0.14/194，499和在2014年12月31日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)N0.14/588，202，它們的每一個(gè)被本專(zhuān)利申請(qǐng)的受讓方共同擁有，并且出于所有目的以各自的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。
[0052]存儲(chǔ)單元300可以包括存儲(chǔ)器裝置302和選擇器裝置310。在各個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置302可以與選擇器裝置310電串聯(lián)。在一些公開(kāi)的方面中，存儲(chǔ)器裝置302或選擇器裝置204可以分別大體類(lèi)似于下面的圖2的存儲(chǔ)器裝置204或選擇器裝置204。然而，本公開(kāi)不限于這些方面。
[0053]存儲(chǔ)器裝置302可以包括第一觸點(diǎn)304和轉(zhuǎn)換材料306。在至少一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置302也可以包括與轉(zhuǎn)換材料306相鄰的導(dǎo)體308。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一觸點(diǎn)304可以包括存儲(chǔ)器裝置的位線(xiàn)或其他適當(dāng)?shù)慕饘賹?dǎo)體(例如，字線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)和源極線(xiàn)等)。在一些實(shí)施例中，第一觸點(diǎn)304可以是活性金屬。在其他實(shí)施例中，第一觸點(diǎn)304可以是￥、11、(]11、41、48、(]11、？1:、？(1、13、附、0、金屬氮化物、11~或TaN等或前述物質(zhì)的適當(dāng)組合。轉(zhuǎn)換材料306可以包括非晶硅(a-Si)、非化學(xué)計(jì)量的氧化物、Ti0x、A10x、Hf0x、Si0x、Ta0x、CuOx、NbOx、本征半導(dǎo)體材料、硫族化物或上述物質(zhì)的適當(dāng)合金等或上述物質(zhì)的適當(dāng)組合。
[0054]選擇器裝置310可以包括選擇材料312和第二觸點(diǎn)314，并且在至少一個(gè)實(shí)施例中，可以包括導(dǎo)體308。在一些實(shí)施例中，選擇材料312可以是具有非線(xiàn)性激活響應(yīng)(例如，非線(xiàn)性電流-電壓響應(yīng))的易失性轉(zhuǎn)換裝置。例如，選擇材料312可以包括選自由下述物質(zhì)構(gòu)成的組的材料:非晶娃、非化學(xué)計(jì)量的氧化物、S1x、T1x、AlOx、HfOx、W0x、TixNyOz、HfOx、S1x、TaOx、CuOx、NbOx、本征半導(dǎo)體材料、硫族化物或前述物質(zhì)的合金或者上述物質(zhì)的適當(dāng)組合，其中，x、y和z可以是適當(dāng)?shù)姆腔瘜W(xué)計(jì)量的值。在其他實(shí)施例中，選擇材料312可以是包含Ge、Sb、S或Te中的一種或多種的硫族化物或固體電解質(zhì)材料。在另一個(gè)實(shí)施例中，選擇材料312可以包括多個(gè)上述材料(例如，Si0x/GeTe、Ti0x/A10x)的堆疊。在本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例中，選擇材料312可以在制造期間被摻雜金屬，以例如便利從導(dǎo)體308或第二觸點(diǎn)314的金屬離子注入。
[0055]根據(jù)替代或補(bǔ)充的實(shí)施例，可以通過(guò)諸如字線(xiàn)、位線(xiàn)、源極線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)等的存儲(chǔ)器裝置的導(dǎo)電線(xiàn)來(lái)提供第二觸點(diǎn)314。在另外的實(shí)施例中，第二觸點(diǎn)314可以包括貴金屬(諸如Ag、Pd、Pt、Au等)或至少部分地包含貴金屬的金屬合金(例如，Ag-Al、Ag-Pd-Cu、Ag-W、Ag-T1、Ag-TiN和Ag-TaN等等)。貴金屬或其合金可以用于減少在第二觸點(diǎn)314和選擇材料312之間的化學(xué)相互作用或離子鍵合。