專(zhuān)利名稱(chēng)：包括相變材料的電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子器件，其本體具有包括能夠處于第一相位和第二相位的相變材料的電阻器，電阻器有帶有第一接觸區(qū)和第二接觸區(qū)的表面，電阻器在第一接觸區(qū)與第二接觸區(qū)之間具有電阻，當(dāng)相變材料處于第一相位時(shí)電阻具有第一值，當(dāng)相變材料處于第二相位時(shí)電阻具有第二值，第一導(dǎo)體電連接到第一接觸區(qū)，第二導(dǎo)體電連接到第二接觸區(qū)，第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體和電阻器能夠傳導(dǎo)加熱相變材料的電流，使相變材料從第一相位轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙辔?，介質(zhì)材料層用于降低在加熱期間流向本體的其它部件的熱量。
WO-A 00/57,498公開(kāi)了在開(kāi)篇段中介紹的電子器件的實(shí)施例。
已知的器件包括包含相變材料的電阻器，相變材料例如可以是Te81Ge15S2As2、Te81Ge15S2Sb2或包含比例按(TeaGebSb100-(a+b))cTM100-c的Te、Ge、Sb和一種或多種過(guò)渡金屬TM的材料，其中下標(biāo)是原子百分?jǐn)?shù)，a低于百分之70，b高于百分之5并且低于百分之50，c在百分之90和99.99之間。相變材料能夠處于第一相位，例如晶形，并且能夠處于第二相位，例如非晶形。或者，假若具有處于第一相位的相變材料的電阻器和具有處于第二相位的相變材料的電阻器具有不同的電阻值，則第一相位或第二相位，或者兩者可以是部分非結(jié)晶和部分結(jié)晶的。
電阻器電連接到第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體，從而可以測(cè)量電阻值。例如，第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體可以包括以下一種或多種材料鈦、氮化鈦、氮化鋁鈦、碳氮化鈦、鈦硅合金、鉬、碳、鎢和鈦鎢合金。
電阻器、第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體能夠傳導(dǎo)電流，通過(guò)加熱能夠在第一相位和第二相位之間轉(zhuǎn)變相變材料。人們相信，對(duì)于從具有較好導(dǎo)電率的相位，例如結(jié)晶相或主要為結(jié)晶相，轉(zhuǎn)變到具有較差導(dǎo)電率的相位，例如非晶相或主要為非晶相，通過(guò)足夠強(qiáng)的電流加熱會(huì)使相變材料熔化。通過(guò)第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體和電阻器本身的電阻實(shí)現(xiàn)所述加熱。三個(gè)元件中哪一個(gè)與加熱的關(guān)系最大一般取決于這些元件的材料和形狀。當(dāng)關(guān)掉電流時(shí)，加熱結(jié)束。然后，相變材料迅速冷卻并且以更加非晶的順序排列。
當(dāng)引發(fā)從具有較低導(dǎo)電率的相位到具有較高電導(dǎo)率的轉(zhuǎn)變時(shí)，熱量最初被差的導(dǎo)電率抵消，使得難以直接熔化至少部分相變材料。人們相信，通過(guò)在電阻器兩端施加足夠的電壓，能夠在相變材料中局部引起電擊穿，導(dǎo)致高局部電流密度和更大的電流。然后，相應(yīng)的加熱足以增加相變材料的溫度超過(guò)其結(jié)晶溫度，從而能夠進(jìn)行相變。根據(jù)加熱功率和加熱時(shí)間，得到結(jié)晶相或至少比轉(zhuǎn)變前的相位更為結(jié)晶性的相位。
已知的電子器件可以用作具有電可調(diào)電阻的電阻器。這類(lèi)器件可以用于要求具有可在第一值和第二值之間切換的電阻值的電阻器的各種電路和集成電路。
已知的電子器件特別適合于用作電可寫(xiě)和可擦除存貯器單元，以攜帶在電阻值中編碼的情報(bào)。在兩位方式中，當(dāng)電阻較低時(shí)存儲(chǔ)單元例如賦值為″0″，當(dāng)電阻較高時(shí)賦值為″1″。通過(guò)在電阻器兩端提供電壓并測(cè)量相應(yīng)的電流容易測(cè)量電阻值。通過(guò)如上所述引發(fā)從第一相位到第二相位的轉(zhuǎn)變可以寫(xiě)入和擦除存儲(chǔ)元件。
在多位存儲(chǔ)單元中，相變材料能夠處于N種不同的相位，其中N是大于二的整數(shù)。在N個(gè)相位中的每一個(gè)中，電阻具有該特定相位的值特性。因此，該值可以用來(lái)向存儲(chǔ)單元分配整數(shù)M，其中M不小于零和不大于N，并且M唯一地表征對(duì)應(yīng)于該值的相位。
當(dāng)使用已知的電子器件作為具有電可調(diào)電阻的電阻器時(shí)，常常期望在第一相位與第二相位之間的轉(zhuǎn)變盡可能快，并且需要盡可能少的電能。在開(kāi)篇章節(jié)中介紹的第一種電子器件具有幾毫秒的轉(zhuǎn)換時(shí)間和微焦耳的轉(zhuǎn)換能量，即，能夠相變所需的電功率乘以轉(zhuǎn)換時(shí)間。更先進(jìn)的電子器件具有幾十納秒的轉(zhuǎn)換時(shí)間并且需要幾皮焦耳的轉(zhuǎn)換功率。
通過(guò)選擇具有更好的轉(zhuǎn)換特性的相變材料，通過(guò)設(shè)計(jì)在第一相位與第二相位之間轉(zhuǎn)變期間具有較小的相變材料體積變化的電子器件，并且通過(guò)使用用于熱隔離相變材料的介質(zhì)材料層，由此降低流出相變材料的熱量，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這些改進(jìn)。二氧化硅和氮化硅已被用作介質(zhì)材料。
盡管已經(jīng)有了這些改進(jìn)，但是已知的電子器件仍然存在轉(zhuǎn)換功率較高的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在開(kāi)篇章節(jié)中介紹的在較低的轉(zhuǎn)換功率下操作的電子器件。
根據(jù)本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)該目的的介電材料包括具有尺寸在0.5與50nm之間的小孔的多孔材料。
本發(fā)明基于具有包括多孔材料的介電材料的電子器件具有降低的轉(zhuǎn)換功率的理解，這歸因于多孔材料更低的導(dǎo)熱率。通常，小孔基本上是球形的或圓柱形的，小孔的尺寸由其直徑定義。
