本發(fā)明是有關(guān)于一種制造存儲器單元的方法，且特別是有關(guān)于一種通過熔化局限空間中的具有相變元件的存儲器單元及其形成方法。
背景技術(shù)：
：：多數(shù)的相變材料被稱為GST，因為他們是以GexSbyTez材料成分為基礎(chǔ)。GST材料亦可包括例如SiO2-GST的添加物，以下有時稱為添加物GST。相變存儲器單元已被設(shè)計成：有一很小體積的相變材料與頂與底電極的其中一個接觸。這用于將存儲單元的有源區(qū)域局限至一小體積的材料，藉以降低操作所需要的功率并改善速度。一種型式的存儲單元(有時被稱為微孔型存儲單元)是通過制作出形成通過一絕緣層到達(dá)一電極的開口部的一小毛細(xì)孔，并以相變材料填滿毛細(xì)孔而形成。毛細(xì)孔的尺寸對存儲單元而言可以是一臨界尺寸。對非常小的毛細(xì)孔而言，可能是難以一致地并均勻地填滿一存儲器陣列中的毛細(xì)孔。吾人已發(fā)現(xiàn)到，可能通過使用一原子層沉積(ALD)工藝或一化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝而以某些相變材料填滿一非常小的開孔，大約17nm×7.5nm×30nm深。然而，目前通過使用已知的等離子體氣相沉積(PVD)工藝而以相變材料填滿這樣的小開孔并不實際。有關(guān)ALD工藝的其中一項問題是為很難控制相變材料成分。又，不可能使用ALD或CVD連同許多與相變材料一起被使用的添加物。技術(shù)實現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明提供了一種形成具有一相變元件的一存儲器單元的方法可被實現(xiàn)如下：一絕緣體是形成在一底電極上面，絕緣體具有一個從絕緣體的一表面延伸至底電極的開孔；開孔定義一個從此表面延伸至底電極的孔洞并具有一孔洞體積；相變材料的體積是被局限在絕緣體的一表面上的一限制結(jié)構(gòu)內(nèi)部并覆蓋開孔；相變材料的特征為：當(dāng)被熔化了一特征百分比時的體積的膨脹；孔洞體積是小于限制結(jié)構(gòu)內(nèi)部的相變材料的體積的特征百分比；相變材料是被加熱，藉以導(dǎo)致相變材料擴張進(jìn)入開孔中，以能在相變材料的膨脹進(jìn)入開孔中之時，使相變材料變成電性連接至底電極；一頂電極是形成在相變材料上面并電性連接至相變材料。此方法的某些例子可包括下述一個或多個。加熱以擴張相變材料可包括熔化相變材料。相變材料，例如包括一GexSbyTez材料，其可能被濺射在絕緣體的表面上并覆蓋開孔。選擇性地刻蝕步驟可能是刻蝕U形介電材料層通過第一支腳、底層以及U形介電材料層的第二支腳的一部分以建立一J形開孔。此方法可更包括形成一底接觸部(其包括一主要部分、下部及一具有一縮小橫向尺寸的上部延伸)，并從上部延伸與絕緣體中的開孔移除上部延伸的一部分以建立底電極。相變材料可能被局限在一覆蓋材料、絕緣體的表面與開孔之間，其中覆蓋材料的特征為：(1)比相變材料更高的熔化溫度，(2)于相變材料的熔化溫度下有足夠抗拉強度，用于確保相變材料在該相變材料加熱步驟期間移動進(jìn)入開孔中。此方法的另一例可包括下述。一相變材料可被沉積在絕緣體的表面上并覆蓋開孔。一第一覆蓋材料可被沉積于相變材料上以形成一材料疊層體。一掩?？尚纬捎诟采w于開孔上的材料疊層體的一部分上。未被掩模所覆蓋的材料疊層體的部分可被移除以建立一被刻蝕材料疊層體。又，一第二覆蓋材料可被沉積于被刻蝕材料疊層體上并至絕緣體的表面之上。在此方法的更進(jìn)一步的例子中，絕緣體形成步驟可包括下述。一開口部可形成于絕緣體中到達(dá)底電極，開口部具有沿著絕緣體的多個側(cè)壁以及沿著底電極的一底部。一第一介電材料可沉積在開口部的側(cè)壁及底部上以建立一材料層及一縮小尺寸開口部，材料層具有沿著底電極的一底層以及沿著絕緣體的第一與第二支腳，而縮小尺寸開口部是被U形介電材料層所界限。