09-20 | 삼성전자주식회사 | 상변환 메모리 소자 및 그 형성 방법 |
| JP2006127583A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Elpida Memory Inc | 不揮発性半導体記憶装置及び相変化メモリ |
| US7364935B2 (en) | 2004-10-29 | 2008-04-29 | Macronix International Co., Ltd. | Common word line edge contact phase-change memory |
| DE102004052611A1 (de) | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung einer mit einem Füllmaterial mindestens teilweise gefüllten Öffnung, Verfahren zur Herstellung einer Speicherzelle und Speicherzelle |
| US7238959B2 (en) | 2004-11-01 | 2007-07-03 | Silicon Storage Technology, Inc. | Phase change memory device employing thermally insulating voids and sloped trench, and a method of making same |
| US20060108667A1 (en) | 2004-11-22 | 2006-05-25 | Macronix International Co., Ltd. | Method for manufacturing a small pin on integrated circuits or other devices |
| US7202493B2 (en) * | 2004-11-30 | 2007-04-10 | Macronix International Co., Inc. | Chalcogenide memory having a small active region |
| JP2006156886A (ja) | 2004-12-01 | 2006-06-15 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
| KR100827653B1 (ko) | 2004-12-06 | 2008-05-07 | 삼성전자주식회사 | 상변화 기억 셀들 및 그 제조방법들 |
| US7220983B2 (en) | 2004-12-09 | 2007-05-22 | Macronix International Co., Ltd. | Self-aligned small contact phase-change memory method and device |
| TWI260764B (en) | 2004-12-10 | 2006-08-21 | Macronix Int Co Ltd | Non-volatile memory cell and operating method thereof |
| US20060131555A1 (en) | 2004-12-22 | 2006-06-22 | Micron Technology, Inc. | Resistance variable devices with controllable channels |
| US20060138467A1 (en) | 2004-12-29 | 2006-06-29 | Hsiang-Lan Lung | Method of forming a small contact in phase-change memory and a memory cell produced by the method |
| JP4646634B2 (ja) * | 2005-01-05 | 2011-03-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| US7419771B2 (en) | 2005-01-11 | 2008-09-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for forming a finely patterned resist |
| EP1684352B1 (en) | 2005-01-21 | 2008-09-17 | STMicroelectronics S.r.l. | Phase-change memory device and manufacturing process thereof |
| JP2006211394A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Toshiba Corp | 折り畳み型携帯端末装置 |
| US20060172067A1 (en) | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Energy Conversion Devices, Inc | Chemical vapor deposition of chalcogenide materials |
| US7214958B2 (en) | 2005-02-10 | 2007-05-08 | Infineon Technologies Ag | Phase change memory cell with high read margin at low power operation |
| US7099180B1 (en) | 2005-02-15 | 2006-08-29 | Intel Corporation | Phase change memory bits reset through a series of pulses of increasing amplitude |
| US7229883B2 (en) | 2005-02-23 | 2007-06-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Phase change memory device and method of manufacture thereof |
| JP2006244561A (ja) | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
| US7154774B2 (en) | 2005-03-30 | 2006-12-26 | Ovonyx, Inc. | Detecting switching of access elements of phase change memory cells |
| US7488967B2 (en) | 2005-04-06 | 2009-02-10 | International Business Machines Corporation | Structure for confining the switching current in phase memory (PCM) cells |
| US7166533B2 (en) * | 2005-04-08 | 2007-01-23 | Infineon Technologies, Ag | Phase change memory cell defined by a pattern shrink material process |
| DE602005011249D1 (de) * | 2005-04-08 | 2009-01-08 | St Microelectronics Srl | Phasenwechselspeicher mit rohrförmiger Heizstruktur sowie deren Herstellungsverfahren |
| KR100675279B1 (ko) | 2005-04-20 | 2007-01-26 | 삼성전자주식회사 | 셀 다이오드들을 채택하는 상변이 기억소자들 및 그제조방법들 |