為了實(shí)際上得到具有降低的轉(zhuǎn)換功率的電子器件，小孔必須大于0.5nm。具有更小的小孔的介電材料具有難以制造這種具有多于百分之20的孔隙度的材料的缺點(diǎn)。因此，微孔材料的熱特性非常類(lèi)似于相應(yīng)的沒(méi)有小孔的疏松材料的熱特性。優(yōu)選的是，孔隙度大于百分之20。優(yōu)選的是，孔隙度大于百分之45。優(yōu)選的是，小孔大于1.0nm。
小孔大于50nm的材料具有下述缺點(diǎn)，即由于較大的小孔尺寸，實(shí)際上不可能使用這些材料中的一種可靠地制造尺寸小于幾百nm的電子器件。對(duì)于小孔大于50nm的材料，難以或甚至不可能例如用阻擋層密封小孔。如果存在大于50nm的小孔，則可能發(fā)生用在電子器件中的其它材料例如金屬或相變材料填充一些小孔的情況。因此，電子器件可能包括這些具有不明確的尺寸的其它材料的層，導(dǎo)致功能失常的電子器件。另外，或者，可能發(fā)生大孔材料的小孔沒(méi)有封閉，并且某些甚至全部小孔被其它材料填充的情況，可能導(dǎo)致短路。
根據(jù)本發(fā)明使用的介電材料本身在半導(dǎo)體制造中由于它們的低于二氧化硅的低介電常數(shù)而著稱(chēng)。由于該特性，盡管在對(duì)其進(jìn)行加工中存在困難，這些材料用于工作在不能再使用具有較高介電常數(shù)的介電材料的頻率下的集成電路中。
如果小孔尺寸在1與10nm之間是有利的，因?yàn)榘ň哂性撔】壮叽绲慕殡姴牧系碾娮悠骷哂刑貏e低的轉(zhuǎn)換功率。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，多孔材料具有基本上不含水的小孔。發(fā)明人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)顯示，有時(shí)包括具有含水小孔的多孔材料的電子器件可能在加熱相變材料的時(shí)候分解或分層。當(dāng)小孔基本上不含水時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)這些問(wèn)題。
在根據(jù)本發(fā)明的電子器件中，熱量流動(dòng)降低，因此，在相變期間加熱的電子器件的體積也減小。當(dāng)電子器件包括多于一個(gè)的各自均包括相變材料的電阻器時(shí)，減少的加熱體積具有額外的優(yōu)點(diǎn)。在這些系統(tǒng)中，眾所周知的問(wèn)題是改變一個(gè)電阻器的相變材料時(shí)，另一個(gè)電阻器的相變材料可能會(huì)被從要改變的電阻器流到另一電阻器的熱流無(wú)意中改變。在根據(jù)本發(fā)明的電子器件中，降低了不小心改變另一個(gè)電阻器的相變材料的機(jī)會(huì)。
通常被稱(chēng)為串?dāng)_的該影響在用作非易失性存儲(chǔ)器的電子器件陣列中由于電子器件之間的間距一般較小而特別突出，從而優(yōu)點(diǎn)特別大。
通過(guò)制造包括多孔二氧化硅或包括例如氧化鈦、氧化釩或氧化鋯在內(nèi)的任何其它多孔介電材料的電子器件，并且通過(guò)隨后通過(guò)例如加熱和/或真空處理多孔材料以基本上除去存在的全部水份，可以得到具有基本上不含水的小孔的介電材料。
如果小孔具有疏水性表面是有利的。在這種情況下，能夠在制造期間將電子器件暴露在包含水蒸汽的大氣中。由于不需要預(yù)防空氣可能的水污染，這是非常方便的。在制造期間，可以在普通凈化室條件下移動(dòng)電子器件。
例如，通過(guò)使用例如多孔SiLKTM等疏水性多孔材料，可以得到小孔的疏水性表面。在Waeterloos，J.J.等人的″Integrationfeasibility of porous SiLK semiconductor dielectric″，Proceedings of the IEEE 2001 International InterconnectTechnology Conference，Burlingame，California，USA，4-6 June2001，p.253-4中介紹了該材料。該材料由Dow Chemical公司，Midland，Michigan，USA銷(xiāo)售?；蛘?，可以使用在US-B1-6,352,945和US-B1-6,383,955中介紹的材料。該材料的一個(gè)實(shí)施方式是市場(chǎng)上買(mǎi)得到的由來(lái)自荷蘭Bilthoven的ASM International銷(xiāo)售的名為AuroraTM的產(chǎn)品。
如果多孔材料包含有機(jī)硅酸鹽且疏水性表面具有烴基是有利的。例如，烷基和芳基等烴基用來(lái)使表面產(chǎn)生疏水性。如從WO-A 00/39028已知的，當(dāng)多孔材料包含有機(jī)硅酸鹽時(shí)，在多孔材料中引入這些基團(tuán)以提供疏水性表面是容易實(shí)現(xiàn)的。
WO-A 00/39028的實(shí)施例5公開(kāi)了以0.85∶0.15的比例包含四乙氧基原硅酸酯和甲基三乙氧硅的組合物。10十二烷基醚，亦稱(chēng)(CH2CH2O)10C12H25OH，用作表面活性劑，并且水和乙醇的50/50混合物用作溶劑。此外，氯化氫用作催化劑。老化之后，該組合物通過(guò)旋涂涂覆到硅片上。在加熱步驟中除去溶劑和酸，之后通過(guò)焙燒完全除去表面活性劑。最后，通過(guò)將多孔層暴露在甲硅烷中進(jìn)行脫羥基處理，并隨后進(jìn)行真空處理。
在一個(gè)實(shí)施方案中，多孔材料是可通過(guò)在襯底上涂覆包含四烷氧基硅、烴基烷氧基硅烷、表面活性劑和溶劑的組合物的液層(其中四烷氧基硅與烴基烷氧基硅烷之間的摩爾比至多為3∶1)，并且加熱該液層以除去表面活性劑和溶劑并形成疏水性多孔層而獲得的材料。優(yōu)選的是，所述比例在3∶1與1∶10之間的范圍內(nèi)。
通過(guò)使用包含四烷氧基硅與一種或多種烴基烷氧基硅，例如芳香基或烷基烷氧基硅烷的混合物的組合物，得到不需要脫羥基的后處理的穩(wěn)定層。本發(fā)明的該方案基于由烷氧基硅烷形成氧化硅網(wǎng)絡(luò)每個(gè)硅原子需要少于四個(gè)烷氧基的認(rèn)識(shí)。水解之后形成的任何剩余的烷氧基和硅烷醇基使氧化硅網(wǎng)絡(luò)具有親水性。與四烷氧基硅有關(guān)，烴基烷氧基甲硅烷包含較少的烷氧基。另一方面，所述四烷氧基硅和烴基烷氧基硅烷的組合物包含更疏水的烴基。一些烴基沒(méi)有參與形成氧化硅網(wǎng)絡(luò)。烴基在多孔氧化硅網(wǎng)絡(luò)中具有疏水性、無(wú)極特性并阻止水的吸附。優(yōu)選比例超過(guò)1∶10。在實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在比例超過(guò)1∶10時(shí)，多孔氧化硅網(wǎng)絡(luò)在電子器件中用作多孔層足夠穩(wěn)定。在超過(guò)1∶3的比例下得到更穩(wěn)定的層。