一第二介電材料可沉積在縮小尺寸開口部中。U形介電材料層的一部分可通過U形介電材料層的第一支腳與底層而選擇性地被刻蝕以建立開孔。具有一相變元件的一存儲器單元的一例子包括下述。一底電極具有一接觸面。一絕緣體位于底電極的接觸面上并具有一對向表面。絕緣體中的一開孔從底電極的接觸面延伸至絕緣體的對向表面。開孔具有第一與第二截面。第一截面包括一個從對向表面延伸至底電極的接觸面的第一支腳。第二截面包括一個橫向于第一支腳并沿著底電極的接觸面延伸的基底元件。第二截面具有從第一支腳延伸的一第一末端部分及一第二末端部分。第一支腳與第二截面的第一末端部分實質(zhì)上是以相變存儲器材料填滿。第二末端部分實質(zhì)上沒有相變存儲器材料。一頂電極是位于相變材料上面并電性連接至相變材料。具有一相變元件的存儲器單元的某些例子可包括下述一個或多個。第二部分可包括一第二支腳，而基底元件位于第一支腳及第二支腳之間。基底元件可構(gòu)成整個第二截面。第二末端部分可包括一空的體積區(qū)域。在第二支腳之內(nèi)的相變材料可能與對向表面隔開。相變存儲器材料可包括一GexSbyTez材料。本發(fā)明的其他特征、實施樣態(tài)及優(yōu)點可在檢閱圖式、詳細(xì)說明以及下述權(quán)利要求范圍時看出。附圖說明圖1為可依據(jù)以下所討論的方法及技術(shù)制造出的一存儲器單元的一例的整體視圖。圖2-圖14是繪制構(gòu)成一系列的圖標(biāo)，其繪示用于形成如在圖1中的一相變元件的一第一方法中的階段。圖2顯示形成在一第一介電層之中的一底電極。圖3顯示形成于底電極的上端上的一第一掩模。圖4顯示刻蝕圖3的構(gòu)造的一結(jié)果，藉以建立一具有一上部延伸的底電極。圖5顯示于圖4的構(gòu)造中有一絕緣體在底電極上面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6顯示平坦化圖5的構(gòu)造的結(jié)果。圖7顯示圖6的構(gòu)造在下電極的上部延伸的一部分已被刻蝕以建立一模穴或開孔之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8顯示沉積一相變材料以覆蓋開孔的結(jié)果。圖9顯示圖8的構(gòu)造在以一第一覆蓋材料覆蓋相變材料層，接著形成覆蓋于開孔上的一第二掩模之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10顯示修整之后的圖9的構(gòu)造，以建立一修整的材料疊層體。圖11顯示圖10的構(gòu)造在第二掩模已被移除且一第二覆蓋材料已被沉積以在相變材料上面形成一限制結(jié)構(gòu)之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12顯示加熱圖11的構(gòu)造以熔化相變材料，藉以導(dǎo)致相變材料擴張并填滿開孔的結(jié)果示意圖。圖13顯示對圖12的構(gòu)造進(jìn)行平坦化之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14顯示在圖13的構(gòu)造中形成一頂電極之后藉以形成一存儲器單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖15-圖22是繪制構(gòu)成一系列的圖標(biāo)，其繪示用于形成如在圖1中的一相變元件的一第二方法中的階段。圖15顯示一個形成在一絕緣體之中向下至底電極的開口部。圖16顯示使一第一介電材料沉積在圖15的開口部的側(cè)壁及底部之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖17顯示在平坦化圖16的構(gòu)造以建立一U形介電材料層(界定一縮小尺寸開口部于其中)之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖18顯示在圖17的構(gòu)造中以一第二介電材料填滿縮小尺寸開口部，接著以一刻蝕掩模覆蓋U形介電材料層的一第一支腳之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖19顯示刻蝕U形介電材料層以建立一J形開孔的結(jié)果。