一種具有貫穿硅中介/硅導孔應用的非易失性內存器件。本發明專利技術公開一種內存器件及形成該器件的方法。該器件包括：基板，具有陣列表面及非陣列表面；內存陣列，具有藉由在第一方向的第一導體及在第二方向的第二導體而互連的復數個內存單元。所述內存陣列配置在基板的陣列表面上。所述內存陣列復包含配置在基板中的硅導孔(TSV)接點。所述TSV接點從陣列表面延伸至非陣列表面，使非陣列表面能電性連接至陣列。
【技術實現步驟摘要】
具有貫穿硅中介/硅導孔應用的非易失性內存器件
一般來說，本專利技術涉及內存器件的領域，更特定來說，涉及內存器件及其形成方法。
技術介紹
一種隨機存取內存(RAM)器件包括具有互連的許多內存單元的內存陣列，以存儲信息。提供控制電路以便于存取內存單元。舉例來說，非易失性內存(NVM)陣列包括NVM內存單元及用于存取所存儲信息的控制電路。在NVM陣列的情況下，當斷電時仍然保留數據。然而，隨著對于更大容量的存儲有持續需求，器件變得更大。舉例來說，為了容納組件，伴隨更復雜控制電路的具有更多內存單元的更大陣列需要更大的芯片區域。這導致更高的費用。另外，由于某些內存的類型，如相變隨機存取內存(PCRAM)或磁隨機存取內存(MRAM)，需需要高的熱預算，具有集成控制電路的傳統的RAM器件降低靈活性。這可能會造成伴隨控制電路的處理問題。從前面的討論，想要的是提供改進的內存器件。
技術實現思路
具體實施例一般涉及NVM器件。在一具體實施例中，器件包括：基板，具有陣列表面及非陣列表面；內存陣列，具有藉由在第一方向的第一導體及在第二方向的第二導體而互連的復數個內存單元。所述內存陣列配置在基板的陣列表面上。所述內存陣列復包含配置在基板中的硅導孔(TSV)接點。所述TSV接點從陣列表面延伸至非陣列表面。所述TSV接點能從非陣列表面電性連接至陣列。在另一具體實施例中，呈現一種用于形成內存器件的方法。所述方法包括：提供具有陣列表面及非陣列表面的基板。形成從所述基板的陣列表面延伸至非陣列表面的TSV接點。形成具有藉由第一導體及第二導體而互連的復數個內存單元。所述內存陣列耦接所述TSV接點。在另一具體實施例中，呈現一種用于形成NVM器件的方法。所述方法包括提供具有陣列表面及非陣列表面的基板。形成從所述基板的陣列表面延伸至非陣列表面的TSV接點。形成具有由第一導體及第二導體而互連的復數個內存單元的電阻式NVM。所述電阻式NVM耦接于所述TSV接點。本文所述的具體實施例的這些和其它的優點及特征將通過參照下面的描述及附圖而變得清楚明白。此外，應理解的是本文所述的各種具體實施例的特征不是相互排斥的，且可以各種組合及排列中存在。附圖說明在附圖中，相似的附圖標記通常指的是在所有不同視圖中的相同組件。同時，附圖不一定是成比例的，重點反而是通常放在說明本專利技術的原理上。本專利技術的各種具體實施例是參照下面的附圖而描述，其中：圖1a至圖1d顯示器件的具體實施例的簡化視圖；圖2至圖3顯示器件的具體實施例的剖視圖；以及圖4及圖5顯示用于形成器件的流程的具體實施例。具體實施方式具體實施例涉及非易失性內存(NVM)器件。NVM器件例如可包含相變隨機存取內存(PCRAM)、磁隨機存取內存(MRAM)及電阻式隨機存取內存(ReRAM)。也可使用其它類型的NVM或內存器件。這樣的NVM器件可并入電子產品或設備中，如電話、計算器，移動式智能產品等等。圖1a至1d顯示器件100的具體實施例的簡化視圖。如其顯示的器件包括具有復數個內存單元130的內存陣列120。在一具體實施例中，內存陣列為具有非易失性內存單元的非易失性內存(NVM)陣列。