| US7408240B2 (en) | 2005-05-02 | 2008-08-05 | Infineon Technologies Ag | Memory device |
| KR100682946B1 (ko) | 2005-05-31 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | 상전이 램 및 그 동작 방법 |
| KR100668846B1 (ko) * | 2005-06-10 | 2007-01-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 상변환 기억 소자의 제조방법 |
| US7388273B2 (en) | 2005-06-14 | 2008-06-17 | International Business Machines Corporation | Reprogrammable fuse structure and method |
| US8237140B2 (en) | 2005-06-17 | 2012-08-07 | Macronix International Co., Ltd. | Self-aligned, embedded phase change RAM |
| US7696503B2 (en) | 2005-06-17 | 2010-04-13 | Macronix International Co., Ltd. | Multi-level memory cell having phase change element and asymmetrical thermal boundary |
| US7514367B2 (en) | 2005-06-17 | 2009-04-07 | Macronix International Co., Ltd. | Method for manufacturing a narrow structure on an integrated circuit |
| US7321130B2 (en) * | 2005-06-17 | 2008-01-22 | Macronix International Co., Ltd. | Thin film fuse phase change RAM and manufacturing method |
| US7514288B2 (en) | 2005-06-17 | 2009-04-07 | Macronix International Co., Ltd. | Manufacturing methods for thin film fuse phase change ram |
| US7598512B2 (en) | 2005-06-17 | 2009-10-06 | Macronix International Co., Ltd. | Thin film fuse phase change cell with thermal isolation layer and manufacturing method |
| US7238994B2 (en) | 2005-06-17 | 2007-07-03 | Macronix International Co., Ltd. | Thin film plate phase change ram circuit and manufacturing method |
| US7534647B2 (en) | 2005-06-17 | 2009-05-19 | Macronix International Co., Ltd. | Damascene phase change RAM and manufacturing method |
| US20060289847A1 (en) | 2005-06-28 | 2006-12-28 | Richard Dodge | Reducing the time to program a phase change memory to the set state |
| US20060289848A1 (en) | 2005-06-28 | 2006-12-28 | Dennison Charles H | Reducing oxidation of phase change memory electrodes |
| US7309630B2 (en) | 2005-07-08 | 2007-12-18 | Nanochip, Inc. | Method for forming patterned media for a high density data storage device |
| TWI290369B (en) * | 2005-07-08 | 2007-11-21 | Ind Tech Res Inst | Phase change memory with adjustable resistance ratio and fabricating method thereof |
| US7345907B2 (en) * | 2005-07-11 | 2008-03-18 | Sandisk 3D Llc | Apparatus and method for reading an array of nonvolatile memory cells including switchable resistor memory elements |
| US20070037101A1 (en) * | 2005-08-15 | 2007-02-15 | Fujitsu Limited | Manufacture method for micro structure |
| TWI273703B (en) * | 2005-08-19 | 2007-02-11 | Ind Tech Res Inst | A manufacture method and structure for improving the characteristics of phase change memory |
| KR100655443B1 (ko) | 2005-09-05 | 2006-12-08 | 삼성전자주식회사 | 상변화 메모리 장치 및 그 동작 방법 |
| US7615770B2 (en) | 2005-10-27 | 2009-11-10 | Infineon Technologies Ag | Integrated circuit having an insulated memory |
| US7417245B2 (en) | 2005-11-02 | 2008-08-26 | Infineon Technologies Ag | Phase change memory having multilayer thermal insulation |
| US7397060B2 (en) | 2005-11-14 | 2008-07-08 | Macronix International Co., Ltd. | Pipe shaped phase change memory |
| US20070111429A1 (en) | 2005-11-14 | 2007-05-17 | Macronix International Co., Ltd. | Method of manufacturing a pipe shaped phase change memory |
| US7450411B2 (en) | 2005-11-15 | 2008-11-11 | Macronix International Co., Ltd. | Phase change memory device and manufacturing method |
| US7635855B2 (en) | 2005-11-15 | 2009-12-22 | Macronix International Co., Ltd. | I-shaped phase change memory cell |