圖20顯示在對圖19的構(gòu)造進(jìn)行對應(yīng)上述關(guān)于圖8-圖11的相關(guān)步驟處理之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖21顯示在圖20的構(gòu)造中進(jìn)行對應(yīng)于圖12的加熱步驟與圖13的平坦化步驟，藉以導(dǎo)致相變材料形成在J形開孔內(nèi)的步驟之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖22顯示在圖21的構(gòu)造中將一頂電極形成在J形開孔中的相變材料上面并與之電性連接之后，藉以形成一存儲器單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖23為包括一交點存儲器陣列的存儲器單元的一集成電路的簡化方塊圖?！痉栒f明】10：存儲器單元12：底接觸部14：第一介電層18：加熱器電極20、21、90：橫向尺寸22：長度24、85：相變元件26：頂電極30：第一掩模32、89：上端34：第二介電層36：絕緣體38、91：上表面40、82：開孔42、47、84：相變材料/相變材料層44：第一覆蓋材料46：材料疊層體48：第二掩模50：修整的材料疊層體52：第二覆蓋材料54：限制結(jié)構(gòu)60：開口部62：側(cè)壁64：底部66：介電材料68：U形介電材料層/介電材料層70：底層72、86：第一支腳74、87：第二支腳76：縮小尺寸的開口部78：第二介電材料79、81、83：開孔部分80：刻蝕掩模88：基底元件92、96：高度94：厚度190：交點存儲器陣列201：集成電路214：字線(列)譯碼器216：字線218：位線(行)譯碼器220：位線222：總線224：方塊226：數(shù)據(jù)總線228：數(shù)據(jù)輸入線230：電路232：數(shù)據(jù)輸出線234：控制器236：偏壓配置電源電壓具體實施方式下述說明一般將參考具體構(gòu)造實施例及方法。吾人應(yīng)理解到并未意圖將本發(fā)明限制于詳細(xì)揭露的實施例及方法，但本發(fā)明可能通過使用其他特征、元件、方法及實施例而實行。較佳實施例是被描述以說明本發(fā)明，而非限制其由隨附權(quán)利要求范圍所定義的范疇。那些熟習(xí)本項技藝者將認(rèn)定針對下述說明的各種等效變化。各種實施例中的相同的元件其元件符號通常以相同的數(shù)字標(biāo)記。包括GexSbyTez材料成分(于此稱為GST)的多數(shù)相變材料，當(dāng)于其熔化溫度下從一固相轉(zhuǎn)變至一液相時，體積量顯著的增加。這對于包括例如SiO2-GST的添加物的至少某些GST材料而言亦是真實的。在一完全非晶態(tài)中的公式Ge2Sb2Te5的GST于室溫下具有5.86g/cm3的密度，在一面心立方(FCC)晶體結(jié)構(gòu)中，于室溫下具有6.27g/cm3的密度，以及在一六方緊密堆積(HCP)晶體結(jié)構(gòu)中，于室溫下具有6.42g/cm3的密度。于630℃的熔化溫度下，相同的GST材料具有5.65g/cm3的密度。因此，在GST中以及在多數(shù)相變材料中，在從一固相轉(zhuǎn)變至其液相之時，相變材料的體積顯著的增加。某些材料在被加熱縱使未被加熱至一真正的液體狀態(tài)時，仍將輕易地流動。在本申請案中，熔化將包括下述情況：已被加熱至一可流動狀態(tài)的材料，而無關(guān)此材料是否已被加熱至一液體狀態(tài)。