專利名稱：：具有相變化元件及非對(duì)稱熱邊界的多級(jí)存儲(chǔ)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及采用相變化存儲(chǔ)材料的高密度存儲(chǔ)裝置，包括利用硫?qū)倩锊牧弦约捌渌牧?，以及制作此種裝置的方法。
背景技術(shù)：
：相變化存儲(chǔ)器材料，已廣泛運(yùn)用于可擦寫光盤片之中。此等材料至少具有兩種固態(tài)相，例如，包括通常的非晶(generallyamorphous)固態(tài)相與通常的結(jié)晶(crystalline)固態(tài)相?？刹翆懝獗P片利用激光脈沖(laser-pulse)以改變相態(tài)，同時(shí)通過此讀取相變化后的材料光學(xué)性質(zhì)。釆用硫?qū)倩锘蚱渌嗨撇牧系南嘧兓鎯?chǔ)器材料，也可通過對(duì)集成電路施以適當(dāng)強(qiáng)度的電流，來改變相態(tài)。通常的非晶態(tài)的電阻率高于通常的結(jié)晶態(tài)；此種電阻差異易于檢測，即可代表不同數(shù)據(jù)內(nèi)容。該種物質(zhì)特性引發(fā)研究動(dòng)機(jī)，祈利用可控制的電阻材料，制作非易失、并且可隨機(jī)讀寫的存儲(chǔ)器電路。非晶態(tài)與結(jié)晶態(tài)間的轉(zhuǎn)變過程，可利用控制施加于相變化材料的熱能達(dá)成。舉例而言，由非晶態(tài)轉(zhuǎn)換為結(jié)晶態(tài)的過程，必須將其加熱至相變化存儲(chǔ)材料的玻璃轉(zhuǎn)換溫度與熔點(diǎn)之間；此一步驟稱為『設(shè)置』(set)，于相對(duì)較低的電流下進(jìn)行。由結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)換為非晶態(tài)則稱為『復(fù)位』(reset),在熔化相變化材料的過程中，利用相對(duì)較高的電流的進(jìn)行，并隨后利用同樣低于玻璃轉(zhuǎn)換溫度的狀態(tài)快速降溫，以降低晶體成核成長的速度。至此，相變化存儲(chǔ)材料經(jīng)歷短時(shí)間且高密度的電流脈沖，以熔化或破壞結(jié)晶結(jié)構(gòu)，藉以使得部分相變化存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，得以在周遭溫度中穩(wěn)定成為非晶態(tài)?？刂茊我幌嘧兓鎯?chǔ)元件中的結(jié)晶態(tài)與非晶態(tài)材料總數(shù)，即可在元件中建立多級(jí)單元狀態(tài)，其中包括在材料主動(dòng)區(qū)域內(nèi)大致全為非晶態(tài)的一復(fù)位狀態(tài)、在材料主動(dòng)區(qū)域內(nèi)形成一或多個(gè)混合結(jié)晶態(tài)與非晶態(tài)的中間狀態(tài)、以及包含在材料主動(dòng)區(qū)域內(nèi)大致全為結(jié)晶狀態(tài)的一設(shè)置狀態(tài)。在讀取過程中，相變化材料會(huì)被施加讀取脈沖，可藉此獲悉存儲(chǔ)元件的電阻，并藉以了解該相變化存儲(chǔ)材料屬于設(shè)置狀態(tài)、復(fù)位狀態(tài)、或者中間狀態(tài)。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ)裝置包含一多級(jí)存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)單元包含一存儲(chǔ)材料，可利用施加能量改變電性，同時(shí)與第一電極和第二電極耦合。第一絕熱材料與第二絕熱材料與相變化材料的第一邊界及第二邊界具有導(dǎo)熱關(guān)系。第一絕熱材料與第二絕熱材料具有不同的導(dǎo)熱率，所以存儲(chǔ)材料與第一邊界及第二邊界鄰接的部分，具有不同的溫度機(jī)制。尤其，存儲(chǔ)材料中的熱能，在導(dǎo)熱率較高的絕熱材料一側(cè)，傳導(dǎo)速率高于導(dǎo)熱率較低的絕熱材料一側(cè)。因此，當(dāng)施加電流以提高存儲(chǔ)材料溫度時(shí)，存儲(chǔ)材料中的熱量，會(huì)快速地由導(dǎo)熱率較高的絕熱材料邊界擴(kuò)散，而較緩慢地由導(dǎo)熱率較低的絕熱材料邊界擴(kuò)散。由此，存儲(chǔ)材料中，靠近導(dǎo)熱率較高的絕熱材料邊界處，得以迅速冷卻，而靠近導(dǎo)熱率較低的絕熱材料邊界處則較慢冷卻。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種集成電路，該集成電路包含一存儲(chǔ)單元陣列，內(nèi)含存取電路，可在各存儲(chǔ)單元中儲(chǔ)存多個(gè)位。陣列中的存儲(chǔ)單元分別包含一存儲(chǔ)材料，可利用施加電流，使其在較低電阻相態(tài)與較高電阻之間切換。存儲(chǔ)材料分別經(jīng)由第一接觸區(qū)域及第二接觸區(qū)域與第一電極和第二電極耦合，其可在第一電極與第二電極之間的存儲(chǔ)材料區(qū)域，界定一電場區(qū)域。存儲(chǔ)材料在第一接觸區(qū)域與第二接觸區(qū)域之間具有第一邊界與第二邊界。第一絕熱材料與第二絕熱材料和存儲(chǔ)材料的第一邊界與第二邊界具有導(dǎo)熱關(guān)系，其中該第一絕熱材料與該第二絕熱材料具有不同的導(dǎo)熱率，由此熱能可以非對(duì)稱地經(jīng)由存儲(chǔ)材料的第一邊界與第二邊界流出電場區(qū)域。陣列與一控制器耦合，包含可以施加電流至選定存儲(chǔ)單元的電流源，該電流的組態(tài)可在存儲(chǔ)材料中的電場區(qū)域內(nèi)，造成較低電阻相態(tài)與較高電阻相態(tài)的組合，該組合由靠近第一邊界的較低電阻(其具有較多的低電阻相變化存儲(chǔ)材料)至靠近第二邊界的較高電阻(其具有較少的低電阻相變化材料)，形成一電阻梯度，以在第一電極與第二電極間的存儲(chǔ)單元內(nèi)，設(shè)定一電阻。在示范裝置中，控制器可施加脈沖組態(tài)，以在存儲(chǔ)單元中引發(fā)電流，藉以將存儲(chǔ)單元編程為對(duì)應(yīng)于復(fù)位狀態(tài)的特定數(shù)值，使存儲(chǔ)材料內(nèi)絕大多數(shù)的主動(dòng)區(qū)域形成較高電阻的相態(tài)。同時(shí)，在各單元中儲(chǔ)存至少2位的操作中，控制器的組態(tài)可就選定的存儲(chǔ)單元，決定至少包含兩個(gè)位的數(shù)據(jù)數(shù)值；同時(shí)可依據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)數(shù)值，施加脈沖組態(tài)，以建立一梯度，方能在對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)數(shù)值的范圍內(nèi)，決定存儲(chǔ)單元的電阻。在一種面向上，本發(fā)明的特征為一存儲(chǔ)單元，其包含存儲(chǔ)材料，可以利用施加能量轉(zhuǎn)換電性，該存儲(chǔ)材料與第一電極和第二電極耦合，而第一與第二絕熱材料與存儲(chǔ)材料的第一邊界與第二邊界具有導(dǎo)熱關(guān)系，該第一絕熱材料與第二絕熱材料具有不同的導(dǎo)熱性質(zhì)，其中該第一電極與第二電極均與存取電路耦合。