具有四层堆叠的三维存储器制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种具有四层堆叠的三维存储器，包括：至少一个存储单元阵列块；存储单元阵列块包括：从上到下依次排列且互相平行的第一位线层、第二位线层、第三位线层；各位线层的位线互相平行，且各位线层的位线在第一平面上的投影部分重合；位于第一位线层和第二位线层之间的第一字线层；位于第二位线层和第三位线层之间的第二字线层；各字线层的字线互相平行，且各字线层的字线在所述第一平面上的投影均与第一位线层的位线在第一平面上的投影垂直；分别位于相邻的两个位线层与字线层之间的四个存储单元层。间的四个存储单元层。间的四个存储单元层。

【技术实现步骤摘要】
具有四层堆叠的三维存储器


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种具有四层堆叠的三维存储器。

技术介绍

[0002]相变存储器(PCM，Phase Change Memory)是一种使用硫族化合物作为存储介质的存储技术，利用材料在不同状态下的电阻差异来保存数据。PCM具有可按位寻址、断电后数据不丢失、存储密度高、读写速度快等优势，被认为是最有前景的下一代存储器。
[0003]相关技术中，主流的三维相变存储器的架构包括两层堆叠的存储单元。然而，两层堆叠的存储单元架构不能提供足够的位密度，无法与主流的动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)和NAND型存储器竞争。为了提高三维相变存储器的竞争力，有必要提高三维相变存储器的位密度，以降低比特成本。