圖1為依據(jù)以下所討論的方法及技術(shù)被制造的一存儲器單元10的一例的整體視圖。存儲器單元10包括一個在一第一介電層14之內(nèi)的底接觸部12，其可以由二氧化硅所構(gòu)成。底接觸部12是與一加熱器電極18接觸，于此例子中加熱器電極18向上延伸。加熱器電極18具有相對于底接觸部12的橫向尺寸21縮小的橫向尺寸20。在一例中，橫向尺寸20大約是7.5nm，而底接觸部12的橫向尺寸21大約是20nm。在圖1的例子中，加熱器電極18具有大約22nm的長度22。一相變元件24從加熱器電極18延伸并具有一類似于加熱器電極18的剖面形狀。因此，加熱器電極18與相變元件24之間的界面提供一縮小的接觸面積，藉以集中位于相變元件24與加熱器電極18之間的界面的電流流動。加熱器電極18可以由氮化鈦(例如錫)、氮化鉭(TaN)、氮化鈦鋁(TiAlN)、氮化鉭鋁(TaAlN)、其他金屬(包括鎢)、金屬氧化物、選自于TaxNy(于此x/y比率大于1)、Ta、W、硅化鎢、Pt、Ru、RuO2、Ir以及IrO2等等的群組的材料所構(gòu)成。底接觸部12可以是鎢或其他金屬、具有一硅化物罩(silicidecap)的硅、硅化物(WSi、CoSi、NiSi等)或金屬(W、Al、Cu、金屬的組合等)。底接觸部12及加熱器電極18可以由相同或不同的材料所構(gòu)成。相變元件24可以用一種具有或不具有添加物的GexSbyTez材料(有時被稱為GST)制造出。一般由錫所構(gòu)成的一頂電極26是在相變元件24上面且被電性耦接至相變元件24。雖然于此例子中，相變元件24被顯示成直接接觸加熱器電極18及頂電極26，但在相變元件24與頂電極26之間以及在相變元件24及加熱器電極18之間可能使用例如錫的界面材料。設(shè)置在上方的頂電極26與下方的底接觸部12及介電層14之間的圖1中的開放區(qū)域，通常是以例如二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅的一絕緣材料填滿。圖2-圖14是繪制構(gòu)成一系列的圖標(biāo)，其繪示用于形成一存儲器單元(例如圖1中的存儲器單元10)的一相變元件的一第一方法中的階段。圖2顯示形成在第一介電層14之中的底接觸部12。圖3顯示一個形成于底接觸部12的上端32上的第一掩模(mask)30。圖4顯示刻蝕圖3的構(gòu)造的結(jié)果，用于建立一個從掩模30延伸的加熱器電極18，其余底接觸部12并未被刻蝕。加熱器電極18具有一個在大約1.5nm至9nm的范圍內(nèi)的橫向尺寸20，且在一個例子中大約是7.5nm。圖5顯示在圖4的構(gòu)造中，使一第二介電層34沉積在圖4的構(gòu)造上，藉以形成在底接觸部12上面的一絕緣體36之后的結(jié)構(gòu)示意圖。于圖6中，圖5的構(gòu)造已被平坦化，用于建立一個在絕緣體36上的上表面38。接著，下電極的上部延伸的一部分已被刻蝕，用于建立一模穴或開孔40，如圖7所示。接著，如圖8所示，一相變材料的一層42是譬如通過濺射至絕緣體36的上表面38之上而沉積，藉以覆蓋開孔40。如在圖8中以參考數(shù)字45提出的，在這個工藝期間，層42的某些相變材料可能延伸進(jìn)入開孔40中。因為開孔40的尺寸小，所以相變材料并未填滿此開孔。圖9顯示圖8的構(gòu)造在以一第一覆蓋材料44覆蓋相變材料的層42以形成一材料疊層體46之后的結(jié)構(gòu)示意圖。材料疊層體包括相變材料層42的相變材料47與第一覆蓋材料44。一第二掩模48接著被形成在覆蓋在開孔40上面的材料疊層體46的一部分上面。于圖10中，顯示修整圖9的構(gòu)造中未被第二掩模48所覆蓋的材料疊層體46的部分，以建立一修整的材料疊層體50之后的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖10的構(gòu)造中，當(dāng)?shù)诙谀?8已被移除之后，且在一第二覆蓋材料52已被沉積至修整的材料疊層體50與絕緣體36的上表面38之上之后，其結(jié)構(gòu)示意圖被顯示于圖11中。