作為一個(gè)示例，減少的化學(xué)相互作用可以有利于改善選擇器裝置310的壽命和可靠性。在另外的實(shí)施例中，第二觸點(diǎn)314可以包括具有較快的擴(kuò)散微粒的材料。例如，該材料可以包括具有向在選擇材料312內(nèi)的缺陷位點(diǎn)或在選擇材料312內(nèi)的缺陷位置(諸如在分子材料中的空隙或間隙)之間的較高的迀移率的微粒?？焖贁U(kuò)散的微?？梢栽谝恍?shí)施例中有利于選擇器裝置310的快速激活/去激活，并且在另外的實(shí)施例中在較低的偏置值下也能如此。適當(dāng)?shù)目焖贁U(kuò)散材料的示例可以包括Ag、Cu、Au、Co、N1、Al或Fe等、它們的適當(dāng)合金或前述物質(zhì)的適當(dāng)組合。
[0056]在另一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)體308可以包括選自關(guān)于第二觸點(diǎn)314的上述材料的材料。在至少一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)體308可以包括與第二觸點(diǎn)314相同或大體相同的材料。在另外的實(shí)施例中，導(dǎo)體308和第二觸點(diǎn)314可以包括不同的材料。在其他實(shí)施例中，導(dǎo)體308和第二觸點(diǎn)314可以至少部分地是相同的材料，并且部分是不同的材料。例如，作為一個(gè)示例，導(dǎo)體308可以包括適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料，并且第二觸點(diǎn)314可以包括適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料的合金或與另一種適當(dāng)導(dǎo)體組合的適當(dāng)導(dǎo)電材料。在至少另一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)單元300可以不包括導(dǎo)體308，并且轉(zhuǎn)換材料306可以與選擇材料312相鄰。在另一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)體308可以是多個(gè)材料的堆疊。可以至少部分地在存儲(chǔ)器裝置302或選擇器裝置310的材料或轉(zhuǎn)換特性上選擇用于多個(gè)材料的堆疊的材料。作為一個(gè)示例，如果存儲(chǔ)器裝置302被配置為用于使用TiN離子的操作，并且選擇器裝置310被配置為用于使用Ag離子的操作，則導(dǎo)體308可以包括TiN和Ag的堆疊。
[0057]在本公開(kāi)的替代或補(bǔ)充實(shí)施例中，存儲(chǔ)單元300可以在除了描述的材料之外進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)另外的層或材料。例如，存儲(chǔ)單元300可以在存儲(chǔ)單元300的一個(gè)或多個(gè)層之間包括阻隔層(例如，阻擋氧氣或反應(yīng)氣體)或鈍化層(例如，防止一個(gè)或多個(gè)描述的層的化學(xué)鍵合)。在另一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)單元300可以根據(jù)情況包括用于減少或促進(jìn)離子在層邊界上的迀移的層。在至少一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)單元300可以包括比圖3描述者更少的層。
[0058]圖4圖示了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)另外的實(shí)施例的示例交叉存儲(chǔ)器陣列400的框圖。在至少一個(gè)實(shí)施例中，交叉存儲(chǔ)器陣列400可以是存儲(chǔ)器架構(gòu)100或其他公開(kāi)的存儲(chǔ)器架構(gòu)的上下視圖(例如，沿著z軸的y-x視圖)。然而，本公開(kāi)不限于該實(shí)施例。