| US7786460B2 (en) | 2005-11-15 | 2010-08-31 | Macronix International Co., Ltd. | Phase change memory device and manufacturing method |
| US7394088B2 (en) | 2005-11-15 | 2008-07-01 | Macronix International Co., Ltd. | Thermally contained/insulated phase change memory device and method (combined) |
| US7414258B2 (en) | 2005-11-16 | 2008-08-19 | Macronix International Co., Ltd. | Spacer electrode small pin phase change memory RAM and manufacturing method |
| US7829876B2 (en) | 2005-11-21 | 2010-11-09 | Macronix International Co., Ltd. | Vacuum cell thermal isolation for a phase change memory device |
| US7507986B2 (en) * | 2005-11-21 | 2009-03-24 | Macronix International Co., Ltd. | Thermal isolation for an active-sidewall phase change memory cell |
| US7479649B2 (en) * | 2005-11-21 | 2009-01-20 | Macronix International Co., Ltd. | Vacuum jacketed electrode for phase change memory element |
| US7449710B2 (en) | 2005-11-21 | 2008-11-11 | Macronix International Co., Ltd. | Vacuum jacket for phase change memory element |
| US7599217B2 (en) | 2005-11-22 | 2009-10-06 | Macronix International Co., Ltd. | Memory cell device and manufacturing method |
| US7459717B2 (en) | 2005-11-28 | 2008-12-02 | Macronix International Co., Ltd. | Phase change memory cell and manufacturing method |
| US7233054B1 (en) | 2005-11-29 | 2007-06-19 | Korea Institute Of Science And Technology | Phase change material and non-volatile memory device using the same |
| US7605079B2 (en) | 2005-12-05 | 2009-10-20 | Macronix International Co., Ltd. | Manufacturing method for phase change RAM with electrode layer process |
| US7642539B2 (en) | 2005-12-13 | 2010-01-05 | Macronix International Co., Ltd. | Thin film fuse phase change cell with thermal isolation pad and manufacturing method |
| DE602006016864D1 (de) | 2005-12-20 | 2010-10-21 | Imec | Vertikale phasenwechsel-speicherzelle und herstellungsverfahren dafür |
| US7531825B2 (en) | 2005-12-27 | 2009-05-12 | Macronix International Co., Ltd. | Method for forming self-aligned thermal isolation cell for a variable resistance memory array |
| US20070156949A1 (en) | 2005-12-30 | 2007-07-05 | Rudelic John C | Method and apparatus for single chip system boot |
| US8062833B2 (en) | 2005-12-30 | 2011-11-22 | Macronix International Co., Ltd. | Chalcogenide layer etching method |
| US7292466B2 (en) | 2006-01-03 | 2007-11-06 | Infineon Technologies Ag | Integrated circuit having a resistive memory |
| KR100763908B1 (ko) | 2006-01-05 | 2007-10-05 | 삼성전자주식회사 | 상전이 물질, 이를 포함하는 상전이 메모리와 이의 동작방법 |
| US7595218B2 (en) | 2006-01-09 | 2009-09-29 | Macronix International Co., Ltd. | Programmable resistive RAM and manufacturing method |
| US7560337B2 (en) | 2006-01-09 | 2009-07-14 | Macronix International Co., Ltd. | Programmable resistive RAM and manufacturing method |
| US7741636B2 (en) | 2006-01-09 | 2010-06-22 | Macronix International Co., Ltd. | Programmable resistive RAM and manufacturing method |
| US20070158632A1 (en) | 2006-01-09 | 2007-07-12 | Macronix International Co., Ltd. | Method for Fabricating a Pillar-Shaped Phase Change Memory Element |
| US7825396B2 (en) | 2006-01-11 | 2010-11-02 | Macronix International Co., Ltd. | Self-align planerized bottom electrode phase change memory and manufacturing method |
| US7351648B2 (en) * | 2006-01-19 | 2008-04-01 | International Business Machines Corporation | Methods for forming uniform lithographic features |
| US7432206B2 (en) | 2006-01-24 | 2008-10-07 | Macronix International Co., Ltd. | Self-aligned manufacturing method, and manufacturing method for thin film fuse phase change ram |