結(jié)果是一限制結(jié)構(gòu)54形成在相變材料47上面，如圖11所示。圖12顯示將圖11的構(gòu)造加熱(以圖中的箭頭表示)至足以熔化相變材料47的溫度，藉以導(dǎo)致相變材料擴張并填滿開孔40，直到其變成電性連接至加熱器電極18為止的結(jié)果。開孔40的填滿以能使相變材料47接觸加熱器電極18的完成，因下述幾個原因而是可能的。相變材料47的特征為在被熔化了一特征百分比時的體積的膨脹。開孔40的體積小于限制結(jié)構(gòu)54內(nèi)部的相變材料的體積的特征百分比。因此，當(dāng)相變材料47被加熱藉以導(dǎo)致相變材料擴張進(jìn)入開孔40中時，相變材料47的體積的增加是足夠能使相變材料47變成電性連接至加熱器電極18。既存在腔室內(nèi)的真空條件有助于確保相變材料47接觸加熱器電極18。液態(tài)相變材料42具有一高流動性，其可使其填滿進(jìn)入開孔40中并接觸加熱器電極18。又重要的是包圍相變材料42的覆蓋材料44、52在這個加熱步驟期間并未改變，以能使膨脹的相變材料42只可以流入開孔40中。第一與第二覆蓋材料44、52最好是由下述材料所構(gòu)成，這些材料具有：(1)比相變材料47更高的熔化溫度，以及(2)于相變材料的熔化溫度下有足夠抗拉強度，用于確保相變材料在熔化之時移動進(jìn)入開孔40中。足夠抗拉強度可以是所使用的特別的單一或多種覆蓋材料與覆蓋材料的厚度及其他組態(tài)的兩種材料特性的函數(shù)。適合應(yīng)用于第一覆蓋材料44的覆蓋材料的例子包括氮化鈦、SiN及SiO2，而適合應(yīng)用于第二覆蓋材料52的覆蓋材料的例子包括氮化硅、高應(yīng)力SiN以及低溫SiN加高溫SiN。舉例而言，已成功應(yīng)用的實施例之一，是利用由錫所構(gòu)成的第一覆蓋材料44與由SiN所構(gòu)成的第二覆蓋材料52，第一覆蓋材料44有70nm的厚度，而一第二覆蓋材料52具有100nm的平均厚度，其熔化溫度高于相變材料47的熔化溫度大約700℃。圖13顯示對圖12的構(gòu)造進(jìn)行平坦化，以移除絕緣體36的上表面38上面的限制結(jié)構(gòu)54及相變材料47用于建立相變元件24之后的結(jié)構(gòu)示意圖。于圖14中，顯示在圖13的構(gòu)造中，在形成接觸相變元件24的頂電極26，并將其局限在絕緣體36中的開孔內(nèi)之后的結(jié)構(gòu)示意圖。所產(chǎn)生的存儲器單元10類似于圖1的存儲器單元10。圖15-圖22是繪制構(gòu)成一系列的圖標(biāo)，其繪示用于形成一存儲器單元10但其中一相變元件85在一J形開孔82之內(nèi)的一第二方法中的階段。圖15顯示在一底接觸部12上面的一絕緣體36連同一個形成在絕緣體之中向下至底電極的開口部60。開口部60具有一個沿著絕緣體36的側(cè)壁62及沿著底接觸部12的底部64。如圖16所示，一第一介電材料66沉積在圖15的構(gòu)造的開口部60的側(cè)壁62與底部64上。圖17顯示在平坦化圖16的構(gòu)造以建立一U形介電材料層68之后的結(jié)構(gòu)示意圖，U形介電材料層68具有沿著底接觸部12的一底層70以及沿著絕緣體36的第一與第二支腳72、74。介電材料層68定義一縮小尺寸的開口部76于其中。于圖18中，顯示在圖17的構(gòu)造中以一第二介電材料78填滿縮小尺寸的開口部76之后的結(jié)構(gòu)示意圖。接著，U形介電材料層68的第一支腳72是由一刻蝕掩模80所覆蓋。圖19顯示刻蝕圖18的構(gòu)造通過層68的第二支腳74的開放上端的結(jié)果。