在某些實(shí)施例中，該第一與第二電極分別具有一頂部；第一絕熱構(gòu)件位于第一電極與第二電極之間，其包含第一絕熱材料；包含該存儲(chǔ)材料的橋接薄膜，跨越絕熱構(gòu)件，在第一電極靠近頂部與第二電極靠近頂部的區(qū)域，界定出電極間路徑；同時(shí)位于橋接薄膜之上的第二絕熱構(gòu)件，包含第二絕熱材料。第一絕熱材料與第二絕熱材料具有不同的導(dǎo)熱率。包含存儲(chǔ)單元與電路的存儲(chǔ)裝置，可存取存儲(chǔ)單元，以進(jìn)行讀取與寫入的操作。在某些實(shí)施例中，第一電極具有頂部，而第二電極具有底部，同時(shí)存儲(chǔ)材料位于第一電極頂部與第二電極底部之間，在第一電極與第二電極之間界定出電極間路徑；第一絕熱材料與存儲(chǔ)材料的第一邊界具有導(dǎo)熱關(guān)系，而第二絕熱材料的第二邊界也與存儲(chǔ)材料具有導(dǎo)熱關(guān)系。第一絕熱材料與第二絕熱材料具有不同的導(dǎo)熱率。在其它通常的面向上，本發(fā)明的特征為一種制作多級(jí)存儲(chǔ)單元裝置的方法，其包含形成第一電極于襯底之上；沉積第一與第二絕熱材料于該第一電極與襯底之上，該第一絕熱材料與該第二絕熱材料具有不同的導(dǎo)熱率，同時(shí)沿著接縫而鄰接；穿越接縫處的絕熱材料，形成引洞，以形成第一絕熱材料的第一邊界和第二絕熱材料的第二邊界；沉積相變化材料于引洞中，其與第一電極具有導(dǎo)電關(guān)系，而與第一邊界及第二邊界具有導(dǎo)熱關(guān)系；以及形成第二電極，其與該相變化材料具有導(dǎo)電關(guān)系；同時(shí)形成存取電路，其與第一電極和第二電極具有電性接觸。在其它一般面向上，本發(fā)明的特征為一種制作多級(jí)存儲(chǔ)裝置的方法，其利用第一絕熱介電層，形成分別獨(dú)立的第一電極與第二電極；形成相變化存儲(chǔ)材料橋接，其與第一電極和第二電極具有電性連接，同時(shí)與第一絕熱介電材料的部分具有導(dǎo)熱關(guān)系；形成第二絕熱材料介電層，其與相變化存儲(chǔ)材料橋接具有導(dǎo)熱關(guān)系，而第一絕熱材料及第二絕熱材料具有不同的導(dǎo)熱率；以及形成存取電路，其與第一電極和第二電極具有電性連接。圖1為依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，顯示一種存儲(chǔ)器單元裝置的示意圖。圖2A、圖2B、圖2C、圖2D為依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，顯示圖1所示的存儲(chǔ)單元在不同情況下的狀態(tài)示意圖。圖2E、圖2F、圖2G、圖2H分別為建立圖2A、圖2B、圖2C、圖2D的各種狀態(tài)所得利用的理想電壓周期示意圖。圖3為本發(fā)明存儲(chǔ)單元裝置的各種不同狀態(tài)的理想電阻圖，圖2A、圖2B、圖2C、圖2D所示的范例分別對(duì)應(yīng)四個(gè)不同數(shù)據(jù)狀態(tài)，圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖ll為依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，制作一具有相變化『孔洞』的存儲(chǔ)單元的各個(gè)步驟示意圖。圖12為依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，顯示具有一『橋接』組態(tài)的存儲(chǔ)單元裝置示意圖。圖13、圖14、圖15、圖16、圖17為依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，顯示制作具有一『橋接』組態(tài)的存儲(chǔ)單元裝置工藝步驟。圖18為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，顯示具有『傘狀』組態(tài)的存儲(chǔ)單元裝置示意圖。圖19為依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，顯示一集成電路裝置的示意圖。圖20為圖19中所顯示的存儲(chǔ)陣列的部分示意圖。主要元件符號(hào)說明6:第一邊界8:第二邊界10:存儲(chǔ)單元12、134、164、264:第一電極13、132:存儲(chǔ)材料14、136、166、266:第二電極15、17、135、137:電性接點(diǎn)16、131、161、261:第一絕熱材料18、183、283:第二絕熱材料13A、13B、13C、13D、22、24、26、31、32、33、34、35、36、37、38:存儲(chǔ)材料區(qū)域44:電極46:襯底56、154、156:介電填充物66:絕熱材料層73、74:表面部分76、88:絕熱材料部分89:界面92:介層孔94:電極裸露區(qū)域95、97:介層孔內(nèi)表面96、98:絕熱材料邊界124、237:存取電路141:介電絕熱材料144、146:空孔145、147:鉤拴塞165、167:頂部電極172:橋接265、267:接觸區(qū)域272:存儲(chǔ)元件280、500:電場281、501、502:箭號(hào)1210:集成電路1212:存儲(chǔ)陣列1214:字線譯碼器1216、1956、1958:字線1218:位線譯碼器1220、1960、1962:位線1222、1226:總線1224、1914、1924:方塊1230:其它電路1234:偏壓狀態(tài)設(shè)置器1236:電流源1938、1940、1942、1944:存取晶體管1946:存儲(chǔ)單元1954:源極線1955:源極線終端1980、1982:頂部電極1990、1992:底部電極Rl、R2、R3、R4:電阻值具體實(shí)施例方式以下參照?qǐng)D式與不同實(shí)施例，詳細(xì)說明本發(fā)明的內(nèi)容。圖式均為示意圖，非等比例縮放，僅用以顯示本發(fā)明的特征與相關(guān)特征及結(jié)構(gòu)。為求清楚呈現(xiàn)，用以說明本發(fā)明實(shí)施例的各圖中，相對(duì)應(yīng)的特征雖可清楚辨別，但并未全部特別重新編號(hào)。參見圖1，可見依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例所繪的多級(jí)存儲(chǔ)單元10示意圖。該存儲(chǔ)單元包含存儲(chǔ)材料13。第一絕熱材料16與存儲(chǔ)材料13的第一邊界6具有導(dǎo)熱關(guān)系，而第二絕熱材料18則與存儲(chǔ)材料13的第二邊界8具有導(dǎo)熱關(guān)系。第一電極14與存儲(chǔ)材料13的邊界4具有導(dǎo)電關(guān)系，而第二電極12則與存儲(chǔ)材料13的邊界2具有導(dǎo)電關(guān)系。第一電極12與第二電極14與存取電路(未顯示于圖中)之間具有電性接觸(15，17)。