在這種情況下，表面的疏水特性意味著直到大約百分之50的空氣濕度，基本上不發(fā)生水的吸附。因?yàn)樵趦艋抑械目諝鉂穸热菀妆３衷诎俜种?0和50之間，所以這對(duì)于實(shí)際操作是足夠的。但在制造之后，例如在操作期間，電子器件可以暴露于更高的空氣濕度中，這是由于電子器件通常封裝在保護(hù)層中，以保護(hù)它不受水汽的影響。隨著四烷氧基硅對(duì)烴基烷氧基硅烷的比例減小，對(duì)空氣濕度的靈敏度也減小，直到所述層完全對(duì)空氣濕度徹底不敏感。優(yōu)選的是，該比例低于3∶1。在實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在比例超過(guò)3∶1時(shí)，多孔氧化硅網(wǎng)絡(luò)的疏水性和機(jī)械穩(wěn)定性不足以在電子器件中用作多孔層。優(yōu)選的是，該比例低于1∶1。優(yōu)選該比例超過(guò)2∶3。
根據(jù)本實(shí)施方案的電子器件的優(yōu)點(diǎn)在于多孔材料具有基本上均勻的低于10nm的小孔尺寸。憑借所述小孔尺寸，所述層適合用在具有例如100nm或70nm或50nm的非常小的元件的集成電路中。如果小孔的尺寸大約為第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體之間的間距，則在第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體之間可能出現(xiàn)短路，從而旁路電阻器，導(dǎo)致電子器件失靈。
根據(jù)本實(shí)施方案的電子器件的額外的優(yōu)點(diǎn)在于，多孔材料具有非常接近于通常用作相變材料以及用作第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體的材料的熱膨脹系數(shù)。因此，當(dāng)加熱相變材料時(shí)，電子器件具有大的機(jī)械穩(wěn)定性。
另外，在電子器件的制造期間，電子器件可以承受加熱到400攝氏度的溫度，由于這使得可以使用標(biāo)準(zhǔn)的硅加工工藝，所以是有利的。此外，多孔材料(基本上)不與通常用在硅技術(shù)中的其它材料反應(yīng)。
通過(guò)使用其中的烴基選自甲基、乙基和苯基的烴基烷氧基硅烷，取得了良好的效果。可以氟化某些或全部烴基，這具有額外的優(yōu)點(diǎn)。這種苯基烷氧基硅烷、甲基烷氧基硅烷和乙基烷氧基硅烷直到大約400℃是熱穩(wěn)定的，使得其可以常規(guī)方式焙燒。通常在基本上不含氧氣的空氣中進(jìn)行加熱是有利的。優(yōu)選的是，烷氧基是丁氧基、丙氧基、乙氧基或甲氧基。
烴基烷氧基硅烷還可以是三烴基烷氧基硅、二烴基二烷氧基硅和烴基三烷氧基硅。特別有利的例子是甲基三甲氧基硅、甲基三乙氧硅、苯基三甲氧基硅和苯基三乙氧基硅。憑借三個(gè)烷氧基的交聯(lián)，這種烷基三烷氧基硅非常容易結(jié)合到氧化硅網(wǎng)絡(luò)中，因此相對(duì)于從純四烷氧基硅獲得的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性即使有所減小，也減小得極少。
通過(guò)使用以1∶1的摩爾比包含四烷氧基硅和甲基三甲氧基硅的組合物，得到了特別有利的結(jié)果。通過(guò)使用這種組合物，得到即使在潮濕條件下也具有低導(dǎo)熱性和高穩(wěn)定性的多孔層。
表面活性劑可以使用陽(yáng)離子、陰離子和非離子型表面活性劑。例子尤其為十六烷基三甲基溴化銨和十六烷基三甲基氯化銨，聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷和聚環(huán)氧乙烷醚的三嵌段共聚物，例如，聚氧化乙烯(10)硬脂酰醚。
使用陽(yáng)離子表面活性劑并結(jié)合所述表面活性劑與烷氧基硅烷的總數(shù)的摩爾比超過(guò)0.1∶1，取得了有利的結(jié)果。這里，烷氧基硅烷的總數(shù)是指四烷氧基硅與烴基烷氧基硅烷的總量。如此，獲得具有較低導(dǎo)熱性的層。不同于由純四乙氧基原硅酸酯(TEOS)制備的多孔層，即使所述組合物包含高表面活性劑含量，如上所述制造的多孔層也保持穩(wěn)定。所得到的層具有超過(guò)百分之45的孔隙度，并且發(fā)現(xiàn)是優(yōu)質(zhì)的。優(yōu)選在包含氧、氮和/或氫的環(huán)境中進(jìn)行加熱。
使用包含聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷和聚環(huán)氧乙烷的三嵌段共聚物作為充當(dāng)表面活性劑的塊，也獲得了有利的結(jié)果。這種表面活性劑的例子已知名叫Pluronic F127，是德國(guó)Ludwigshafen的BASF的注冊(cè)商標(biāo)。在由BASF在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)表的數(shù)據(jù)手冊(cè)中給出了該表面活性劑的化學(xué)組成。該表面活性劑在組合物中的低濃度已經(jīng)導(dǎo)致了具有高孔隙度和相應(yīng)的低導(dǎo)熱性的多孔層。
在根據(jù)本發(fā)明的電子器件的有利的實(shí)施方案中，多孔層具有超過(guò)百分之45的孔隙度。較高孔隙度的優(yōu)點(diǎn)尤其在于低導(dǎo)熱率。這里，采用IUPAC的定義，據(jù)此，孔隙度是總孔隙體積與層的表觀體積的比。在J.Rouquérol等人1994年發(fā)表的Pure and Applied Chemistry的66卷1739-1758頁(yè)中介紹了IUPAC的定義。通過(guò)在上述組合物中較高的表面活性劑含量可以得到較高的孔隙度。但是，在根據(jù)WO-A00/39028的方法中，大量表面活性劑使形成的層在焙燒之后變得不穩(wěn)定。所述不穩(wěn)定性是指多孔二氧化硅的網(wǎng)絡(luò)塌陷，使孔隙度從百分之55顯著減小到百分之28。
如果電阻器嵌入在本體中，層直接接觸電阻器是有利的，因?yàn)樵谶@種情況下有效地降低了電阻器流出的熱量。