| US7456421B2 (en) | 2006-01-30 | 2008-11-25 | Macronix International Co., Ltd. | Vertical side wall active pin structures in a phase change memory and manufacturing methods |
| US7426134B2 (en) | 2006-02-24 | 2008-09-16 | Infineon Technologies North America | Sense circuit for resistive memory |
| US20070200202A1 (en) | 2006-02-28 | 2007-08-30 | International Business Machines Corporation | Phase change memory structure having an electrically formed constriction |
| US7910907B2 (en) | 2006-03-15 | 2011-03-22 | Macronix International Co., Ltd. | Manufacturing method for pipe-shaped electrode phase change memory |
| US20070235811A1 (en) | 2006-04-07 | 2007-10-11 | International Business Machines Corporation | Simultaneous conditioning of a plurality of memory cells through series resistors |
| US7928421B2 (en) | 2006-04-21 | 2011-04-19 | Macronix International Co., Ltd. | Phase change memory cell with vacuum spacer |
| US20070249090A1 (en) | 2006-04-24 | 2007-10-25 | Philipp Jan B | Phase-change memory cell adapted to prevent over-etching or under-etching |
| US7514705B2 (en) * | 2006-04-25 | 2009-04-07 | International Business Machines Corporation | Phase change memory cell with limited switchable volume |
| US8129706B2 (en) | 2006-05-05 | 2012-03-06 | Macronix International Co., Ltd. | Structures and methods of a bistable resistive random access memory |
| US7608848B2 (en) | 2006-05-09 | 2009-10-27 | Macronix International Co., Ltd. | Bridge resistance random access memory device with a singular contact structure |
| US20070267618A1 (en) | 2006-05-17 | 2007-11-22 | Shoaib Zaidi | Memory device |
| US7423300B2 (en) | 2006-05-24 | 2008-09-09 | Macronix International Co., Ltd. | Single-mask phase change memory element |
| US7696506B2 (en) | 2006-06-27 | 2010-04-13 | Macronix International Co., Ltd. | Memory cell with memory material insulation and manufacturing method |
| US7663909B2 (en) * | 2006-07-10 | 2010-02-16 | Qimonda North America Corp. | Integrated circuit having a phase change memory cell including a narrow active region width |
| US7785920B2 (en) * | 2006-07-12 | 2010-08-31 | Macronix International Co., Ltd. | Method for making a pillar-type phase change memory element |
| US7542338B2 (en) * | 2006-07-31 | 2009-06-02 | Sandisk 3D Llc | Method for reading a multi-level passive element memory cell array |
| US7684225B2 (en) * | 2006-10-13 | 2010-03-23 | Ovonyx, Inc. | Sequential and video access for non-volatile memory arrays |
| US20080225489A1 (en) | 2006-10-23 | 2008-09-18 | Teledyne Licensing, Llc | Heat spreader with high heat flux and high thermal conductivity |
| US20080101110A1 (en) | 2006-10-25 | 2008-05-01 | Thomas Happ | Combined read/write circuit for memory |
| US7541609B2 (en) | 2006-11-17 | 2009-06-02 | International Business Machines Corporation | Phase change memory cell having a sidewall contact |
| US7473576B2 (en) * | 2006-12-06 | 2009-01-06 | Macronix International Co., Ltd. | Method for making a self-converged void and bottom electrode for memory cell |
| US20080137400A1 (en) | 2006-12-06 | 2008-06-12 | Macronix International Co., Ltd. | Phase Change Memory Cell with Thermal Barrier and Method for Fabricating the Same |
| US7476587B2 (en) | 2006-12-06 | 2009-01-13 | Macronix International Co., Ltd. | Method for making a self-converged memory material element for memory cell |
| US7682868B2 (en) | 2006-12-06 | 2010-03-23 | Macronix International Co., Ltd. | Method for making a keyhole opening during the manufacture of a memory cell |
| US20080165569A1 (en) | 2007-01-04 | 2008-07-10 | Chieh-Fang Chen | Resistance Limited Phase Change Memory Material |