此舉沿著第二支腳74、底層70以及第一支腳72的一部分移除第一介電材料66，用于建立包括開孔部分79、81及83之一J形開孔82。所產(chǎn)生的構(gòu)造包括限制結(jié)構(gòu)54，限制結(jié)構(gòu)54包括第一覆蓋材料44與第二覆蓋材料52，其中相變材料47覆蓋位于第二支腳74的J形開孔82的開放端。圖20顯示在對圖19的構(gòu)造進(jìn)行對應(yīng)上述關(guān)于圖8-圖11的相關(guān)步驟處理之后的結(jié)構(gòu)示意圖，亦即沉積相變材料47的一層42，形成一個包括相變材料47及第一覆蓋材料44的材料疊層體46，形成一第二掩模48使其覆蓋在開孔40上面，修整材料疊層體46，移除第二掩模48，以及沉積一第二覆蓋材料用于建立一限制結(jié)構(gòu)54。圖21顯示在圖20的構(gòu)造中進(jìn)行對應(yīng)于圖12的加熱步驟與圖13的平坦化步驟，藉以導(dǎo)致相變材料84在J形開孔82之內(nèi)的步驟之后的結(jié)構(gòu)示意圖。在某些例子中，相變材料84將不會完全填滿J形開孔82。如上所述，相變材料47在被熔化了一特征百分比時的特征在于體積的膨脹。至少開孔部分79的體積，而某些例子開孔部分79及81或開孔部分79、81及83的體積是小于限制結(jié)構(gòu)54內(nèi)部的相變材料的體積的特征百分比。因此，當(dāng)相變材料47被加熱藉以導(dǎo)致相變材料擴張進(jìn)入開孔82時，相變材料47的體積的增加程度足夠能使相變材料47變成電性連接至底接觸部12。圖22顯示在圖21的構(gòu)造中將一頂電極26形成在J形開孔82中的相變材料84上面并接觸相變材料84之后的結(jié)構(gòu)示意圖，藉以形成一個具有一J形相變元件85的存儲器單元10。J形相變元件85包括一第一支腳86、一第二支腳87以及一個連接第一與第二支腳的下端的基底元件88。第一支腳86的上端89延伸至絕緣體36的上表面38。基底元件88被電性連接至底接觸部12；于此例子，基底元件88直接接觸底接觸部12。于一個例子中，J形相變元件85的第一與第二支腳86、87的每一個的橫向尺寸90大約是6nm至15nm(例如大約8nm)，而第一支腳86的高度92大約是25nm至35nm(例如大約30nm)。第二支腳87的高度96小于第一支腳86的高度92，以能使第二支腳87的上端并未到達(dá)上表面91。J形相變元件85的基底元件88的厚度94大約是12nm至30nm，例如大約20nm。如朝一垂直于圖的平面的方向所測量的，相變材料84的深度(是與圖1的長度22相同)大約是18nm至35nm，例如大約22nm。小的局限存儲單元有時具有一相當(dāng)高的SET電阻，其可導(dǎo)致一個″難以SET"的問題關(guān)鍵所在。J形相變元件85的使用可降低SET電阻，且亦可使切換窗口變寬。因為J形相變元件85的基底元件88與底接觸部12之間的大的接觸面積，J形相變元件85可顯現(xiàn)比已知的局限相變構(gòu)造更好的可靠度。在某些例子中，相變元件85可能只包括第一支腳86以及基底元件88的全部或一部分，以能使其一般是L形的。在這種例子中，與支腳72中的介電材料66鄰接的開孔部分83并未以相變材料填滿；這在開孔部分83以及在某些例子中開孔部分81的一部分兩者中建立空的體積區(qū)域(volumeregion)。在某些例子中，這種空的體積區(qū)域可以是制造條件(包括在處理期間，在開孔82內(nèi)的真空的電平)的結(jié)果。然而，這種例子將仍然維持由基底元件88與相變元件85之間的大的接觸面積所創(chuàng)造的益處。如于本申請案所使用的，在有或沒有一第二支腳的情況下，一般L形相變元件包括具有一第一支腳及一基底元件的相變元件。圖23為包括一交點存儲器陣列190的存儲器單元10的一集成電路201的簡化方塊圖。于此例子中，每個存儲器單元10是與未顯示的一種二極管存取裝置一起被使用。