在一種實(shí)施方案中，第一接觸區(qū)小于第二接觸區(qū)，并且第一導(dǎo)體包含直接接觸第一接觸區(qū)的部分，該部分嵌入在層中。在這種情況下，在第一接觸區(qū)和在第一導(dǎo)體的該部分中的電流密度大于在第二接觸區(qū)中的電流密度。因此，在第一接觸區(qū)附近的加熱比在第二接觸區(qū)附近更有效。結(jié)果，靠近第一接觸區(qū)的相變材料，尤其是直接接觸第一接觸區(qū)的相變材料比較容易熔化。在很大程度上通過(guò)第一導(dǎo)體和/或在第一導(dǎo)體與相變材料之間的接觸電阻實(shí)現(xiàn)為熔化靠近第一接觸區(qū)的相變材料所進(jìn)行的加熱，尤其是當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)體在靠近第一接觸區(qū)的部分中具有較差的導(dǎo)電率時(shí)。通過(guò)將靠近第一接觸區(qū)的第一導(dǎo)體的該部分嵌入層中，由于該部分具有較高的電流密度與較低的導(dǎo)電率的組合，所以有效地降低了對(duì)應(yīng)于高加熱功率的轉(zhuǎn)換功率。在該實(shí)施方案中，降低了從第一導(dǎo)體的該部分流出到不含電阻器的本體部分即不包含電阻器的部分的熱量。加熱電阻器的熱量有效地流向靠近第一接觸區(qū)的相變材料。
在根據(jù)本發(fā)明的電子器件的實(shí)施方案中，第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體、電阻器和所述層構(gòu)成存儲(chǔ)元件，并且本體包含存儲(chǔ)單元陣列和選擇線網(wǎng)格，每個(gè)存儲(chǔ)單元包含各自的存儲(chǔ)元件和各自的選擇器件，通過(guò)連接到各個(gè)選擇器件的各個(gè)選擇線可單獨(dú)訪問(wèn)每個(gè)存儲(chǔ)單元。
這種電子器件可以用作非易失的、電可寫(xiě)、電可讀和電可擦除的存貯器。由于每個(gè)存儲(chǔ)單元包括選擇器件，所以可以方便地選擇單獨(dú)的存儲(chǔ)元件用于讀出，即，測(cè)量電阻值，以及用于寫(xiě)入和擦除，即，引發(fā)從第一相位到第二相位的轉(zhuǎn)變。
本發(fā)明的存儲(chǔ)元件可以電連接到選擇器件和選擇線，以便形成存儲(chǔ)器陣列。選擇器件允許讀寫(xiě)每個(gè)分立的存儲(chǔ)單元而不會(huì)干擾在陣列的相鄰或遠(yuǎn)距離的存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的信息。通常，本發(fā)明并不局限于使用任何具體類(lèi)型的選擇器件。選擇器件的例子包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管、雙極結(jié)型晶體管和二極管，例如，由WO-A 97/07550已知的。場(chǎng)效應(yīng)晶體管的例子包括JFET和金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，例如，由WO-A 00/39028已知的。MOSFET的例子包括NMOS晶體管和PMOS晶體管。此外，NMOS和PMOS甚至可以在用于CMOS技術(shù)的同一個(gè)芯片上形成。
通常，這種類(lèi)型的電子器件盡可能緊湊，這意味著相鄰電阻器之間的間距小。在這些包括根據(jù)本發(fā)明的介電材料的電子器件中，降低了串?dāng)_。
在一個(gè)實(shí)施方案中，選擇器件包括具有源極區(qū)、漏極區(qū)和柵極區(qū)的MOSFET，選擇線網(wǎng)格包括N個(gè)第一選擇線、M個(gè)第二選擇線和輸出線，N和M是整數(shù)，每個(gè)存儲(chǔ)元件的第一導(dǎo)體電連接到從相應(yīng)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)中挑選出來(lái)的第一區(qū)，每個(gè)存儲(chǔ)元件的第二導(dǎo)體電連接到輸出線，從源極區(qū)和漏極區(qū)中選出來(lái)的、不包括第一區(qū)的相應(yīng)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第二區(qū)電連接到N個(gè)第一選擇線中的一個(gè)，柵極區(qū)電連接到M個(gè)第二選擇線中的一個(gè)。
在這類(lèi)器件中，電阻器可以方便地與選擇器件結(jié)合。
根據(jù)本發(fā)明的電子器件的這些和其它方案將參考附圖并且通過(guò)一些表格進(jìn)一步說(shuō)明和介紹，其中


圖1是電子器件的實(shí)施方案的剖面圖；以及圖2是電子器件的另一個(gè)實(shí)施方案的剖面圖，表1示出了從中獲得多孔材料的組合物的實(shí)施方案；表2示出了通過(guò)使用表1的實(shí)施方案1-5得到的多孔材料的特性；以及表3示出了通過(guò)使用表1的實(shí)施方案6-11得到的多孔材料的特性。
附圖沒(méi)有按比例繪制。通常，相同的元件由相同的參考數(shù)字表示。
在圖1中所示的電子器件1具有類(lèi)似于在WO-A 97/07550中介紹的結(jié)構(gòu)。它具有包括多個(gè)電阻器36的本體2，每個(gè)電阻器36包括能夠處于第一相位和第二相位的相變材料。在另一個(gè)實(shí)施方案(未示出)中，本體2只包括一個(gè)電阻器36。相變材料為T(mén)e81Ge15S2As2。在另一個(gè)實(shí)施方案中，相變材料為T(mén)e81Ge15S2Sb2?；蛘撸?TeaGebSb(100-a+b))cTM100-c的比例包括Te、Ge、Sb和一種或多種過(guò)渡金屬TM的材料可以用作相變材料，其中下標(biāo)是原子百分?jǐn)?shù)，a低于百分之70，b多于百分之5并且低于百分之50，c在百分之90和百分之99.99之間。
每個(gè)電阻器36埋置在本體2中，并具有帶有第一接觸區(qū)5和第二接觸區(qū)6的表面。每個(gè)電阻器36具有在各自的第一接觸區(qū)5與各自的第二接觸區(qū)6之間的電阻。當(dāng)相變材料處于第一相位時(shí)，每個(gè)電阻具有第一值，當(dāng)相變材料處于第二相位時(shí)，每個(gè)電阻具有第二值。
本體2包括單晶硅半導(dǎo)體晶片10，其為p摻雜的襯底。在p襯底10中形成的是n+溝道12，溝道12沿垂直于圖1的平面方向延伸通過(guò)晶片10并形成x-y選擇線網(wǎng)格的一組電極，在這種情況下為y組，用于尋址單獨(dú)的存儲(chǔ)元件30。在該n+網(wǎng)格結(jié)構(gòu)之上是n摻雜的晶體外延層14，可為例如大約500nm厚，并且在其中形成p摻雜的隔離溝道16。這些p摻雜的隔離溝道16一直延伸到p襯底10，如圖1所示。它們完全圍繞n外延層14的島18延伸，從而定義并互相隔離該島。在WO-A97/07550的圖2的頂視圖中更清楚地示出了島18，其中p隔離溝道顯示為形成定義并隔離n外延材料的島18的隔離網(wǎng)格。代替p摻雜的隔離溝道，介電材料層可以用作島18的隔離。