存儲(chǔ)單元裝置10的實(shí)施例包括相變化為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)材料，包括硫?qū)倩餅榛A(chǔ)的以及其它材料，來作為存儲(chǔ)材料13。相變化合金可于一第一結(jié)構(gòu)態(tài)與第二結(jié)構(gòu)態(tài)之間切換，其中第一結(jié)構(gòu)態(tài)是指此材料大體上為非晶固相，而第二結(jié)構(gòu)態(tài)是指此材料大體上為結(jié)晶固相。這些合金至少為雙穩(wěn)定的(bistable)。此詞匯「非晶」是用以指稱一相對(duì)較無次序的結(jié)構(gòu)，其較之一單晶更無次序性，而帶有可檢測的特征如比結(jié)晶態(tài)更高的電阻值。此詞匯「結(jié)晶」是用以指稱一相對(duì)較有次序的結(jié)構(gòu)，其較之非晶態(tài)更有次序，因此包括有可檢測的特征例如比非晶態(tài)更低的電阻值。典型地，相變化材料可電切換至完全結(jié)晶態(tài)與完全非晶態(tài)之間所有可檢測的不同狀態(tài)。其它受到非晶態(tài)與結(jié)晶態(tài)的改變而影響的材料特性包括原子次序、自由電子密度、以及活化能。此材料可切換成為不同的固態(tài)、或可切換成為由兩種以上固態(tài)所形成的混合物，提供從非晶態(tài)至結(jié)晶態(tài)之間的灰階部分。此材料中的電性質(zhì)也可能隨之改變。相變化合金可利用電脈沖改變相態(tài)。就過去的觀察，得知時(shí)間較短、振幅較大的脈沖，較傾向?qū)⑾嘧兓牧限D(zhuǎn)為通常的非晶態(tài)；而時(shí)間長、振幅較低的脈沖，則易將相變化材料轉(zhuǎn)為通常的結(jié)晶態(tài)。時(shí)間短且振幅高的脈沖，能量較高，足以破壞結(jié)晶態(tài)的鍵能，同時(shí)縮短時(shí)間可防止原子重新排列為結(jié)晶態(tài)。無須大量實(shí)驗(yàn)，即可獲得適當(dāng)?shù)拿}沖參數(shù)，以應(yīng)用于特定的相變化材料與裝置結(jié)構(gòu)。于此揭露者，相變化材料是指GST，但也可采用其它種類的相變化材料。此處揭露一種可作為存儲(chǔ)裝置的材料為Ge2Sb2Te5。圖2A至圖2D顯示圖1的存儲(chǔ)單元四種不同的編程狀態(tài)。此四圖中，絕熱材料16的導(dǎo)熱率高于絕熱材料18的導(dǎo)熱率。集成電路裝置內(nèi)含的控制器可將適當(dāng)?shù)碾娏髅}沖安排施加于存儲(chǔ)單元中，以在存儲(chǔ)材料中建立對(duì)應(yīng)一特定數(shù)據(jù)數(shù)值的事先決定范圍內(nèi)的一存儲(chǔ)材料電阻值。在圖2A至圖2D顯示的狀態(tài)中，脈沖會(huì)在電極12到電極14之間建立大致平行的電場線(會(huì)有些許雜散電場)。電流將沿著電場線500行進(jìn)，同時(shí)會(huì)提升存儲(chǔ)單元的溫度。一旦溫度高于熔點(diǎn)，材料將會(huì)轉(zhuǎn)為液態(tài)。若溫度以足夠的速度降到熔點(diǎn)以下，大部分的材料即會(huì)形成非晶固態(tài)。然而，若以較慢的速度淬火，部分的材料即會(huì)成為結(jié)晶態(tài)。相類似者，若電流脈沖未能使溫度達(dá)到熔點(diǎn)，但已經(jīng)超越相變化溫度，部分非晶材料將轉(zhuǎn)換為結(jié)晶態(tài)。由于存儲(chǔ)材料二邊界的熱量擴(kuò)散速度不同，存儲(chǔ)材料中的溫度梯度與電場線方向大略呈現(xiàn)垂直關(guān)系。通過脈沖控制，即可在存儲(chǔ)材料中依據(jù)上述溫度梯度建立電阻梯度(見箭號(hào)501)，電阻梯度也與電場線500大致垂直。由于流經(jīng)電極的熱能不對(duì)稱，因此可在平行電場線的方向上，見到類似的梯度。該梯度會(huì)影響存儲(chǔ)材料中主動(dòng)區(qū)域的位置。然而，與電場線垂直的梯度才是本發(fā)明聚焦所在。圖2A顯示相對(duì)具有較低電阻狀態(tài)的存儲(chǔ)單元。利用可將存儲(chǔ)單元編程為較低電阻狀態(tài)的脈沖組態(tài)，可將鄰接存儲(chǔ)材料邊界與絕熱材料16的存儲(chǔ)材料(即區(qū)域13A)，大致轉(zhuǎn)換為非晶態(tài)。由此即可建立電阻梯度，其在存儲(chǔ)單元中穿越電場線。存儲(chǔ)材料中，結(jié)晶態(tài)的電阻相對(duì)較低，而電流可輕易穿越，如圖2A、圖2B、圖2C中的雙頭箭頭所示。利用圖2E所示的脈沖安排，可造成圖2A顯示的狀態(tài)；該脈沖組態(tài)將存儲(chǔ)單元內(nèi)一主動(dòng)區(qū)域的溫度升高到熔點(diǎn)之上，然后再緩慢降低溫度，使大部分的區(qū)域重新結(jié)晶。區(qū)域22中的存儲(chǔ)材料仍大致為結(jié)晶態(tài)，其透過存儲(chǔ)材料的邊界與絕熱材料18鄰接。存儲(chǔ)材料的區(qū)域31、32透過存儲(chǔ)材料邊界與電極12、14相鄰接，同時(shí)大致維持在結(jié)晶態(tài)。相類似者，如圖2B所示，存儲(chǔ)材料的區(qū)域24透過存儲(chǔ)材料邊界與絕熱材料18鄰接，同時(shí)大致維持在結(jié)晶態(tài)，而存儲(chǔ)材料的區(qū)域33、34則透過存儲(chǔ)材料的邊界與電極12、14鄰接，并大致維持在結(jié)晶態(tài)。區(qū)域13B仍然大致仍保持為非晶態(tài)。圖2B顯示的狀態(tài)可利用圖2F所顯示的脈沖安排達(dá)成，其可將存儲(chǔ)單元內(nèi)主動(dòng)區(qū)域的溫度升高到熔點(diǎn)之上，隨后利用比圖2F更快的速率降低溫度，即可使第一中間狀態(tài)再結(jié)晶，但其數(shù)量少于圖2A所示者。如圖2C所示的狀態(tài)，區(qū)域26中的存儲(chǔ)材料經(jīng)由存儲(chǔ)材料邊界，與絕熱材料18鄰接，同時(shí)大致維持在結(jié)晶態(tài)，而存儲(chǔ)材料的區(qū)域35、36則透過存儲(chǔ)材料的邊界與電極12、14鄰接，并大致維持在結(jié)晶態(tài)。區(qū)域13C仍然大致仍保持為非晶態(tài)。圖2C顯示的狀態(tài)可利用圖2G所顯示的脈沖安排達(dá)成，其可將存儲(chǔ)單元內(nèi)主動(dòng)區(qū)域的溫度升高到熔點(diǎn)之上，隨后利用比圖2F更快的速率降低溫度，即可使第二中間體積的材料再結(jié)晶，但其數(shù)量少于圖2B所示者。如圖2D所示的狀態(tài)，區(qū)域37、38中的存儲(chǔ)材料經(jīng)由存儲(chǔ)材料邊界，與電極12、14鄰接，同時(shí)大致維持在結(jié)晶態(tài)，但在此狀態(tài)下，存儲(chǔ)材料的主體為大致非晶態(tài)。區(qū)域13D仍然大致仍保持為非晶態(tài)。圖2D顯示的狀態(tài)可利用圖2H所顯示的脈沖組態(tài)達(dá)成，其可將存儲(chǔ)單元內(nèi)主動(dòng)區(qū)域的溫度升高到熔點(diǎn)之上，隨后利用比圖2G更快的速率降低溫度，即可防止再結(jié)晶的發(fā)生，或僅會(huì)造成極小量的再結(jié)晶。