包含二極管存儲器單元的集成電路制造技術(shù)

集成電路包含第一金屬線和耦合到所述第一金屬線的第一二極管。所述集成電路包含耦合到所述第一二極管的第一電阻率改變材料，以及耦合到所述第一電阻率改變材料的第二金屬線。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及- -種集成電路，具體地涉及一種包含二極管存儲器單元的 集成電路。
技術(shù)介紹
有一種類型的存儲器是電阻性存儲器(resistive memory)。電阻性存 儲器利用存儲器元件的電阻值來存儲一個或一個以上數(shù)據(jù)位。舉例來說， 經(jīng)編程以具有較高電阻值的存儲器元件可表示邏輯'T'數(shù)據(jù)位值，且經(jīng)編 程以具有較低電阻值的存儲器元件可表示邏輯"O"數(shù)據(jù)位值。通常，通過 將電壓脈沖或電流脈沖施加到存儲器元件來電切換存儲器元件的電阻值。有一種類型的電阻性存儲器是相變存儲器(phase change memory)。 相變存儲器在電阻性存儲器元件中使用相變材料。相變材料展現(xiàn)至少兩種 不同狀態(tài)。相變材料的狀態(tài)可被稱為非晶狀態(tài)(amorphous state)和結(jié)晶 狀態(tài)(crystalline state),其中非晶狀態(tài)涉及較混亂的原子結(jié)構(gòu)，且結(jié)晶狀 態(tài)涉及較有序的晶格(lattice)。非晶狀態(tài)通常比結(jié)晶狀態(tài)展現(xiàn)更高的電阻 率。而且， 一些相變材料展現(xiàn)多種結(jié)晶狀態(tài)，例如面心立方(face-centered cubic, FCC)狀態(tài)和六方密堆積(hexagonal closest packing, HCP)狀態(tài)， 其具有不同的電阻率，且可用于存儲數(shù)據(jù)位。在以下描述內(nèi)容中，非晶狀 態(tài)通常指代具有較高電阻率的狀態(tài)，且結(jié)晶狀態(tài)通常指代具有較低電阻率 的狀態(tài)。可以可逆地引誘相變材料中的相變。以此方式，存儲器可響應(yīng)于溫度 變化而從非晶狀態(tài)變化為結(jié)晶狀態(tài)，且從結(jié)晶狀態(tài)變化為非晶狀態(tài)。可通 過驅(qū)動電流通過相變材料本身或通過驅(qū)動電流通過鄰近于相變材料的電 阻性加熱器(resistive heater),來實現(xiàn)相變材料的溫度變化。通過這兩種 方法，相變材料的可控制的加熱導致相變材料內(nèi)的可控制的相變。可對包含具有由相變材料制成的多個存儲器單元的存儲器陣列的相變存儲器進行編程，以利用相變材料的存儲器狀態(tài)來存儲數(shù)據(jù)。讀取此相 變存儲器裝置中的數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)寫入此相變存儲器裝置中的一種方式是 控制施加到相變材料的電流和/或電壓脈沖。每個存儲器單元中的相變材料 中的溫度通常對應(yīng)于所施加的電流和/或電壓的電平，以實現(xiàn)加熱。為了實現(xiàn)較高密度的相變存儲器，相變存儲器單元可存儲多個數(shù)據(jù) 位。可通過對相變材料進行編程以使其具有中間電阻值或狀態(tài)，來實現(xiàn)相 變存儲器單元中的多位存儲，其中可將多位或多電平相變存儲器單元寫到兩個以上狀態(tài)。如果將相變存儲器單元編程為三個不同電阻電平中的一者，那么每單元可存儲1.5個數(shù)據(jù)位。如果將相變存儲器單元編程為四個 不同電阻電平中的一者，那么每單元可存儲兩個數(shù)據(jù)位，依此類推。為了 將相變存儲器單元編程到中間電阻值，經(jīng)由合適的寫策略(write strategy) 來控制與非晶材料共存的結(jié)晶材料的量，且因此控制單元電阻。還可通過減小每個存儲器單元的物理大小來實現(xiàn)較高密度的相變存 儲器。增加相變存儲器的密度增加了可存儲在存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)的量，同時 通常降低了存儲器的成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