介電材料層20在島18上形成縫隙22，縫隙22定義p+材料的擴(kuò)散區(qū)24。p+區(qū)與n外延層的接合處定義了與通過(guò)層20的縫隙22露出的n外延層的每個(gè)區(qū)域串聯(lián)的p-n結(jié)型二極管。p-n結(jié)型二極管作為選擇器件26。
存儲(chǔ)元件30以單獨(dú)電串聯(lián)接觸選擇器件26的方式沉積在p+區(qū)24的上方。每個(gè)存儲(chǔ)元件30包括電連接到第一接觸區(qū)5的第一導(dǎo)體3，并且包括高耐腐蝕性的金屬例如鉬的較薄的電接觸層32和導(dǎo)電擴(kuò)散阻擋層34例如碳。每個(gè)存儲(chǔ)元件30還包括由如上所述的相變材料構(gòu)成的電阻器36和電連接到第二接觸區(qū)6的第二導(dǎo)體4，并且包括例如鉬的高耐腐蝕性材料的上部薄電接觸層和例如碳的導(dǎo)電擴(kuò)散阻擋層38。接觸層32、34、38和40以及電阻36與WO-A 97/07550中介紹的相同。
第一導(dǎo)體3、第二導(dǎo)體4和電阻36能夠傳導(dǎo)加熱相變材料的電流，使得相位可以從第一相位轉(zhuǎn)換到第二相位，如上面更詳細(xì)介紹的。
圍繞存儲(chǔ)元件30的橫向外圍部分的介電材料層20和39熱隔離存儲(chǔ)元件30的電阻36。這進(jìn)一步約束、限制和控制熱量在加熱期間流到不含電阻的本體的部分，從而限制轉(zhuǎn)換能。
根據(jù)本發(fā)明，層20和39中的至少一個(gè)由包括具有尺寸在0.5和50nm之間的小孔的多孔材料的介電材料構(gòu)成。優(yōu)選小孔具有在1和10nm之間的尺寸。在一個(gè)實(shí)施方案中，小孔基本不含水。優(yōu)選的是，至少直接接觸電阻36的層39由這種材料構(gòu)成。下面將介紹這種多孔材料的不同實(shí)施方案。
為了制造圖1所示的電子器件，對(duì)層32、34、36、38和40進(jìn)行蝕刻，層39形成在所述蝕刻層上，并隨后被蝕刻，在存儲(chǔ)元件30上留下開(kāi)口，如圖所示。淀積在由層32、34、36、38和40形成的整個(gè)結(jié)構(gòu)之上的是選擇線42，其形成x-y選擇線網(wǎng)格的另一組電極，在這種情況下為x組，用于尋址各個(gè)存儲(chǔ)元件30。選擇線42可由例如鋁、鎢或銅制成。完整的集成結(jié)構(gòu)用合適的密封劑例如Si3N4或例如聚酰胺等塑料材料的封裝層44覆蓋。
由此，本體2包括存儲(chǔ)單元陣列，每個(gè)存儲(chǔ)單元包括相應(yīng)的存儲(chǔ)元件30和相應(yīng)的選擇器件26。本體2還包括選擇線12和42的網(wǎng)格，從而通過(guò)連接到相應(yīng)的選擇器件26的相應(yīng)的選擇線12和42分別訪問(wèn)每個(gè)存儲(chǔ)單元。由WO-A 97/0755已知該集成電路的詳細(xì)說(shuō)明，尤其參見(jiàn)圖2-4。
多孔材料可包括多孔二氧化硅或其它多孔介電材料，包括例如氧化鈦、氧化釩或氧化鋯，其具有尺寸在0.5與50nm之間的小孔。優(yōu)選小孔是基本上不含水的。為此，例如通過(guò)加熱和/或在真空中處理多孔二氧化硅、氧化鈦、氧化釩或氧化鋯以基本上除去包含的全部水份。
在一種實(shí)施方案中，小孔具有疏水性表面，在這種情況下具有在制造期間電子器件能夠暴露在包含水蒸汽的空氣中的優(yōu)點(diǎn)。例如，通過(guò)使用疏水性的多孔材料，例如，由Dow Chemical公司Midland，Michigan，USA銷(xiāo)售的多孔SiLKTM，可以得到小孔的疏水性表面?；蛘撸梢允褂迷赨S-B1-6,352,945和US-B1-6,383,955中介紹的材料。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，多孔材料包括本身沒(méi)有疏水性的有機(jī)硅酸鹽，并且通過(guò)將選自烷基和芳基基團(tuán)以使表面至少具有一些這些基團(tuán)的方式引入到基質(zhì)中，使小孔具有疏水性表面。在本實(shí)施方案中，如在WO-A 00/39028中所介紹的制造多孔材料。該材料從以0.85∶0.15的比例包含四乙氧基原硅酸酯和甲基三乙氧基硅的組合物獲得。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)在襯底上涂覆包含四烷氧基硅、烴基烷氧基硅烷、表面活性劑和溶劑的組合物的液層(其中四烷氧基硅與烴基烷氧基硅烷之間的摩爾比至多為3∶1)，并且通過(guò)加熱液層除去表面活性劑和溶劑，同時(shí)形成疏水性多孔層而得到多孔材料。
在未公開(kāi)的專(zhuān)利申請(qǐng)EP 01,203,536.6中介紹了得到該多孔材料到方法。為了制造根據(jù)本實(shí)施方案的電子器件1，對(duì)層32、34、36、38和40進(jìn)行蝕刻，并用下列方式在所述蝕刻的層上形成層39向?qū)?0、32、34、36、38和40提供四烷氧基硅、烴基烷氧基硅烷、表面活性劑和溶劑的組合物。具體的組合物列在表1中，下面將詳細(xì)討論它們中的一部分。對(duì)于溶劑，使用醇、水和少量酸的混合物。合適的醇尤其包括甲醇、乙醇、丙醇和丁醇。在400℃下干燥和加熱之后，形成多孔材料39。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所成形的層的厚度取決于在旋涂期間旋轉(zhuǎn)的次數(shù)、組合物的粘度以及組合物的稀釋度。如果十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)用作表面活性劑，則小孔尺寸為2-3nm；如果PluronicF127用作表面活性劑，則小孔尺寸為7-8nm。用X射線衍射和TEM設(shè)備進(jìn)行的測(cè)量顯示小孔尺寸基本上是均勻的。該層的特性取決于組合物，如在表2中所列的。
實(shí)施例1在攪拌時(shí)，形成用HCl酸化的四乙氧基原硅酸酯(TEOS)、甲基三甲氧基硅(MTMS)、水和乙醇的組合物。TEOS∶MTMS∶H2O∶乙醇∶HCl的摩爾比為0.5∶0.5∶1∶3∶5.10-5。將該組合物加熱到60℃加熱90分鐘。將水、乙醇、HCl和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)加入到該預(yù)處理的組合物中，得到TEOS∶MTMS∶H2O∶乙醇∶HCl∶CTAB的摩爾比為0.5∶0.5∶7.5∶20∶0.006∶0.10。將組合物在室溫下攪拌三天。隨后，通過(guò)在KarlSuss CT62旋涂機(jī)中以1000rpm旋涂1分鐘提供組合物。層在加熱板上在130℃下干燥10分鐘，隨后在空氣中加熱到400℃加熱1小時(shí)。如此，得到具有2.4的相對(duì)介電常數(shù)和44％的孔隙度的200-400nm厚的多孔層，如在表2中所列。