圖2A至圖2D的狀態(tài)將沿著大致垂直于電場線的方向，在電極之間具有電阻梯度。由于非晶材料區(qū)域的截面區(qū)域，會(huì)隨著狀態(tài)的不同或改變而有所差異，因此與電場線垂直的電阻梯度，也會(huì)隨著不同的狀態(tài)，存儲(chǔ)單元的電阻亦同。因此，不同狀態(tài)下的閾值電壓相異。尤其RKR2〈R3〈R4，其中R1、R2、R3與R4為圖2A、圖2B、圖2C、與圖2D的各種狀態(tài)下的存儲(chǔ)單元電阻值。各個(gè)相異的閾值電壓代表不同的編程級(jí)層，如圖3所示。這些級(jí)層編碼為級(jí)層0=11(如圖2A所示狀態(tài))，級(jí)層1=01(如圖2B所示狀態(tài))，級(jí)層2=10(如圖2C所示狀態(tài))，級(jí)層3=00(如圖2D所示狀態(tài))。此外，也可利用其它安排設(shè)定達(dá)成特定結(jié)果，包含利用在單一編程周期中具有多次脈沖的安排，以及在材料熔點(diǎn)溫度以下可以造成不同數(shù)量的結(jié)晶態(tài)的安排，其或許可以適用于一特定需求的應(yīng)用。參照?qǐng)D1，可利用如圖19與圖20所示的存取電路，連接第一電極14與第二電極12，在許多不同的組態(tài)之下，來控制存儲(chǔ)單元的運(yùn)作，如此即可使用該存儲(chǔ)材料進(jìn)行編程，使存儲(chǔ)材料在兩種固態(tài)相之間進(jìn)行可逆地轉(zhuǎn)換。舉例而言，利用硫?qū)倩锵嘧兓鎯?chǔ)材料，存儲(chǔ)單元可設(shè)定為相對(duì)較高或較低的電阻狀態(tài)；由此，電流路徑上特定區(qū)域內(nèi)的存儲(chǔ)材料可為非晶態(tài)，而在電流路徑上的其它存儲(chǔ)材料則為結(jié)晶態(tài)。依據(jù)本發(fā)明所制作的存儲(chǔ)單元，可具備各種組態(tài)變化。舉例而言，存儲(chǔ)材料可形成于孔洞或通道之中，而該孔洞(pore)或介層孔(via)可位于兩塊絕熱材料的接縫界面處，或沿著界面生成。參見圖4至圖11，其中揭露制作上述組態(tài)的一的一種實(shí)施例。舉例而言，存儲(chǔ)材料可為橋接結(jié)構(gòu)，越過電極間介電質(zhì)，其中按照上述一種實(shí)施例所制作的一組態(tài)可參見圖13至圖17。舉例而言，存儲(chǔ)單元也可依據(jù)此處所揭露的方法，形成『傘狀』的組態(tài)，其中頂部電極與相變化材料的接觸部分，遠(yuǎn)大于底部電極與相變化材料的接觸部分，如圖18所示。圖4至圖11顯示制作將存儲(chǔ)材料置于介層孔中的一種存儲(chǔ)單元工藝步驟示意圖。將適當(dāng)?shù)碾姌O材料層，沉積于襯底46之上，隨后圖案化該層材料，即可形成如圖4所示的第一電極44。利用濺射或原子層沉積等薄膜沉積方法，可將電極材料層沉積于襯底46之上。適當(dāng)?shù)碾姌O層可包含兩種以上的材料，并依據(jù)其對(duì)鄰接層材料的附著程度，選用性質(zhì)適用者。舉例而言，底部電極可包括在鈦薄膜上形成氮化鈦薄膜。鈦與下方半導(dǎo)體襯底(例如硅化物)的材料具有良好附著性；同時(shí)氮化鈦與上方GST相變化材料能良好附著。此外，氮化鈦也是優(yōu)良的擴(kuò)散勢(shì)壘。底部電極可選用多種材料，例如，包括Ta、TaN、TiAIN、TaAIN;至于底部電極的材料，則可由Ti、W、Mo、Al、Ta、Cu、Pt、Ir、La、Ni、與Ru等元素族與合金中選擇搭配，也可加入陶瓷。沉積工藝的條件，必須得以提供電極層材料所需的適當(dāng)厚度與涵蓋范圍，同時(shí)提供良好的絕熱性質(zhì)。襯底表面的底部電極厚度范圍約在200nm至400nm之間。隨后將介電填充物質(zhì)沉積于圖4所示的結(jié)構(gòu)上，同時(shí)如圖5所示，將之平面化，使介電填充層56圍繞電極44。適當(dāng)?shù)碾姌O填充材料，舉例而言包括低介電常數(shù)(low-K)的介電材料，如二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鋁、或其它低介電常數(shù)的材料。此外，介電填充材料也可包含由Si、Ti、Al、Ta、N、O與C的群組中，所選出的一種或多種材料組合。在圖5所示的結(jié)構(gòu)上，沉積第一絕熱材料，即可形成一第一絕熱材料層66，如圖6所示。利用諸如掩膜與刻蝕等工藝，圖案化第一絕熱材料層66，可移除電極44上方的部分第一絕熱材料，以曝露電極材料44表面的部分73，而另一表面部分74以及與其鄰接的介電填充物56，仍為第一絕熱材料部分所覆蓋，如圖6所示。第二絕熱材料層沉積于圖7所示的結(jié)構(gòu)之上，覆蓋電極44表面的部分73與鄰接的介電填充物56;經(jīng)平面化(例如經(jīng)過化學(xué)機(jī)械拋光)后，可形成圖8所示的結(jié)構(gòu)。至此階段，電極44的部分74與鄰接的介電物質(zhì)56，被第一絕熱材料部分76所覆蓋，而電極44的部分73與鄰接的介電物質(zhì)56，則被第二絕熱材料部分88所覆蓋。第一與第二絕熱材料部分之間的接縫處，則形成接口89，其位置在電極44之上。隨后利用諸如掩膜與刻蝕等工藝，在第一與第二絕熱材料之間的接口89之上，形成介層孔92。圖9A顯示依據(jù)圖9B中線段9A9A方向上所繪制的結(jié)構(gòu)上視圖；而圖9B顯示依據(jù)圖9A中線段9B9B所繪制的結(jié)構(gòu)剖面圖。介層孔內(nèi)部的一表面97構(gòu)成絕熱材料98的一邊界，而介層孔內(nèi)部的另一表面95則構(gòu)成絕熱材料96的一邊界。電極44的一區(qū)域94暴露于介層孔92之中。適當(dāng)?shù)慕^熱材料，舉例而言包括Si02與SiN。所選定的第一絕熱材料，其導(dǎo)熱率高于第二絕熱材料。在某些實(shí)施例中，第一絕熱材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)ei與第二絕熱材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)92的比例范圍，落在約0.20至0.66之間。舉例而言，第一絕熱材料可為選定的Si02，其91的范圍約為0.5W/n^K(瓦/米"色對(duì)溫度)至約2.5W/m*K，而第二絕熱材料可為選定之SiN，其02的范圍約為9W/m*K至約30W/m*K。其它材料也可作為第一與第二絕熱材料。在其它較佳實(shí)施例中，絕熱材料的導(dǎo)熱率低于非晶態(tài)的相變化材料，或就包含GST的相變化材料而言，低于大約0.003J/cm*K*sec。絕熱材料的代表包括低介電常數(shù)(low-K)材料，包含由Si、C、O、F、與H等元素所選出的一組合。舉例而言，可作為絕熱材料者包括SiCOH、聚亞酰胺(polyimide)、聚酰胺(polyamide)、以及氟碳聚合物。至于其它可作為絕熱材料范例則為氟化Si02、硅酸鹽、芳香醚、聚對(duì)二甲苯(parylene)、聚合氟化物、非晶質(zhì)氟化碳、鉆石結(jié)構(gòu)碳、多孔二氧化硅、中孔二氧化硅(mesoporoussilica)、多孔硅酸鹽、多孔聚亞酰胺、與多孔芳香醚。