出于上述和其它原.因，本專利技術(shù)提供一種包含二極管存儲器單元的集成 電路。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的一個實施例提供一種集成電路。所述集成 電路包含第一金屬線和耦合到所述第一金屬線的第一二極管。所述集成電 路包含耦合到第一二極管的第一電阻率改變材料，以及耦合到第一電阻率 改變材料的第二金屬線。附圖說明包含附圖是為了提供對實施例的進一步理解，且附圖并入本說明書中 并構(gòu)成本說明書的一部分。附圖說明實施例，且連同描述內(nèi)容一起用以闡 釋實施例的原理。隨著參考以下詳細描述內(nèi)容而更好地理解其它實施例和 實施例的許多預期優(yōu)點，將容易了解所述其它實施例和實施例的許多預期 優(yōu)點。附圖的元件不一定相對于彼此而按比例繪制。相同參考標號表示對應(yīng)的類似部分。圖1是說明系統(tǒng)的一個實施例的方塊圖。圖2是說明存儲器裝置的一個實施例的圖。圖3說明二極管存儲器單元的三維陣列的一個實施例的橫截面圖。 圖4說明陣列邏輯和第一字線的一個實施例的橫截面圖。 圖5說明第一字線、硅插塞(siliconplug)、第一介電材料層和第二介電材料層的一個實施例的橫截面圖。圖6說明第一字線、凹進的硅插塞(recessed silicon plug)、第一介電材料層和第二介電材料層的一個實施例的橫截面圖。圖7說明第一字線、二極管、硅化物觸點(silidde contact)、第一介電材料層和第二介電材料層的一個實施例的橫截面圖。圖8說明在對第一介電材料層進行底切蝕刻(undercut etching)之后， 第一字線、二極管、硅化物觸點、第一介電材料層和第二介電材料層的一 個實施例的橫截面圖。圖9說明第一字線、二極管、硅化物觸點、第一介電材料層和第三介 電材料層的一個實施例的橫截面圖。圖10說明第一字線、二極管、硅化物觸點、第一介電材料層、第三 介電材料層和形成于共形層(conformal layer)中的鎖眼(keyhole)的一 個實施例的橫截面圖。圖11說明第一字線、二極管、硅化物觸點、第一介電材料層、第三 介電材料層和對共形層進行蝕刻之后的層的一個實施例的橫截面圖。圖12說明第一字線、二極管、硅化物觸點、第一介電材料層、介電 材料和對第三介電材料層進行蝕刻之后的層的一個實施例的橫截面圖。圖13說明第一字線、二極管、硅化物觸點、第一介電材料層和移除 所述層之后的介電材料的一個實施例的橫截面圖。圖14說明第一字線、二極管、硅化物觸點、第一介電材料層、介電 材料、相變材料存儲位置和頂部電極的一個實施例的橫截面圖。圖15說明第一字線、二極管、硅化物觸點、第一介電材料層、介電 材料、相變材料存儲位置、頂部電極和蓋材料層的一個實施例的橫截面圖。圖16說明在制造通孔之后，二極管相變存儲器單元陣列的一個實施例的橫截面圖。圖17說明在制造位線和觸點之后，二極管相變存儲器單元陣列的一 個實施例的橫截面圖。圖18說明二極管相變存儲器單元陣列的另一實施例的橫截面圖。具體實施例方式在以下詳細描述中，參看形成本專利技術(shù)的一部分的附圖，且在附圖中 以圖解方式展示可實踐本專利技術(shù)的具體實施例。在這點上，參看所描述的圖 的定向而使用方向術(shù)語，例如"頂部"、"底部"、"前部"、"后部"、"頭部"、 "尾部"等。因為實施例的組件可在許多不同定向上定位，所以出于說明而 非限制的目的而使用所述方向術(shù)語。將理解，可使用其它實施例，且可在 不脫離本專利技術(shù)的范圍的情況下，作出結(jié)構(gòu)或邏輯改變。因此，不應(yīng)在限制 意義上理解以下詳細描述，且本專利技術(shù)的范圍由所附權(quán)利要求書界定。將理解，本文所述的各種示范性實施例的特征可彼此組合，除非另 有明確注解。圖1是說明系統(tǒng)90的一個實施例的方塊圖。系統(tǒng)90包含主機92和 存儲器裝置100。主機92通過通信鏈接94而通信地耦合到存儲器裝置100。 主機92包含計算機(例如，桌上型計算機、膝上型計算機、手持式計算 機)、便攜式電子裝置(例如，蜂窩式電話、個人數(shù)字助理(personal digital assistant, PDA)、 MP3播放器、視頻播放器、數(shù)碼相機)，或任何其它使 用存儲器的合適裝置。存儲器裝置100為主機92提供存儲器。在一個實 施例中，存儲器裝置IOO包含相變存儲器裝置或其它合適的電阻性或電阻 率本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種集成電路，其包括：　第一金屬線；　第一二極管，其耦合到所述第一金屬線；　第一電阻率改變材料，其耦合到所述第一二極管；以及　第二金屬線，其耦合到所述第一電阻率改變材料。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：湯瑪斯D漢普，林仲漢，龍翔瀾，畢平拉詹德南，楊明，
申請(專利權(quán))人：奇夢達股份公司，國際商用機器公司，旺宏電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：DE[德國]