一字線(列)譯碼器214被耦接至多條字線216并與其電氣連通。一位線(行)譯碼器218是與多條位線220電氣連通，用于從陣列190中的存儲器單元10讀取數(shù)據(jù)，并寫入數(shù)據(jù)至陣列190中的存儲器單元10。在總線222上的地址被供應(yīng)給字線譯碼器214及位線譯碼器218。方塊224中的感測放大器及數(shù)據(jù)輸入構(gòu)造是經(jīng)由數(shù)據(jù)總線226而耦接至位線譯碼器218。數(shù)據(jù)是經(jīng)由一條數(shù)據(jù)輸入線228而從集成電路201上的輸入/輸出端，或從集成電路201內(nèi)部或外部的其他數(shù)據(jù)源被供應(yīng)給方塊224中的數(shù)據(jù)輸入構(gòu)造。其他電路230可能被包括在集成電路201上，例如一通用處理器或特殊用途的應(yīng)用電路，或提供由陣列190所支持的系統(tǒng)單芯片(system-on-a-chip)功能性的模塊的組合。數(shù)據(jù)是經(jīng)由一條數(shù)據(jù)輸出線232而從方塊224中的感測放大器被供應(yīng)給集成電路201上的輸入/輸出端，或供應(yīng)給集成電路201內(nèi)部或外部的其他數(shù)據(jù)目標(biāo)。一個通過使用一偏壓配置狀態(tài)機器被實施于此例子中的控制器234控制偏壓配置電源電壓236(例如，讀取、編程及編程驗證電壓)的施加。控制器234可能通過使用如已知技藝已知的特殊用途的邏輯電路而實施。在另一實施例中，控制器234包括一通用處理器，其可能被實施在相同的集成電路上，用于執(zhí)行一計算機程序來控制此裝置的操作。在又其他實施例中，特殊用途的邏輯電路及一通用處理器的組合可能被利用于控制器234的實行。相變材料的實施例包括以硫?qū)贋榛A(chǔ)的材料及其他材料。硫族元素(chalcogen)包括下述四元素的任一者：氧(O)、硫磺(S)、硒(Se)以及碲(Te)，藉以形成周期表VIA族的一部分。硫族化合物(chalcogenide)包括一硫族元素與一更正電性元素或自由基(radical)的化合物。硫?qū)俸辖鸢蜃寤衔锱c例如過渡金屬的其他材料之結(jié)合。一硫?qū)俸辖鹜ǔ０ㄒ粋€或多個來自元素周期表的IVA族的元素，例如鍺(Ge)及錫(Sn)。通常，硫?qū)俸辖鸢ㄤR(Sb)、鎵(Ga)、銦(In)及銀(Ag)之一個或多個的結(jié)合。許多以相變?yōu)榛A(chǔ)的存儲材料已經(jīng)被描述于技術(shù)文件中，包括下列合金：Ga/Sb、In/Sb、In/Se、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。在Ge/Sb/Te的合金家族中，大范圍的合金成分是可行的。這些成分可表示為：TeaGebSb100-(a+b)。一位研究員已描述出最有用的合金為在沉積材料中具有Te的平均濃度較佳為低于70％，典型地低于大約60％，而一般范圍從低至大約23％高至大約58％的Te，且最好是大約48％至58％的Te。Ge的濃度大約高于5％，且在此材料中的平均范圍從大約最低的8％至大約30％，一般維持低于50％。最好是，Ge的濃度范圍從大約8％至大約40％。于此成分中的主要組成元素的其余部分為Sb。這些百分比為合計100％的組成元素的原子的原子百分比。(Ovshinsky5,687,112專利，第10-11欄)。由另一位研究員所評估的特殊合金包括Ge2Sb2Te5、GeSb2Te4以及GeSb4Te7(NoboruYamada,"PotentialofGe-Sb-TePhase-ChangeOpticalDisksforHigh-Data-RateRecording)″，SPIEv.3109，pp28-37(1997))。