在其它實(shí)施例中，絕熱結(jié)構(gòu)包含以氣體填充的空孔作為相變化元件邊墻的內(nèi)襯，或者以使之接近相變化元件的一側(cè)。單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的組合，均可提供絕熱功能。接著將相變化材料沉積至介層孔內(nèi)，如圖IOA與圖10B的區(qū)域103所示。相變化存儲(chǔ)材料可為硫?qū)倩锊牧?，表示為G^SbyTe"略為GST)，其中X:0-5;Y=0-5;Z=0-10。舉例而言，GST中x:y:z=2:2:5。在相變化材料中摻雜物質(zhì)，可改變其材料性質(zhì)?？捎靡宰鳛榱?qū)倩锊牧蠐诫s物質(zhì)的代表為氮、硅、氧、二氧化硅、氮化硅、銅、銀、金、鋁、氧化鋁、鉭、氧化鉭、氮化鉭、鈦、與氧化鈦。同時(shí)可參見美國專利第6,800,504號(hào)與美國專利申請(qǐng)US2005/0029502號(hào)。硫?qū)倩锵嘧兓鎯?chǔ)材料可由PVD、濺射、或磁濺射法，采用氬、氮、氦、或其它類似氣體作為反應(yīng)氣體，在大約lmtorr至100mtorr的壓力范圍內(nèi)，通常以室溫進(jìn)行反應(yīng)?？刹捎蒙顚挶?~5的準(zhǔn)直儀，以增進(jìn)填充效能。為增進(jìn)填充的效能，常施加約IOV至約1000V(大概為數(shù)十伏特至數(shù)百伏特)的DC偏壓。另一方面，也可同時(shí)結(jié)合DC偏壓與準(zhǔn)直儀的使用。舉例而言，可于真空或氮環(huán)境中進(jìn)行后沉積的退火處理，以提升硫?qū)倩锊牧系慕Y(jié)晶狀態(tài)。退火溫度的通常范圍為10(TC至40(TC，退火時(shí)間則低于30分鐘。此外，也可在相變化存儲(chǔ)材料上，采用化學(xué)氣相沉積法。硫?qū)倩锼┤暮穸?，將依?jù)存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的厚度設(shè)計(jì)而改變通常而言，硫?qū)倩锼┤暮穸燃s大于8nm，即可呈現(xiàn)兩個(gè)穩(wěn)定態(tài)，展現(xiàn)相變化的特征。沉積于絕熱材料上的硫?qū)倩锊牧?，可利用化學(xué)機(jī)械拋光或其它平面化技術(shù)削除，以形成平面結(jié)構(gòu)。若存儲(chǔ)材料采用濺射法沉積，舉例而言，其條件可能包含氮?dú)饣驓鍤?或二者混和)；而若采用氬氣，標(biāo)的物可為GeSbTe，若使用氬氣/氮?dú)猓瑯?biāo)的物則為N2-GeSbTe。此時(shí)，可在圖IOA與圖10B的結(jié)構(gòu)上，沉積導(dǎo)電材料可作為頂部電極，例如金屬、金屬化合物、或者非金屬材料，例如銅、鋁、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)或氮氧化鈦(TiON)等鈦化合物、鉭(Ta)、與氮化鉭(TaN)等鉭化合物、多晶硅、硅化鎢(WSk)等鎢化合物、以及低導(dǎo)熱率電極材料，例如LNO(LaNi03)與LSMO(LaSrMn03);隨后，將之圖案化，可形成頂部電極112，其與存儲(chǔ)材料103具有電性連接。頂部電極H2可圖案化為島狀，或者線狀(帶狀或段狀)。頂部電極U2的厚度，舉例而言可位于約200埃(Angstrom)至5000埃的范圍內(nèi)，通常約為2000埃。此時(shí)可建立存取電路(如圖19與圖20所示者)，以連接(如圖11之115、117)電極44與頂部電極112。圖12的示意圖顯示在存儲(chǔ)單元中，存儲(chǔ)材料越過電極間介電層形成橋接結(jié)構(gòu)。該存儲(chǔ)單元包含第一電極134與第二電極136，其是由第一介電絕熱材料131所隔絕。電極134、136由接點(diǎn)135、137連接至存取電路。相變化材料132所形成的『橋接』連結(jié)第一與第二電極，分別與之具有電性連接，同時(shí)與第一介電絕熱材料具有導(dǎo)熱連接。第二介電導(dǎo)熱材料位于相變化材料的橋接132上，其與相變化材料的橋接具有導(dǎo)熱關(guān)系。利用上述存儲(chǔ)材料形成電極間介電層橋接結(jié)構(gòu)，以制作存儲(chǔ)單元的技術(shù)，可參見美國專利申請(qǐng)案No.ll/155,067號(hào)。上述存儲(chǔ)單元的形成方法，將利用下列圖13至圖17說明各步驟的示意圖。圖13顯示一工藝步驟，其在襯底上圖案化第一介電絕熱材料141?？湛?44、146形成第一介電絕熱材料141中，鎢拴塞145、147可作為控制電路的內(nèi)連接，同時(shí)拴塞145、147的一部份區(qū)域裸露于空孔144、146中。圖14中的結(jié)構(gòu)，舉例而言可利用嵌鑲工藝形成。之后，第一電極材料151可沉積于圖14所示的結(jié)構(gòu)上，如圖15所示，填入空孔144、146之中而形成154、156。隨后，移除所沉積的電極材料151的一部份表面區(qū)域，利用諸如平面化工藝，裸露出位于第一電極主體164(與第二電極主體)166之間的第一絕熱材料161，同時(shí)有效隔絕第一電極主體164與第二電極主體166以及電極主體164、166的頂面165、167。此時(shí)，存儲(chǔ)材料的橋接172形成(例如利用沉積與圖案化刻蝕)于圖16所示的結(jié)構(gòu)表面上，其中該橋接172與第一電極164及第二電極166具有電性連接，同時(shí)與第一介電絕熱材料131表面及電極164、166的表面具有導(dǎo)熱連接。由是，第二介電絕熱材料183可沉積于圖17所示的結(jié)構(gòu)上，其與存儲(chǔ)材料172所暴露的表面具有導(dǎo)熱連接。上述存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)(如圖17所示)中，一電流路徑穿越存取電路接點(diǎn)135與拴塞145到達(dá)第一電極164，隨后進(jìn)入存儲(chǔ)材料橋接172，再沿著電場線(未顯示，其大致于電極間平行前進(jìn))穿越橋接172，到達(dá)第二電極166，后由拴塞147與接點(diǎn)137到達(dá)存取電路。橋接172跨越第一電極164與第二電極166的部分，其與第一介電絕熱材料161在接面處具有導(dǎo)熱連接，同時(shí)其與第二介電絕熱材料183也在接面處具有導(dǎo)熱連接。如上述，第一絕熱材料161與第二絕熱材料183具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)；因此隨著電流尖端，存儲(chǔ)材料接近接口的部分冷卻較快，同時(shí)該處的絕熱材料具有較高的導(dǎo)熱率。由此特性，可使電阻梯度沿線(如圖17中箭號(hào)502所示)大致垂直于第一電極164與第二電極166之間所形成的電場線。圖18為『傘狀』存儲(chǔ)單元的簡化示意圖。第一電極264與存取電路124耦合，而第二電極266則與存取電路237耦合。第一電極264形成于存儲(chǔ)元件272右方邊界的第一絕熱材料261與存儲(chǔ)元件272左方邊界的第二絕熱材料283接縫的孔洞中，且與第一絕熱材料261共平面。