內存單元包括配置在第一導體150及第二導體160之間的存儲組件。存儲組件可例如為配置在第一導體及第二導體之間的存儲插件。在一具體實施例中，存儲組件為形成電阻式NVM單元的電阻式存儲組件。陣列包括在第一方向(例如，X方向)的復數個第一導體及在第二方向(例如，y方向)的復數個第二導體。舉例來說，第一或上導體是在第二或下導體配置在第二方向時配置在第一方向。在一具體實施例中，上導體為字線(WL)而下導體為位線(BL)。舉例來說，第一方向及第二方向為正交方向。也可使用導體的其它配置。在上導體及下導體的交叉點處配置存儲組件，進而形成記憶單元。電阻式存儲組件為可編程的電阻式組件。可編程的電阻式組件具有多個穩定電阻狀態。在一具體實施例中，電阻式組件為具有第一穩定電阻狀態及第二穩定電阻狀態的雙穩定電阻式組件。舉例來說，電阻式組件具有其中一者對應于邏輯“0”及另一者對應于邏輯“1”的穩定高電阻狀態及穩定低電阻狀態。舉例來說，高電阻狀態可在低電阻狀態可表現為邏輯“1”時，可表現為邏輯“0”。也可使用具有高電阻狀態表現為邏輯“1”及低電阻狀態表現為邏輯“0”。也可使用用于電阻式組件的數據存儲的其它配置。在一具體實施例中，存儲組件為相變(PC)存儲組件。相變存儲組件包括形成相變隨機存取內存(PCRAM)單元的相變材料(PCM)。可使用多種類型的PCM。舉例來說，PCM可為硫族化物材料。在一具體實施例中，硫族化物材料為鍺銻碲(GeSbTe)合金。在一具體實施例中，硫族化物材料為五鍺二銻五碲(Ge2Sb2Te5(GST))。也可使用其它類型的硫族化物或PCM。PCM可為結晶或非晶相。結晶相在非晶相為高電阻相時為低電阻相。PCM直到復位或設定(set)前在任一相或狀態為穩定的。舉例來說，PCM可藉藉由將其暴露至復位條件而從結晶相復位至非晶相，或可藉由將其暴露至設定條件而從非晶相設定為結晶相。在一具體實施例中，設定條件包括在其非晶相變換至結晶的溫度持續加熱足夠時間以將其變換至結晶相。從另一方面來看，復位條件包括將結晶PCM加熱至熔化并將其快速冷卻以使其成為非晶。加熱PCM包括適度通入電流至加熱器或加熱組件。在一具體實施例中，存儲插件包括與PCM一起的加熱組件。另外，存儲組件可包括電阻材料(RM)以形成電阻式隨機存取內存(ReRAM)單元。RM可為可形成絲狀物的材料。舉例來說，RM可為非化學計量的金屬氧化物層，如二氧化鉿(HfO2)或氧化鉭(TaOx或Ta2Ox，其中x為非整數)層。也可使用其它類型的RM。使RM進行形成制造絲狀物的傳導路徑的過程。絲狀物可藉由使RM進行復位過程或條件而復位或斷開，而絲狀物可藉由使RM進行設定過程或條件而設定或重新形成。當伴隨形成或重新形成的絲狀物的設定RM導致低電阻狀態(例如，邏輯“1”)時，伴隨斷開的絲狀物的復位RM導致高電阻狀態(例如，邏輯“0”)。RM存儲插件可包括例如為鉑(Pt)或銥(Ir)電極且使RM夾置其中的上電極及下電極。一般來說，用于RM的設定及復位電流是相反的方向。舉例來說，RM使用雙極性電流以用于設定及復位。也可使用用于設定及復位的單極性電流。在另一具體實施例中，存儲單元可為磁阻性(MR)存儲插件以形成MRAM單元。對于MR存儲插件而言，其包括在例如為鉑錳(PtMn)、銥錳(IrMn)或鈷/鈀(Co/Pd)的上電極及下電極之間的磁性隧道結(MJT)堆棧。MJT堆棧包括由隧道層分開的第一及第二磁性或鐵磁(FM)層。舉例來說，FM層為當第二FM層為具有可切換磁化方向的自由層時為具有固定磁化方向的固定或釘扎層。