在這種情況下，在1MHz的頻率通過(guò)水銀探針(來(lái)自MSIelectronics的型號(hào)Hg-612)測(cè)量介電常數(shù)。以本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的以下兩種方法中的至少一種確定孔隙度根據(jù)折射率及通過(guò)層厚度測(cè)量和盧瑟福后向散射(RBS)。使用JA Woolam Co，Inc.的VASE偏振光橢圓率測(cè)量?jī)xVB-250通過(guò)橢圓光度法確定折射率。由該值，通過(guò)用0.33的去極化因數(shù)的Bruggeman有效介質(zhì)近似，確定孔隙度。
實(shí)施例2制備TEOS、MTMS、水、乙醇、HCl和CTAB的組合物，其中與實(shí)施例1相比較，表面活性劑的數(shù)量增加到0.22。在本實(shí)施方案中，表面活性劑為陽(yáng)離子表面活性劑，并且表面活性劑與烷氧基硅烷的總數(shù)具有大于0.1∶1的摩爾比。以實(shí)施例1中介紹的方式處理該組合物。這導(dǎo)致其中多孔材料具有百分比45以上的孔隙度的電子器件1，多孔材料具有56％的孔隙度。
實(shí)施例3實(shí)施例2的組合物在室溫下攪拌三天。隨后，通過(guò)在KarlSussCT62旋涂機(jī)中以1000rpm旋涂1分鐘提供組合物。層在130℃下干燥10分鐘，隨后在包含93體積％的N2和7體積％的H2的氣體混合物中加熱到400℃加熱1小時(shí)。
TEOS＝四乙氧基原硅酸酯HCAS＝烴基烷氧基硅烷CTAB＝十六烷基三甲基溴化銨
MTMS＝甲基三甲氧基硅PhTES＝苯基三乙氧基硅F127＝Pluronic F127，包含聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷和聚環(huán)氧乙烷作為嵌段的三嵌段聚合物；Brij76＝聚氧化乙烯(10)硬脂酰醚，C18H37(OCH2CH2)nOH，n≈10DMDES＝二甲基二乙氧基硅表1，組合物、涂覆和加熱方式。列出的數(shù)字表示摩爾比。
表2-使用表面活性劑量變化的組合物1-5制備的多孔層的孔隙度。除非另外指出，否則所用的表面活性劑是CTAB。
表3-使用組合物6-11在旋涂期間以改變的轉(zhuǎn)數(shù)制備的多孔層的層厚度和孔隙度。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，在圖2中所示的電子器件100類(lèi)似于由WO-A00/57498所已知的。在例如可以是形成用于淀積所示出的結(jié)構(gòu)的其余元件的p襯底的p摻雜的硅的半導(dǎo)體襯底102上形成電子器件100?；蛘?，襯底是單晶GaAs晶片或玻璃襯底。包括與由WO-A 00/57498所已知的相同的存儲(chǔ)單元的N×M陣列，尤其參見(jiàn)該專(zhuān)利申請(qǐng)的圖4。這里，N和M為整數(shù)。每個(gè)存儲(chǔ)單元包括各自的存儲(chǔ)元件103和各自的選擇器件104。在圖2所示的實(shí)施方案中，每個(gè)存儲(chǔ)單元包括兩個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)元件103A和103B。第一導(dǎo)體130A、第二導(dǎo)體270A、電阻器250和介電材料層126、140和260構(gòu)成存儲(chǔ)元件103A，而第一導(dǎo)體130B、第二導(dǎo)體270B、電阻器250和層126、140和260構(gòu)成存儲(chǔ)元件103B。換句話說(shuō)，存儲(chǔ)元件103A和103B共用同一個(gè)電阻器250和相同的層126、140和260。
如上所述可包含相變材料的電阻器250具有分別帶有第一接觸區(qū)132A和132B以及第二接觸區(qū)272A和272B的表面。作為存儲(chǔ)元件103A的部件，電阻器250在第一接觸區(qū)132A與第二接觸區(qū)272A之間具有電阻，當(dāng)相變材料處于第一相位時(shí)，電阻具有第一值，當(dāng)相變材料處于第二相位時(shí)，電阻具有第二值。作為存儲(chǔ)元件103B的部件，電阻器250在第一接觸區(qū)132B與第二接觸區(qū)272B之間具有電阻，當(dāng)相變材料處于第一相位時(shí)，電阻具有第一值，當(dāng)相變材料處于第二相位時(shí)，電阻具有第二值?？砂缗c如上所述的第一導(dǎo)體3相同的材料的第一導(dǎo)體130A和130B分別電連接到第一接觸區(qū)132A和132B?？砂缗c如上所述的第二導(dǎo)體4相同的材料的第二導(dǎo)體270A和270B分別電連接到第二接觸區(qū)272A和272B。第一導(dǎo)體130A、第二導(dǎo)體270A和電阻器250能夠傳導(dǎo)加熱相變材料的電流，使得可以進(jìn)行從第一相位到第二相位的轉(zhuǎn)換，從而改變第一存儲(chǔ)元件103A的電阻。類(lèi)似地，第一導(dǎo)體130B、第二導(dǎo)體270B和電阻器250能夠傳導(dǎo)加熱相變材料的電流，使得可以進(jìn)行從第一相位到第二相位的轉(zhuǎn)換，從而改變第二存儲(chǔ)元件103B的電阻。
如圖2所示的實(shí)施方案所示，介電材料層260提供了在電阻器250與輸出線271之間的電隔離，使得電阻器250僅通過(guò)第二導(dǎo)體270A和270B連接到輸出線271。介電層260還提供隔熱層，用于減少在加熱期間流向沒(méi)有電阻器250的本體101的部件的熱量。介電層140將第一導(dǎo)體130A與第一導(dǎo)體130B電隔離。在電子器件100的上面淀積可包含硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)的介電層180。
類(lèi)似于由WO-A 00/57498已知的電子器件，第一導(dǎo)體130A和130B為導(dǎo)電的側(cè)壁隔離物，也稱(chēng)作導(dǎo)電隔離物，沿介電區(qū)126的側(cè)壁表面126S形成。在電阻器250與第一導(dǎo)體130A和130B之間的接觸區(qū)分別為第一接觸區(qū)132A和132B。因此，在電阻器250與第一導(dǎo)體130A和130B之間唯一的電連接分別通過(guò)第一接觸區(qū)132A和132B的全部或一部分。第一導(dǎo)體130A和130B的其余部分由介電層126和140與電阻器250電隔離。