存儲(chǔ)元件272包含相變化材料條紋，其與第一電極264具有微小接觸區(qū)域265，同時(shí)與第二電極266具有較大的接觸區(qū)域267。較小的接觸區(qū)域264聚集電流與第一電極264與第二電極266之間的電場線280，提高電場密度，因此在接觸區(qū)域265的小范圍主動(dòng)區(qū)域內(nèi)造成較高的電阻熱能。第一絕熱材料261位于存儲(chǔ)元件272的右方邊界，而第二絕熱材料283則為于存儲(chǔ)元件272的左方邊界。第一絕熱材料261與第二絕熱材料283具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)，造成非對(duì)稱熱傳導(dǎo)，其垂直于存儲(chǔ)元件272的電場線。因此，可利用脈沖組態(tài)引起的電流梯度，編程存儲(chǔ)元件272;電流梯度則如前述，沿線分布(如箭號(hào)281所示)，大致與電極間的電場線280垂直。圖19為存儲(chǔ)陣列的示意圖，制作方法如下。如圖20所示者，共同源極線1954、字線1956與字線1958大致平行設(shè)置于Y方向上。位線1960與1962大致平行設(shè)置于X方向上。因此，方塊1914中的Y譯碼器與字線驅(qū)動(dòng)器與字線1956、1958耦合。方塊1918中的X譯碼器與方塊1924中的多級(jí)感測放大器組合與位線1960、1962耦合。共同源極線1954與存取晶體管1938、1940、1942、與1944的源極終端以及源極線終端1955耦合。存取晶體管1938的柵極與字線1956耦合。存取晶體管1940的柵極與字線1958耦合。存取晶體管1942的柵極與字線1956耦合。存取晶體管1944的柵極與字線1958耦合。存取晶體管1938的漏極與存儲(chǔ)單元1946的底部電極構(gòu)件1990耦合，該存儲(chǔ)單元1946同時(shí)具有頂部電極1980。該頂部電極構(gòu)件1980與位線1960耦合。同樣地，存取晶體管1940的漏極與存儲(chǔ)單元1948的底部電極構(gòu)件1992耦合，該存儲(chǔ)單元1948同時(shí)具有頂部電極構(gòu)件1982。該頂部電極構(gòu)件1982與位線1960耦合。存取晶體管1942、1944與對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元1950、1952亦類似地經(jīng)由底部電極構(gòu)件1994、1996與頂部電極構(gòu)件1984、1986與位線1962耦合。于此示意圖的組態(tài)中，可見共同源極線1954由兩列存儲(chǔ)單元共享；示意圖中的一列，是安排于Y方向。在其它實(shí)施例中，可以二極管取代存取晶體管，或者利用其它結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制電流，使選定裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。圖20為依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例所為的簡化集成電路方塊圖。集成電路1210包含存儲(chǔ)陣列1212，其利用前開相變化存儲(chǔ)單元，在一半導(dǎo)體襯底上具有自對(duì)準(zhǔn)底部電極與自匯聚(self-converged)臨界尺寸。字線(列)譯碼器1214與多字元線1216耦合并具有電性通訊，同時(shí)沿存儲(chǔ)陣列1212的橫列布置。位線(行)譯碼器與驅(qū)動(dòng)器1218與多字線1220耦合并具有電性通訊，其沿存儲(chǔ)陣列1212的縱行布置，以讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)于存儲(chǔ)陣列1212的相變化存儲(chǔ)單元中?？偩€1222將地址提供至字線譯碼器與驅(qū)動(dòng)器1214，也提供予位線譯碼器1218。方塊1214的感應(yīng)放大器與數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)(包括讀取、設(shè)置、與復(fù)位的電流源)，經(jīng)由數(shù)據(jù)總線1226與位線譯碼器1218耦合。數(shù)據(jù)由集成電路1210上的輸入/輸出端或集成電路i210的其它內(nèi)外數(shù)據(jù)來源，經(jīng)數(shù)據(jù)輸入線1228，輸入至方塊1224的數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)中。在所示實(shí)施例中，其它電路1230也包含于集成電路1210中，舉例而言，包括通常用途的處理器或特殊用途的應(yīng)用電路，或者以模塊的組合，提供相變化存儲(chǔ)單元陣列所支持的單芯片系統(tǒng)功能。數(shù)據(jù)經(jīng)輸出線1232,由方塊1224中的感應(yīng)放大器，輸出至集成電路1210的輸入/輸出端，或者其它集成電路1210的外部或內(nèi)部數(shù)據(jù)終點(diǎn)。本實(shí)施例包含一控制器，其利用偏壓狀態(tài)設(shè)置器1234，控制施加偏壓的伏特與電流源1236，諸如字線與位線的讀取、編程擦除、擦除驗(yàn)證、與編程驗(yàn)證電壓或電流，以及利用存取控工藝序所控制的字線/源極線操作。控制器1234可以習(xí)知的特殊用途邏輯電路制成。在其它實(shí)施例中，控制器1234包含一通常用途的處理器，其可整合于相同集成電路之上，以執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序，來控制裝置的運(yùn)作。在又一實(shí)施例中，可利用特殊用途的邏輯電路組合與一通常用途處理器，來制作控制器1234?？刂破?234的設(shè)置，可編程多級(jí)存儲(chǔ)單元的陣列1212中，各存儲(chǔ)單元的多個(gè)位，其詳細(xì)內(nèi)容可參見前述說明與圖2A至圖2H。舉例而言，利用復(fù)位脈沖將選定存儲(chǔ)單元中的主動(dòng)區(qū)域大致轉(zhuǎn)化為非晶態(tài)時(shí)，可將其編程為數(shù)據(jù)層次00;利用脈沖或脈沖組合將相對(duì)小部分的主動(dòng)區(qū)域轉(zhuǎn)為結(jié)晶態(tài)時(shí)，可將之編程為數(shù)據(jù)層次01;利用脈沖或脈沖組合將中等數(shù)量的主動(dòng)區(qū)域轉(zhuǎn)化為結(jié)晶態(tài)時(shí)，可將其編程為數(shù)據(jù)層次10;而利用脈沖或脈沖組合將相對(duì)較大部分或全部的主動(dòng)區(qū)域轉(zhuǎn)化為結(jié)晶態(tài)時(shí)，則可將之編程為數(shù)據(jù)層次ll。存儲(chǔ)單元裝置的實(shí)施例包含相變化材料，其更包含以硫?qū)倩锱c其它材料作為存儲(chǔ)材料。硫?qū)倩锟赡馨?O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)等四種元素，其屬于元素周期表第VI族的一部分。