技术实现思路

[0004]为解决相关技术问题，本专利技术实施例提出一种具有四层堆叠的三维存储器。
[0005]本专利技术实施例提供了一种具有四层堆叠的三维存储器，包括：至少一个存储单元阵列块；其中，所述存储单元阵列块包括：
[0006]从上到下依次排列的第一位线层、第二位线层及第三位线层；所述第一位线层、第二位线层及第三位线层相互平行；所述第一位线层的位线、第二位线层的位线及第三位线层的位线相互平行，且所述第一位线层的位线、第二位线层的位线及第三位线层的位线在第一平面上的投影部分重合；
[0007]位于所述第一位线层和第二位线层之间的第一字线层；位于所述第二位线层和第三位线层之间的第二字线层；所述第一字线层及第二字线层互相平行；所述第一字线层的字线及第二字线层的字线在所述第一平面上的投影均与所述第一位线层的位线在所述第一平面上的投影垂直；
[0008]位于所述第一位线层和第一字线层之间的多个第一存储单元；位于所述第一字线层和第二位线层之间的多个第二存储单元；位于所述第二位线层和第二字线层之间的多个第三存储单元；位于所述第二字线层和第三位线层之间的多个第四存储单元。
[0009]上述方案中，所述第一位线层的每一条位线与所述第二位线层的对应位线在所述第一平面上的投影部分重合；所述第一位线层的每一条位线与所述第三位线层的对应位线在所述第一平面上的投影重合；
[0010]所述第一字线层的每一条字线与所述第二字线层的对应字线在所述第一平面上的投影部分重合。
[0011]上述方案中，所述存储单元阵列块还包括：与所述第一位线层的位线接触的第一位线连接部；与所述第二位线层的位线接触的第二位线连接部；与所述第一字线层的字线接触的第一字线连接部；与所述第二字线层的字线接触的第二字线连接部；其中，
[0012]所述第一位线连接部与所述第三位线层的对应位线连接；所述第三位线层中相邻
的两条位线的间隔中设置有延伸出的所述第二位线连接部、第一字线连接部或第二字线连接部。
[0013]上述方案中，所述存储单元阵列块还包括：与所述第三位线层的位线接触的第三位线连接部；
[0014]所述第一位线连接部与相应的第三位线连接部在所述第一平面上的投影重合；
[0015]所述第三位线层中沿第一方向排列且相邻的两条位线的间隔中设置有延伸出的所述第二位线连接部；
[0016]所述第三位线层中沿第二方向排列且相邻的两条位线的间隔中设置有延伸出的所述第一字线连接部或第二字线连接部；
[0017]其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。
[0018]上述方案中，所述三维存储器还包括位线解码器；所述位线解码器设置在所述存储单元阵列块的两个位线解码器区域上；所述两个位线解码器区域包括所述第二位线连接部及所述第三位线连接部分别在第二平面的投影所在的区域；其中，所述位线解码器通过相应的位线连接部分别连接到所述存储单元阵列块中的所有位线上。
[0019]上述方案中，所述三维存储器还包括字线解码器；所述字线解码器设置在所述存储单元阵列块的两个字线解码器区域上；所述两个字线解码器区域包括所述第一字线连接部及所述第二字线连接部分别在第二平面的投影所在的区域；其中，所述字线解码器通过相应的字线连接部分别连接到所述存储单元阵列块中的所有字线上。
[0020]上述方案中，所述三维存储器还包括位线驱动器；所述位线驱动器设置在所述存储单元阵列块的两个位线驱动器区域上；所述两个位线驱动器区域包括所述第二位线连接部及所述第三位线连接部分别在第三平面的投影所在的区域；其中，所述位线驱动器通过相应的位线连接部分别连接到所述存储单元阵列块中的所有位线上。
[0021]上述方案中，所述三维存储器还包括字线驱动器；所述字线驱动器设置在所述存储单元阵列块的两个字线驱动器区域上；所述两个字线驱动器区域包括所述第一字线连接部及所述第二字线连接部分别在第三平面的投影所在的区域；其中，所述字线驱动器通过相应的字线连接部分别连接到所述存储单元阵列块中的所有字线上。
[0022]上述方案中，所述第一位线连接部与所述第一位线层的位线的几何中心处接触；所述第二位线连接部与所述第二位线层的位线的几何中心处接触；
[0023]和/或，
[0024]所述第一字线连接部与所述第一字线层的字线的几何中心处接触；所述第二字线连接部与所述第二字线层的字线的几何中心接触。
[0025]上述方案中，一个存储单元包括堆叠的相变存储器PCM元件、选择器及多个电极。
[0026]本专利技术实施例提供了一种具有四层堆叠的三维存储器，包括：至少一个存储单元阵列块；其中，所述存储单元阵列块包括：从上到下依次排列的第一位线层、第二位线层及第三位线层；所述第一位线层、第二位线层及第三位线层相互平行；所述第一位线层的位线、第二位线层的位线及第三位线层的位线相互平行，且所述第一位线层的位线、第二位线层的位线及第三位线层的位线在第一平面上的投影部分重合；位于所述第一位线层和第二位线层之间的第一字线层；位于所述第二位线层和第三位线层之间的第二字线层；所述第一字线层及第二字线层互相平行；所述第一字线层的字线及第二字线层的字线在所述第一
平面上的投影均与所述第一位线层的位线在所述第一平面上的投影垂直；位于所述第一位线层和第一字线层之间的多个第一存储单元；位于所述第一字线层和第二位线层之间的多个第二存储单元；位于所述第二位线层和第二字线层之间的多个第三存储单元；位于所述第二字线层和第三位线层之间的多个第四存储单元。本专利技术实施例中提供的具有四层堆叠的存储单元的三维存储器，大大的提高了三维存储器的位密度。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例提供的通过扫描电子显微镜观察到的一种三维相变存储单元阵列的示意图；
[0028]图2a为本专利技术实施例提供的一种具有两层堆叠的存储单元的三维相变存储单元阵列的局部三维示意图；
[0029]图2b为本专利技术实施例提供的一种具有四层堆叠的存储单元的三维相变存储单元阵列的局部水平示意图一；
[0030]图2c为本专利技术实施例提供的一种具有四层堆叠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有四层堆叠的三维存储器，其特征在于，包括：至少一个存储单元阵列块；其中，所述存储单元阵列块包括：从上到下依次排列的第一位线层、第二位线层及第三位线层；所述第一位线层、第二位线层及第三位线层相互平行；所述第一位线层的位线、第二位线层的位线及第三位线层的位线相互平行，且所述第一位线层的位线、第二位线层的位线及第三位线层的位线在第一平面上的投影部分重合；位于所述第一位线层和第二位线层之间的第一字线层；位于所述第二位线层和第三位线层之间的第二字线层；所述第一字线层及第二字线层互相平行；所述第一字线层的字线及第二字线层的字线在所述第一平面上的投影均与所述第一位线层的位线在所述第一平面上的投影垂直；位于所述第一位线层和第一字线层之间的多个第一存储单元；位于所述第一字线层和第二位线层之间的多个第二存储单元；位于所述第二位线层和第二字线层之间的多个第三存储单元；位于所述第二字线层和第三位线层之间的多个第四存储单元。2.根据权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述第一位线层的每一条位线与所述第二位线层的对应位线在所述第一平面上的投影部分重合；所述第一位线层的每一条位线与所述第三位线层的对应位线在所述第一平面上的投影重合；所述第一字线层的每一条字线与所述第二字线层的对应字线在所述第一平面上的投影部分重合。3.根据权利要求2所述的三维存储器，其特征在于，所述存储单元阵列块还包括：与所述第一位线层的位线接触的第一位线连接部；与所述第二位线层的位线接触的第二位线连接部；与所述第一字线层的字线接触的第一字线连接部；与所述第二字线层的字线接触的第二字线连接部；其中，所述第一位线连接部与所述第三位线层的对应位线连接；所述第三位线层中相邻的两条位线的间隔中设置有延伸出的所述第二位线连接部、第一字线连接部或第二字线连接部。4.根据权利要求3所述的三维存储器，其特征在于，所述存储单元阵列块还包括：与所述第三位线层的位线接触的第三位线连接部；所述第一位线连接部与相应的第三位线连接部在所述第一平面上的投影重合；所述第三位线层中沿第一方向排列且相邻的两条位线的间隔中设置有延伸出的所述第二位线连接部；所述第三位线层中沿第二方向排列且...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峻，
申请(专利权)人：长江先进存储产业创新中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：