或者，通過(guò)在過(guò)孔的側(cè)壁表面或表面上保形淀積一個(gè)或多個(gè)接觸層可以形成第一導(dǎo)體130A和/或130B，作為導(dǎo)電側(cè)壁隔離物，如由WO-A00/57498已知的。過(guò)孔可以是圓形、正方形、矩形或不規(guī)則形狀。還可以通過(guò)在柱或臺(tái)地的側(cè)壁表面上保形淀積一個(gè)或多個(gè)接觸層形成導(dǎo)電側(cè)壁隔離物。在過(guò)孔中剩余的空間用介電材料層填充，優(yōu)選包括具有不含水的小孔的多孔材料。該材料的實(shí)施方案如上所述。
根據(jù)本發(fā)明，層126、140、180和260中的至少一個(gè)由包括尺寸在0.5與50nm之間的小孔的多孔材料的介電材料組成。如此，減少了流向不含電阻器250的本體101的部件的熱量，導(dǎo)致切換功率減小。優(yōu)選的是，直接接觸電阻器250的層126、140和260中的至少一個(gè)由這種材料組成。優(yōu)選的是，小孔尺寸在1和10nm之間。在優(yōu)選實(shí)施方案中，小孔基本上不含水。以上介紹了多孔材料的不同實(shí)施方案。
在圖2的實(shí)施方案中，第一接觸區(qū)132A和132B分別小于相應(yīng)的第二接觸區(qū)272A和272B。第一導(dǎo)體130A和130B分別包含直接接觸第一接觸區(qū)132A和132B的部分。優(yōu)選的是，該部分嵌入在包含基本上不含水的小孔的多孔材料的層126和140中，因?yàn)樵谶@種情況下，特別有效地減少了流向不含電阻器250的本體101的部分的熱量。由于第一接觸區(qū)132A和132B較小，所以在第一導(dǎo)體130A和130B的部分中的電流密度特別大，導(dǎo)致加熱相鄰的電阻器250的增加的焦耳熱量。由于改進(jìn)的熱絕緣，該加熱對(duì)于允許相變的作用特別大。
本體101包括具有N個(gè)第一選擇線190、M個(gè)第二選擇線120和輸出線271的選擇線網(wǎng)格，使得通過(guò)連接到各自的選擇器件104的各自的選擇線120和190單獨(dú)訪問(wèn)每個(gè)存儲(chǔ)單元。電子器件100的存儲(chǔ)元件103A和103B中的每一個(gè)電連接到選擇器件104，選擇器件104為MOSFET，更具體地為NMOS晶體管。MOSFET具有n摻雜的源極區(qū)110、n摻雜的漏極區(qū)112和柵極區(qū)118。源極區(qū)110和漏極區(qū)112可以包括超過(guò)一個(gè)的n摻雜材料部分，即，輕摻雜的n-部分和更重?fù)诫s的n+部分。
n摻雜的源極區(qū)110和漏極區(qū)112由溝道區(qū)114分開(kāi)。在溝道區(qū)114上形成的柵極區(qū)118控制穿過(guò)溝道區(qū)114從源極區(qū)110流到漏極區(qū)112的電流的流動(dòng)。柵極區(qū)118優(yōu)選包括多晶硅層。柵極區(qū)118通過(guò)介電區(qū)116與溝道區(qū)114分離。
在n摻雜的漏極區(qū)112中形成溝道停止區(qū)113，產(chǎn)生兩個(gè)鄰近的電隔離漏極區(qū)112，用于分離NMOS晶體管。通常，溝道停止區(qū)113具有與源極區(qū)110和漏極區(qū)112相反的導(dǎo)電類(lèi)型。在所示的NMOS實(shí)施方案中，溝道停止區(qū)包含p摻雜的硅。
在柵極區(qū)118上形成選擇線120，該選擇線優(yōu)選包括硅化鎢層。選擇線120用來(lái)將電信號(hào)傳送到柵極區(qū)118。在選擇線120上形成介質(zhì)區(qū)122，所述介質(zhì)區(qū)優(yōu)選包含具有基本上不含水的小孔的多孔材料。介質(zhì)區(qū)122將選擇線120與電子器件100的鄰近區(qū)域電隔離。層116、118、120的疊層一起稱(chēng)作柵極疊層。在柵極疊層的側(cè)壁表面上形成介質(zhì)區(qū)126。
在上部絕緣區(qū)180的上面形成選擇線190。選擇線190可由導(dǎo)電材料，例如鋁或銅構(gòu)成。鎢插件144將選擇線190電連接到源極區(qū)110。應(yīng)當(dāng)注意，在圖2所示的特別實(shí)施方案中，兩個(gè)NMOS晶體管共用每個(gè)鎢插件144?？梢栽诠枰r底的表面上形成硅化鈦層(未示出)，以改善在襯底102與導(dǎo)電側(cè)壁隔離物130A和130B之間以及在襯底102與導(dǎo)電插件144之間的導(dǎo)電率。導(dǎo)電插件144通過(guò)介質(zhì)層126與柵極疊層電絕緣。
存儲(chǔ)元件103A和103B的第一導(dǎo)體130A和130B分別電連接到選自相應(yīng)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極區(qū)110和漏極區(qū)112的第一區(qū)。在圖2的實(shí)施方案中，第一區(qū)為漏極區(qū)112。每個(gè)存儲(chǔ)元件103A和103B的第二導(dǎo)體270電連接到可包含例如與第二導(dǎo)體270相同的材料的輸出線271。選自源極區(qū)110和漏極區(qū)112并且不含第一區(qū)的相應(yīng)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第二區(qū)電連接到N個(gè)第一選擇線190中的一個(gè)。柵極區(qū)118電連接到M個(gè)第二選擇線120中的一個(gè)。
總之，電子器件1、100包括含有能夠處于第一相位和第二相位的相變材料的電阻器36、250。當(dāng)相變材料處于第一相位時(shí)，電阻器36、250具有第一值的電阻，當(dāng)相變材料處于第二相位時(shí)，具有第二值的電阻。電阻器36、250電連接到第一導(dǎo)體3、130A、130B和第二導(dǎo)體4、270，它們能夠傳導(dǎo)加熱相變材料的電流，以使得可以發(fā)生從第一相位到第二相位的轉(zhuǎn)換。電子器件1、100還包括介電材料層20、39、126、140、260，用于減少在加熱期間流向不含電阻器36、250的本體2的部分的熱量，根據(jù)本發(fā)明的該介電材料包含具有尺寸在0.5和50nm之間的小孔的多孔材料。