固定層可為鈷鐵硼(CoFeB)，隧道層可為氧化鎂(MgO)或三氧化二鋁(Al2O3)，且自由層可為鈷鐵硼/銣/鈷鐵硼。也可使用MJT堆棧的其它配置。固定層及自由層的磁化方向可對準對與MR堆棧平行或垂直的方向。當層的磁化方向在相反方向時MR存儲組件具有高電阻狀態，而當層的磁化方向在相同方向時MR存儲組件具有低電阻狀態。自由層的磁場切換可藉由施加極化電流至MR堆棧內而達成。舉例來說，極化電流可如圖1b及圖1d表示地施加到配置在本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種器件，包括：基板，具有陣列表面及非陣列表面；內存陣列，其具有藉由在第一方向的第一導體及在第二方向的第二導體而互連的復數個內存單元，所述內存陣列配置在所述基板的所述陣列表面上；以及硅導孔(TSV)接點，其配置在所述基板中，所述TSV接點從所述陣列表面延伸至所述非陣列表面，所述TSV接點能從所述非陣列表面電性連接至所述陣列。
【技術特征摘要】
2013.03.15 US 61/786,624;2013.05.30 US 13/906,2891.一種半導體器件，包括：基板，具有陣列表面及非陣列表面；內存介電層，接觸并形成于所述陣列表面上；內存陣列，其具有藉由在第一方向的第一導體及在第二方向的第二導體而互連的多個內存單元，所述內存陣列配置在接觸并形成于所述基板的所述陣列表面上的所述內存介電層中；以及硅導孔TSV接點，其配置在所述基板中，所述TSV接點從所述陣列表面延伸至所述非陣列表面，所述TSV接點能從所述非陣列表面電性連接至所述內存陣列。2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述基板作用為中介基板；配置中介接點以使所述內存陣列之間藉由所述TSV接點而能電性連接；以及配置中介墊以使所述內存陣列經由所述TSV接點電性連接其它電路。3.根據權利要求2所述的半導體器件，其中，控制器器件是連接到所述中介墊，以用于控制內存存取所述內存陣列。4.根據權利要求1所述的半導體器件，復包括配置在所述基板的所述非陣列表面上的控制電路，其中，所述基板的所述非陣列表面作用為所述基板的作用表面。5.根據權利要求4所述的半導體器件，復包括配置在所述非陣列表面上方的介電層的暴露表面上的器件凸塊，所述器件凸塊耦接所述TSV接點。6.根據權利要求5所述的半導體器件，復包括配置于配置在所述陣列表面上的內存介電層的表面上的陣列接點，所述陣列接點耦接所述TSV接點，以利于所述器件與另一個器件的堆棧。7.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述內存陣列為非易失性內存NVM陣列。8.根據權利要求7所述的半導體器件，其中，所述NVM陣列為電阻式NVM陣列。9.根據權利要求8所述的半導體器件，其中，所述電阻式NVM陣列為相變隨機存取內存PCRAM或磁隨機存取內存MRAM。10.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，內存單元包含配置在第一導體及第二導體之間的存儲插件。11.一種用于形成半導體器件的方法，包括：提供具有陣列表面及非陣列表面的基板；于所述陣列...
【專利技術屬性】
技術研發人員：龔順強，陳元文，王磊，劉威，易萬兵，J·奧斯瓦爾德，
申請(專利權)人：新加坡商格羅方德半導體私人有限公司，
類型：發明
國別省市：新加坡;SG
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