硫?qū)倩锇蜃逶氐幕衔?，以及一種正電性較強(qiáng)的元素或化合物基(mdical);硫?qū)倩锖辖饎t包含硫族元素與其它元素的組合，例如過渡金屬。硫?qū)倩锖辖鹜ǔ０环N以上的元素周期表第IV族元素，例如鍺(Ge)和錫(Sn)。通常，硫?qū)倩锖辖鹬邪环N以上的銻(Sb)、鎵(Ga)、銦(In)、與銀(Ag)元素。文獻(xiàn)中已有許多種類的相變化存儲(chǔ)器材料，例如下列合金Ga7Sb、In/Sb、In7Se、Sb/Te、Ge/Te、Ge/Sb/Te、In/Sb/Te、Ga/Se/Te、Sn/Sb/Te、In/Sb/Ge、Ag/In/Sb/Te、Ge/Sn/Sb/Te、Ge/Sb/Se/Te、以及Te/Ge/Sb/S。Ge/Sb/Te的合金家族中，許多合金組合均可作為相變化存儲(chǔ)器材料，此類組合可特定為TeaGebSb1()(Ka+b)。已有研究人員指出，效能最佳的合金，其沉積材料中的Te平均濃度均低于70M，通常低于60%，而其范圍多為23%至58%之間，最佳濃度又為48%至58%的Te。Ge的濃度則為5%以上，范圍約為8%至30%之間，通常低于50%。最佳實(shí)施例中，Ge的濃度范圍約為8%至40%。此一組成中，最后一項(xiàng)主要組成元素為Sb。上述百分比，是指原子百分比，而總原子百分比100%即為組成元素的總和。(Ovshinsky，112patent,columns10-11)。另一研究人員所評(píng)估的特定合金包含Ge2Sb2Te5、GeSb2Te4、與GeSb4Te7(NoboruTamada,"PotentialofGe-Sb-TePhase-ChangeOpticalDisksforHigh-Data-Rate-Recording",SPIEv.3109,pp.2837(1997))。就更為普遍的面向，過渡金屬，例如鉻(Cr)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈮(Nb)、鈀(Pd)、鉑(Pt)，與上述元素的合金，均可能與Ge/Sb/Te組成相變化合金，并使其具備程序可編程電阻的性質(zhì)?？勺鳛榇鎯?chǔ)器材料的特定范例，見于Ovshinsky，112atcolumn1113，此處的所載的范例即為參考上述文獻(xiàn)所為的組合。本發(fā)明的說明如上，并附帶說明相變化材料。然而，仍有其它可編程材料，可作為存儲(chǔ)器材料。就本應(yīng)用而言，存儲(chǔ)器材料是指可施加能量以改變電性(例如電阻)的材料，而此種改變可為階梯狀區(qū)間、或?yàn)檫B續(xù)變化、也可為兩者的組合。其它實(shí)施例中，尚可采用他種可編程電阻存儲(chǔ)器材料，包括注入N2的GST、GexSby、或其它利用晶相變化決定電阻者；也可采用PrxCayMn03、PrSrMnO、ZrOx、或其它以電脈沖改變電阻的材料；7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane(TCNQ)、methanofUllerene6、6-phenylC61-butyricacidmethylester(PCBM)、TCNQ-PCBM、Cu-TCNQ、Ag陽TCNQ、C60-TCNQ、TCNQ注入其它金屬、或其它具有雙重或多種穩(wěn)定電阻狀態(tài)，并可由電脈沖控制的高分子材料。其它可編程電阻存儲(chǔ)器材料的范例，尚包括GeSbTe、GeSb、NiO、Nb-SrTi03、Ag-GeTe、PrCaMnO、ZnO、Nb205、Cr-SrTi03o其它制作方式、材料組成、使用、操作相變化隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置的信息，可參見前述美國專利申請(qǐng)案No.11/155,067。其它實(shí)施例則在本申請(qǐng)權(quán)利要求書所要求保護(hù)的范圍中。權(quán)利要求1.一種集成電路存儲(chǔ)器，其特征在于，該存儲(chǔ)器包含多存儲(chǔ)單元所組成的一陣列，包含一存取電路，該陣列中的該些存儲(chǔ)單元分別包含一存儲(chǔ)材料，可施加電流使其在一較低電阻相態(tài)與一較高電阻相態(tài)之間轉(zhuǎn)換，該存儲(chǔ)材料利用一第一接觸區(qū)域與一第二接觸區(qū)域，分別與一第一電極和一第二電極耦接，由此在該第一電極與該第二電極之間的該存儲(chǔ)材料中，定義一電場區(qū)域，而該存儲(chǔ)材料在該第一接觸區(qū)域與該第二接觸區(qū)域之間，具有一第一邊界與一第二邊界，且其中該第一電極與該第二電極均與該存取電路耦接；以及一第一絕熱材料與一第二絕熱材料，其與該存儲(chǔ)材料的該第一邊界與該第二邊界具有導(dǎo)熱關(guān)系，該第一絕熱材料與該第二絕熱材料具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)，因此經(jīng)由該第一絕熱邊界與該第二絕熱邊界流出該電場區(qū)域的熱量非對(duì)稱。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路存儲(chǔ)器，其特征在于，該存儲(chǔ)器進(jìn)一步包含耦接至該陣列的一控制器，其中包括施加電壓至一選定存儲(chǔ)單元的多個(gè)資源，該電流的安排可在該存儲(chǔ)材料中的該電場區(qū)域內(nèi)，造成該較低電阻相態(tài)與該較高電阻相態(tài)的一組合，該組合通過自靠近該第一邊界的較低電阻至靠近該第二邊界的較高電阻所形成的一電阻梯度，而在該第一電極與該第二電極之間的該存儲(chǔ)單元中設(shè)置一電阻值。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路存儲(chǔ)器，其特征在于，該控制器可施加一脈沖安排，以在該存儲(chǔ)單元中引發(fā)電流來編程該存儲(chǔ)單元至對(duì)應(yīng)于一復(fù)位狀態(tài)的一特定數(shù)值，導(dǎo)致該存儲(chǔ)材料中一主動(dòng)區(qū)域內(nèi)大致全部成為該較高電阻的相態(tài)。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路存儲(chǔ)器，其特征在于，該控制器的設(shè)定可就一選定存儲(chǔ)單元決定一數(shù)據(jù)數(shù)值，該數(shù)據(jù)數(shù)值包括至少二位；以及可依據(jù)該數(shù)據(jù)數(shù)值施加一脈沖安排，其可建立一梯度來設(shè)定該存儲(chǔ)單元的該電阻于對(duì)應(yīng)該特定數(shù)據(jù)數(shù)值的一電阻范圍內(nèi)。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路存儲(chǔ)器，其特征在于，該第一電極與該第二電極各包含一頂部；一第一絕熱構(gòu)件位于該第一電極與該第二電極之間，其包含該第一絕熱材料；一橋接薄膜包含該存儲(chǔ)材料，其跨越該絕熱構(gòu)件，并在該第一電極與該第二電極之間靠近該第一電極頂部與該第二電極頂部處，界定一電極間路徑；一第二絕熱構(gòu)件位于該橋接薄膜之上，其中包含該第二絕熱材料。