應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施方案說(shuō)明而不是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能設(shè)計(jì)出許多替代實(shí)施方案而不脫離附帶的權(quán)利要求書(shū)的范圍。在權(quán)利要求書(shū)中，放在括號(hào)之間的任何參考符號(hào)不應(yīng)該看作是限制權(quán)利要求。單詞″包括″不排除除在權(quán)利要求中所列的元件或步驟以外的元件或步驟的存在。在元件之前的單詞″一種″或″一個(gè)″不排除多個(gè)這種元件的存在。
權(quán)利要求
1.一種具有本體(2、101)的電子器件(1、100)，其本體具有-包含能夠處于第一相位和第二相位的相變材料的電阻器(36、250)，該電阻器(36、250)具有帶有第一接觸區(qū)(5、132)和第二接觸區(qū)(6、272)的表面，該電阻器(36、250)在第一接觸區(qū)(5、132)與第二接觸區(qū)(6、272)之間具有電阻，當(dāng)相變材料處于第一相位時(shí)該電阻具有第一值，當(dāng)相變材料處于第二相位時(shí)，電阻具有第二值，-電連接到第一接觸區(qū)(5、132)的第一導(dǎo)體(3、130)，-電連接到第二接觸區(qū)(6、272)的第二導(dǎo)體(4、270)，-第一導(dǎo)體(3、130)、第二導(dǎo)體(4、270)和電阻器(36、250)能夠傳導(dǎo)加熱相變材料的電流，使相變材料能從第一相位轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙辔?，以?介電材料層(20、39、126、140、260)，用于降低在加熱期間流向不含電阻器(36、250)的本體(2、101)部分的熱量，該介電材料包括具有尺寸在0.5與50nm之間的小孔的多孔材料。
2.權(quán)利要求1的電子器件(1、100)，其中小孔具有1和10nm之間的尺寸。
3.權(quán)利要求1的電子器件(1、100)，其中小孔基本不含水。
4.權(quán)利要求1的電子器件(1、100)，其中小孔具有疏水性表面。
5.權(quán)利要求4的電子器件(1、100)，其中多孔材料包括有機(jī)硅酸鹽，且所述疏水性表面具有烴基。
6.權(quán)利要求5的電子器件(1、100)，其中通過(guò)以下步驟獲得多孔材料-在襯底上涂覆包含四烷氧基硅、烴基烷氧基硅烷、表面活性劑和溶劑的組合物的液層，其中四烷氧基硅與烴基烷氧基硅烷之間的摩爾比至多為3∶1，和-加熱所述液層以除去表面活性劑和溶劑，并形成疏水性多孔層。
7.權(quán)利要求6的電子器件(1、100)，其特征在于所述表面活性劑為陽(yáng)離子表面活性劑，并且表面活性劑與烷氧基硅烷的總數(shù)的摩爾比大于0.1∶1。
8.權(quán)利要求1的電子器件(1、100)，其特征在于多孔材料具有超過(guò)20％的孔隙度。
9.權(quán)利要求1的電子器件(1、100)，其特征在于電阻器(36、250)埋置在本體(2、101)中，層(39、126、140、260)直接與電阻器(36、250)接觸。
10.權(quán)利要求9的電子器件(100)，其特征在于第一接觸區(qū)(132)小于第二接觸區(qū)(272)，并且第一導(dǎo)體(130)包括直接接觸第一接觸區(qū)(132)的部分，該部分嵌入在層(126、140)中。
11.權(quán)利要求1的電子器件(1、100)，特征在于第一導(dǎo)體(3、130)、第二導(dǎo)體(4、270)、電阻器(36、250)和層(20、39、126、140、260)構(gòu)成存儲(chǔ)元件(30、103)，并且本體(2、101)包括-存儲(chǔ)單元陣列，每個(gè)存儲(chǔ)單元包括各自的存儲(chǔ)元件(30、103)和各自的選擇器件(26、104)，和-線(12、42、120、190)的網(wǎng)格，通過(guò)連接到各個(gè)選擇器件(26、104)的各個(gè)選擇線(12、42、120、190)可單獨(dú)訪問(wèn)每個(gè)存儲(chǔ)單元。
12.權(quán)利要求11的電子器件(100)，其特征在于-選擇器件(104)包括具有源極區(qū)(110)、漏極區(qū)(112)和柵極區(qū)(116)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，以及-選擇線網(wǎng)格包括N個(gè)第一選擇線(190)、M個(gè)第二選擇線(120)，N和M是整數(shù)，和輸出線(271)，每個(gè)存儲(chǔ)元件(103)的第一導(dǎo)體(130)電連接到選自相應(yīng)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極區(qū)(110)和漏極區(qū)(112)中的第一區(qū)，每個(gè)存儲(chǔ)元件(103)的第二導(dǎo)體(270)電連接到輸出線(271)，選自源極區(qū)(110)和漏極區(qū)(112)并且不包括所述第一區(qū)的相應(yīng)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的第二區(qū)電連接到N個(gè)第一選擇線(190)中的一個(gè)，柵極區(qū)(116)電連接到M個(gè)第二選擇線(120)中的一個(gè)。
全文摘要
電子器件(1、100)包括含有能夠處于第一相位和第二相位的相變材料的電阻器(36、250)。電阻器(36、250)具有當(dāng)相變材料處于第一相位時(shí)具有第一值，當(dāng)相變材料處于第二相位時(shí)具有第二值的電阻。電阻器(36、250)電連接到第一導(dǎo)體(3、130A、130B)和第二導(dǎo)體(4、270)，它們能夠傳導(dǎo)加熱相變材料的電流，使相變材料能從第一相位轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙辔?。電子器?1、100)還包括介電材料層(20、39、126、140、260)，用于降低在加熱期間流向不含電阻器(36、250)的本體(2、101)部分的熱量，根據(jù)本發(fā)明的介電材料包括具有尺寸在0.5與50nm之間的小孔的多孔材料。
文檔編號(hào)H01L27/24GK1689172SQ03823963
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月11日
發(fā)明者M·H·R·蘭克霍爾斯特, F·K·德泰耶, E·R·梅因德?tīng)査? R·M·沃爾夫 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司