更一般而言，例如鉻(Cr)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈮(Nb)、鈀(Pd)、鉑(Pt)以及其混合物或合金之一過渡金屬可能與Ge/Sb/Te結(jié)合以形成一具有可編程電阻式特性的相變合金。在Ovshinsky‘112第11～13欄中提及可能有用的存儲器材料的特定例子，這些例子系藉此并入以作參考。在某些實施例中，硫族化合物以及其他相變材料系摻雜有雜質(zhì)或包括雜質(zhì)的添加物，以修正其導(dǎo)電性、轉(zhuǎn)移溫度(transitiontemperature)、熔化溫度以及其他使用摻雜硫族化合物的存儲元件的特性。用于摻雜硫族化合物的代表性雜質(zhì)包括氮、硅、氧、二氧化硅、氮化硅、銅、銀、金、鋁、氧化鋁、鉭、氧化鉭、氮化鉭、鈦以及鈦氧化物，請參見美國專利6,800,504號以及美國專利7,893,419號。相變材料是能夠在存儲單元的有源通道區(qū)中依其局部順序(localorder)在一第一構(gòu)造狀態(tài)與一第二構(gòu)造狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，于第一構(gòu)造狀態(tài)中，材料通常處于高電阻率的非晶固相，而于第二構(gòu)造狀態(tài)中，材料通常處于低電阻率的結(jié)晶或多晶硅固相。這些材料至少為雙穩(wěn)態(tài)(bistable)。專門用語″非晶″是用于表示一相對較低的有序結(jié)構(gòu)，比單晶更無次序性，且具有可偵測的特征，例如比晶相更高的電氣電阻值。專門用語″結(jié)晶″是用于表示一相對更有序結(jié)構(gòu)，比在一非晶結(jié)構(gòu)中更有次序性，且具有可偵測的特征，例如比非晶相更低的電氣電阻值。一種形成硫?qū)俨牧系睦痉椒ㄊ褂肞VD-濺射或磁控濺射(magnetron-sputtering)法，利用Ar、N2及/或He等的氣體源，壓力為1mTorr～100mTorr。此沉積通常在室溫下進(jìn)行?？墒褂镁哂?～5的寬高比的準(zhǔn)直器以改善填入性能。為了改善填入性能，亦可使用幾十伏到幾百伏的DC偏壓。另一方面，可同時使用DC偏壓與準(zhǔn)直器的組合。一種使用化學(xué)氣相沉積(CVD)形成硫?qū)俨牧系睦痉椒ū唤衣队诿绹_號2006/0172067名稱為"ChemicalVaporDepositionofChalcogenideMaterials"，于此處并入?yún)⒖肌Ａ硪环N使用CVD形成硫?qū)俨牧系睦痉椒ū唤衣队贚ee等人的"HighlyScalablePhaseChangeMemorywithCVDGeSbTeforSub50nmGeneration，2007SymposiumonVLSITechnologyDigestofTechnicalPapers，pp.102-103″。在真空中或在N2環(huán)境中可選擇地執(zhí)行一沉積后回火處理，用于改善硫?qū)俨牧系慕Y(jié)晶態(tài)?；鼗饻囟鹊姆秶话銖?00℃至400℃，回火時間小于30分鐘。添加物可通過共同濺射，或通過其他方法而被包括在相變材料中。上述說明可能已使用例如之上、之下、頂端、底部、在上面，在下面等等的專門用語。這些專門用語可能使用于說明及權(quán)利要求范圍中以協(xié)助理解本發(fā)明，且未被使用成具有限制意義。雖然參考上述較佳實施例及例子揭露了本發(fā)明，但吾人應(yīng)理解到這些例子是意圖成為例示而非限制意義。期待熟習(xí)本項技藝者將想到這些修改及組合，其中修改及組合將是在本發(fā)明的精神以及隨附權(quán)利要求范圍的范疇之內(nèi)。舉例而言，在某些例子中，圖15中的開口部60可以是直接通過絕緣體36到達(dá)底接觸部12而形成的一狹小開口部，其將作為開孔40；相變元件24將通過使用上面概述的相同的基本步驟而形成在狹小開口部之中。當(dāng)前第1頁1 2 3 當(dāng)前第1頁1 2 3