| US7515461B2 (en) * | 2007-01-05 | 2009-04-07 | Macronix International Co., Ltd. | Current compliant sensing architecture for multilevel phase change memory |
| US20080164453A1 (en) | 2007-01-07 | 2008-07-10 | Breitwisch Matthew J | Uniform critical dimension size pore for pcram application |
| US7440315B2 (en) | 2007-01-09 | 2008-10-21 | Macronix International Co., Ltd. | Method, apparatus and computer program product for stepped reset programming process on programmable resistive memory cell |
| US7456460B2 (en) | 2007-01-29 | 2008-11-25 | International Business Machines Corporation | Phase change memory element and method of making the same |
| US7663135B2 (en) | 2007-01-31 | 2010-02-16 | Macronix International Co., Ltd. | Memory cell having a side electrode contact |
| US7535756B2 (en) | 2007-01-31 | 2009-05-19 | Macronix International Co., Ltd. | Method to tighten set distribution for PCRAM |
| US7619311B2 (en) | 2007-02-02 | 2009-11-17 | Macronix International Co., Ltd. | Memory cell device with coplanar electrode surface and method |
| US7701759B2 (en) | 2007-02-05 | 2010-04-20 | Macronix International Co., Ltd. | Memory cell device and programming methods |
| US8138028B2 (en) | 2007-02-12 | 2012-03-20 | Macronix International Co., Ltd | Method for manufacturing a phase change memory device with pillar bottom electrode |
| US8008643B2 (en) | 2007-02-21 | 2011-08-30 | Macronix International Co., Ltd. | Phase change memory cell with heater and method for fabricating the same |
| US20080265234A1 (en) | 2007-04-30 | 2008-10-30 | Breitwisch Matthew J | Method of Forming Phase Change Memory Cell With Reduced Switchable Volume |
| US7906368B2 (en) * | 2007-06-29 | 2011-03-15 | International Business Machines Corporation | Phase change memory with tapered heater |
| US7745807B2 (en) * | 2007-07-11 | 2010-06-29 | International Business Machines Corporation | Current constricting phase change memory element structure |
| US7755935B2 (en) * | 2007-07-26 | 2010-07-13 | International Business Machines Corporation | Block erase for phase change memory |
| US7755074B2 (en) * | 2007-10-12 | 2010-07-13 | Ovonyx, Inc. | Low area contact phase-change memory |
| US7804083B2 (en) | 2007-11-14 | 2010-09-28 | Macronix International Co., Ltd. | Phase change memory cell including a thermal protect bottom electrode and manufacturing methods |
| US7646631B2 (en) | 2007-12-07 | 2010-01-12 | Macronix International Co., Ltd. | Phase change memory cell having interface structures with essentially equal thermal impedances and manufacturing methods |
| US8158965B2 (en) | 2008-02-05 | 2012-04-17 | Macronix International Co., Ltd. | Heating center PCRAM structure and methods for making |
-
2009
- 2009-04-30 US US12/433,573 patent/US8097871B2/en active Active
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|---|---|---|---|---|
| US20070147105A1 (en) * | 2005-11-28 | 2007-06-28 | Macronix International Co., Ltd. | Phase Change Memory Cell and Manufacturing Method |
| US20080043520A1 (en) * | 2006-02-07 | 2008-02-21 | Chen Shih H | I-shaped phase change memory cell with thermal isolation |
| US20070252127A1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-11-01 | Arnold John C | Phase change memory element with a peripheral connection to a thin film electrode and method of manufacture thereof |
| TW200834911A (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-16 | Macronix Int Co Ltd | Memory element with reduced-current phase change element |
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