【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、本公开一般涉及相变存储器(pcm)单元。
2、pcm是新兴的非易失性(nv)随机存取存储器(ram)，其提供优于现有非易失性存储器(nvm)的一些优点。它具有经典存储器应用和神经元形态计算两者的潜力。
3、pcm器件的主要考虑之一是它们的编程电流，其在功率密集的复位步骤期间可能非常大。减小加热器元件和相变元件之间的接触面积可有助于减小设置/复位电流。
4、此外，由于电流限制，大部分热量在图案化触点与相变层之间的界面处产生。在电池内部产生的大部分热量最终加热附近的电介质和金属电极。热能通常通过底部电极损失，因为这是从界面最导热的路径。
5、因此，需要新的底部电极集成方法来减少编程电流以及pcm器件内部的热损耗。
技术实现思路
1、根据本专利技术的方面，提供了一种相变存储器设备，包括：底部电极；直接接触底部电极的顶表面的交替电导体层的堆叠；直接接触所述堆叠的顶表面的金属柱；直接接触所述金属柱的顶表面的相变材料元件；以及所述相变材料元件上的顶部电极，其中所述金属柱的横向尺寸小于所述堆叠的横向尺寸。
2、根据本专利技术的另一方面，提供一种用于制造交叉式相变存储器单元的方法，包括：提供设置在底层的底部电极；形成包括多个交替的电导体层的多层堆叠；在所述多层堆叠上沉积由与所述多层堆叠的材料不同的材料形成的最顶部金属层；在所述最顶部金属层上形成硬掩模柱；蚀刻所述最顶部的金属层以形成金属柱；形成围绕所述金属柱的内部间隔体；使
3、如本文所使用的，“促进”动作包括执行动作、使动作更容易、帮助执行动作或使得动作被执行。因此，作为示例而非限制，在一个处理器上执行的指令可以通过发送适当的数据或命令来促使或帮助执行动作来促进由在远程处理器上执行的指令执行的动作。为了避免疑问，在动作者通过除了执行动作之外的动作来促进该动作的情况下，该动作仍然由某个实体或实体的组合执行。
4、本专利技术的一个或多个实施例或其元素能够以计算机程序产品的形式实现，该计算机程序产品包括具有用于执行所指示的方法步骤的计算机可用程序代码的计算机可读存储媒质。此外，本专利技术的一个或多个实施例或其元素能够以包括存储器和至少一个处理器的系统(或装置)的形式实现，至少一个处理器耦合到存储器并且可操作以执行示范性方法步骤。更进一步地，在另一方面，本专利技术的一个或多个实施例或其元素能够以用于执行在此描述的方法步骤中的一者或多者的装置的形式来实现；该装置可包括(i)硬件模块，(ii)存储在计算机可读存储媒质(或多个这样的媒质)中并在硬件处理器上实现的软件模块，或(iii)(i)和(ii)的组合；(i)-(iii)中的任一个实现本文中阐述的特定技术。
5、本专利技术的技术可以提供实质性有益的技术效果。一些实施例可能不具有这些潜在优点，并且这些潜在优点不一定是所有实施例所需要的。例如，一个或多个实施例可以提供：
6、-金属柱，具有减小实现相变所需的编程电流的小宽度；
7、-金属柱的横向尺寸，所述横向尺寸小于被配置成用于实现低”编程电流的光刻能力；
8、-围绕金属柱的内部间隔物，减少所述金属纳米柱的横向热损耗；以及
9、-在金属柱下方的交替的电导体层的堆叠，减少向下的热损失。
10、从以下结合附图阅读的对本专利技术的示范性实施例的详细描述中，本专利技术的这些和其他特征和优点将变得显而易见。
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1.一种相变存储器设备，包括：
2.根据权利要求1所述的相变存储器设备，进一步包括：
3.根据权利要求1所述的相变存储器设备，进一步包括在所述堆叠上并且围绕所述相变材料元件下方的所述金属柱的热绝缘和电绝缘间隔体。
4.根据权利要求3所述的相变存储器设备，其中，所述热绝缘和电绝缘间隔体的宽度等于所述堆叠的宽度。
5.根据权利要求1所述的相变存储器设备，进一步包括：
6.根据权利要求5所述的相变存储器设备，进一步包括在所述相变材料元件与所述顶部电极触点之间的顶部硬掩模。
7.根据权利要求5所述的相变存储器设备，其中，所述顶部电极触点延伸通过所述封装层。
8.根据权利要求1所述的相变存储器设备，进一步包括在所述相变材料元件上的顶部硬掩模，所述顶部硬掩模具有与所述相变材料元件相同的宽度。
9.根据权利要求1所述的相变存储器设备，其中，所述交替电导体层的堆叠包括：最底部的氮化钛(TiN)层；以及
10.根据权利要求9所述的相变存储器设备，其中，所述最下面的TiN层的厚度等于所述最上面
11.根据权利要求9所述的相变存储器设备，其中，所述最下面的TiN层的厚度大于所述堆叠的任何其他层的厚度。
12.根据权利要求9所述的相变存储器设备，其中，所述金属柱由除TiN和TaN之外的材料形成。
13.根据权利要求1所述的相变存储器设备，其中，所述金属柱由与所述交替的导电体层的所述堆叠的材料不同的材料形成。
14.根据权利要求1所述的相变存储器设备，其中，所述金属柱是加热器。
15.根据权利要求1所述的相变存储器设备，其中，所述金属柱是被配置为加热所述相变材料元件的加热器。
16.一种用于制造交叉式相变存储器单元的方法，包括：
17.根据权利要求16所述的方法，其中，形成所述相变材料元件包括：
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
19.根据权利要求16所述的方法，其中，形成所述内部间隔体包括：
20.根据权利要求16所述的方法，其中，在蚀刻所述最顶部的金属层以形成所述金属柱和形成所述内部间隔体之前，执行使用所述硬掩模柱对所述多层堆叠进行图案化。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种相变存储器设备，包括：
2.根据权利要求1所述的相变存储器设备，进一步包括：
3.根据权利要求1所述的相变存储器设备，进一步包括在所述堆叠上并且围绕所述相变材料元件下方的所述金属柱的热绝缘和电绝缘间隔体。
4.根据权利要求3所述的相变存储器设备，其中，所述热绝缘和电绝缘间隔体的宽度等于所述堆叠的宽度。
5.根据权利要求1所述的相变存储器设备，进一步包括：
6.根据权利要求5所述的相变存储器设备，进一步包括在所述相变材料元件与所述顶部电极触点之间的顶部硬掩模。
7.根据权利要求5所述的相变存储器设备，其中，所述顶部电极触点延伸通过所述封装层。
8.根据权利要求1所述的相变存储器设备，进一步包括在所述相变材料元件上的顶部硬掩模，所述顶部硬掩模具有与所述相变材料元件相同的宽度。
9.根据权利要求1所述的相变存储器设备，其中，所述交替电导体层的堆叠包括：最底部的氮化钛(tin)层；以及
10.根据权利要求9所述的相变存储器设备，其中，所述最下面的tin层的厚度等于所述最上面的tan层...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊涛，谢瑞龙，程慷果，C·拉登斯，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：
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