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的集成電路存儲(chǔ)器，其特征在于，該第一電極具有一頂部，同時(shí)該第二電極具有一底部，而該存儲(chǔ)材料位于該第一電極的頂部與該第二電極的底部之間，在該第一電極與該第二電極之間，界定出一電極間路徑；以及該第一絕熱材料與該存儲(chǔ)材料的該第一邊界具有導(dǎo)熱關(guān)系，而該第二絕熱材料與該存儲(chǔ)材料的該第二邊界具有導(dǎo)熱關(guān)系。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的集成電路存儲(chǔ)器，其特征在于，該第一絕熱材料與該第二絕熱材料包含分別沿著一接縫鄰接分布的多共平面薄膜，同時(shí)該存儲(chǔ)單元在沿著該接縫的多孔洞中，包含該存儲(chǔ)材料，同時(shí)該存儲(chǔ)材料在該共平面薄膜之下與多個(gè)底部電極接觸。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路存儲(chǔ)器，其特征在于，該第一接觸區(qū)域小于該第二接觸區(qū)域。9、根據(jù)權(quán)利要求l所述的集成電路存儲(chǔ)器，其特征在于，該第一絕熱材料與該第二絕熱材料包含分別沿著一接縫鄰接分布的多共平面薄膜，同時(shí)該第一電極在沿著該接縫分布的孔洞中具有多傳導(dǎo)構(gòu)件，并在該存儲(chǔ)材料上的該共平面薄膜上，接觸該第一接觸區(qū)域，其中該第一接觸區(qū)域大致小于該第二接觸區(qū)域；以及該存儲(chǔ)材料包含可編程電阻材料的多條紋，其在該第一電極之上跨越該接縫。10、一種制作集成電路存儲(chǔ)器的方法，其特征在于，該方法包含:形成多電極對(duì)的一陣列于一襯底上，各電極對(duì)包含一第一電極與一第二電極；形成多存儲(chǔ)元件于該陣列中的該電極對(duì)的該第一電極與該第二電極之間，以提供多存儲(chǔ)單元，其中該存儲(chǔ)元件包含一存儲(chǔ)材料，其可利用施加電流，在一較低電阻相態(tài)與一較高電阻相態(tài)之間轉(zhuǎn)換，而該存儲(chǔ)材料分別通過一第一接觸區(qū)域和一第二接觸區(qū)域與該第一電極和該第二電極耦合，其可在該第一電極與該第二電極之間的該存儲(chǔ)材料部分，界定一電場區(qū)域，同時(shí)該存儲(chǔ)材料在該第一接觸區(qū)域與該第二接觸區(qū)域之間具有一第一邊界與一第二邊界；以及形成多絕熱區(qū)于該存儲(chǔ)材料的該第一邊界及該第二邊界上，該絕熱區(qū)包含一第一絕熱材料與一第二絕熱材料，該第一絕熱材料與第二絕熱材料與該存儲(chǔ)材料的該第一邊界和該第二邊界具有導(dǎo)熱關(guān)系，該第一絕熱材料與該第二絕熱材料具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)，因此經(jīng)由該第一絕熱邊界與該第二絕熱邊界流出該電場區(qū)域的熱量非對(duì)稱。11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包含提供一電路于該集成電路上，其組態(tài)為可施加電流至一選定存儲(chǔ)單元上，該電流組態(tài)可在該存儲(chǔ)材料中的該電場區(qū)域內(nèi)，造成該較低電阻相態(tài)與該較高電阻相態(tài)的一組合，該組合通過自靠近該第一邊界的較低電阻至靠近該第二邊界的較高電阻所形成的一電阻梯度，而在該第一電極與該第二電極之間的該存儲(chǔ)單元中設(shè)置一電阻值。12、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該形成多電極對(duì)的一陣列的步驟，包含形成一底部電極作為該第一電極，形成一存儲(chǔ)元件在多存儲(chǔ)元件的陣列中的該底部電極上，同時(shí)在該存儲(chǔ)元件上形成一頂部電極，作為該第二電極。13、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該形成電極對(duì)的一陣列與該形成存儲(chǔ)元件步驟包含提供一襯底，其包含多第一電極所組成的一陣列；依據(jù)一圖案形成該第一絕熱材料的一第一層，其中該第一層包含一邊緣，其覆蓋一或多個(gè)該陣列中的第一電極；形成一第二絕熱材料薄層，其中該第二絕熱材料薄層鄰接該第一絕熱材料的該第一層，而該第一層位于沿著該邊緣的一接縫中；沿該接縫形成多孔洞，暴露該底部電極陣列中的該底部電極；以相變化存儲(chǔ)材料注入該孔洞，以提供多存儲(chǔ)元件；以及形成一第二電極陣列在該存儲(chǔ)元件之上。14、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該形成一電極對(duì)的陣列的步驟包含形成該第一電極與該第二電極于一平面上，其分別具有一頂部；形成一第一絕熱構(gòu)件于該第一電極和該第二電極之間，該構(gòu)件包含該第一絕熱材料；形成一橋接薄膜，其包含該存儲(chǔ)材料，并跨越該絕熱構(gòu)件，同時(shí)在該第一電極與該第二電極之間靠近該第一電極頂部與該第二電極頂部處，界定一電極間路徑；形成一第二絕熱構(gòu)件位于該橋接薄膜之上，其中包含該第二絕熱材料。15、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該第一接觸區(qū)域小于該第二接觸區(qū)域。16、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該形成電極對(duì)的陣列與該形成存儲(chǔ)元件的步驟包含提供一襯底；依據(jù)一圖案形成該第一絕熱材料的一第一層，其中該第一層包含一邊緣；形成一第二絕熱材料薄層，其中該第二絕熱材料薄層鄰接該第一絕熱材料的該第一層，而該第一層位于沿著該邊緣的一接縫中；沿該接縫形成多孔洞；以電極材料注入該孔洞，以在該電極對(duì)中提供多第一電極；形成多存儲(chǔ)材料條紋，其可在對(duì)應(yīng)的該第一電極上，作為存儲(chǔ)元件；形成多第二電極于該存儲(chǔ)元件上的該電極對(duì)中。全文摘要本發(fā)明公開了一種具有相變化元件及非對(duì)稱熱邊界的多級(jí)存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)單元具有第一絕熱材料與第二絕熱材料，該第一絕熱材料與第二絕熱材料分別具有不同的導(dǎo)熱性質(zhì)，并與相變化材料的第一邊界與第二邊界具有導(dǎo)熱關(guān)系。因此，當(dāng)施加電流以增加存儲(chǔ)材料的溫度時(shí)，熱能將以非對(duì)稱的方式，沿著在電極之間垂直于電場線的方向擴(kuò)散。文檔編號(hào)G11C11/56GK101369597SQ200810005319公開日2009年2月18日申請(qǐng)日期2008年1月30日優(yōu)先權(quán)日2007年8月13日發(fā)明者陳逸舟,龍翔瀾申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司