[0059]交叉存儲(chǔ)器陣列400可以包括垂直于一組位線(xiàn)404(虛線(xiàn)框的灰色陰影)延伸的一組字線(xiàn)402 (水平陰影線(xiàn))。如圖1中所示，在下面，一組字線(xiàn)402可以包括沿著z方向的多層字線(xiàn)402(進(jìn)出頁(yè)面方向)。另外，氧化物材料406 (暗灰陰影)或其他適當(dāng)?shù)慕^緣體可以至少填充在位線(xiàn)404之間的空間的子集，并且至少填充在字線(xiàn)402之間的空間的子集。當(dāng)位線(xiàn)404中的一個(gè)位線(xiàn)與字線(xiàn)402中的一個(gè)字線(xiàn)重疊時(shí)，可以形成通孔，該通孔包括存儲(chǔ)器單元的層，如在用存儲(chǔ)器層410填充的通孔處所描述的那樣。
[0060]在圖4的右下處描述了存儲(chǔ)器單元412的切口。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器單元412可以大體類(lèi)似于存儲(chǔ)器單元300，但是本公開(kāi)不限于這些實(shí)施例。例如，存儲(chǔ)器單元412可以包括第一觸點(diǎn)414，該第一觸點(diǎn)414包括位線(xiàn)404中的一個(gè)位線(xiàn)的一部分。轉(zhuǎn)換材料層416可以與第一觸點(diǎn)414相鄰。在一個(gè)或多個(gè)公開(kāi)的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換材料層416可以包括非易失性基于導(dǎo)電絲的轉(zhuǎn)換裝置。在至少一個(gè)實(shí)施例中，可以將導(dǎo)體418定位為與轉(zhuǎn)換材料層416相鄰。而且，可以在導(dǎo)體418和第二觸點(diǎn)422之間定位易失性轉(zhuǎn)換層420。在一些實(shí)施例中，第二觸點(diǎn)422可以包括字線(xiàn)402中的一個(gè)字線(xiàn)，或與字線(xiàn)402中的一個(gè)字線(xiàn)的電接觸。在其他實(shí)施例中，第一觸點(diǎn)414可以包括位線(xiàn)404中的一個(gè)位線(xiàn)，或與位線(xiàn)404中的一個(gè)位線(xiàn)的電接觸。在另外的實(shí)施例中，可以交換轉(zhuǎn)換層416和選擇層420的位置。在這樣的實(shí)施例中，第一電極414可以是字線(xiàn)402中的一個(gè)字線(xiàn)，并且第二電極422可以是位線(xiàn)404中的一個(gè)位線(xiàn)(例如，其中，在交替存儲(chǔ)器架構(gòu)中，將字線(xiàn)402與位線(xiàn)404交換)。
[0061]圖5描述了根據(jù)另外的實(shí)施例的示例存儲(chǔ)器架構(gòu)500的框圖。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器架構(gòu)500可以便利對(duì)于在襯底502上的多條字線(xiàn)506的堆疊的各個(gè)字線(xiàn)的獨(dú)立控制。與對(duì)一組位線(xiàn)的各個(gè)位線(xiàn)514上的獨(dú)立控制相結(jié)合，存儲(chǔ)器架構(gòu)500可以便利存儲(chǔ)器操作的精細(xì)控制一一小達(dá)單個(gè)單元可尋址的程度。
[0062]存儲(chǔ)器架構(gòu)500包括襯底502，襯底502具有在其上方的氧化物504。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，氧化物504可以被以單個(gè)塊設(shè)置在襯底502上方，氧化物可以被蝕刻和凹陷蝕刻以形成存儲(chǔ)器架構(gòu)500的其他組件。在其他實(shí)施例中，氧化物504可以被設(shè)置在與存儲(chǔ)器架構(gòu)500的一個(gè)或多個(gè)其他組件穿插的層中。在一個(gè)或多個(gè)另外的實(shí)施例中，該一個(gè)或多個(gè)其他組件的至少一些可以被圖案化，然后在它們之上設(shè)置層。
[0063]在通孔的相對(duì)側(cè)上示出了包括轉(zhuǎn)換材料512和位線(xiàn)514的兩組字線(xiàn)506。該多組字線(xiàn)506分別包括在圖5的z軸(例如，垂直方向)上堆疊的多條獨(dú)立字線(xiàn)。在一些實(shí)施例中，可以與多組字線(xiàn)506的各個(gè)組中的一些或其子集相鄰地形成多組存儲(chǔ)器單元515。在至少一個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)存儲(chǔ)器單元515可以包括多組字線(xiàn)506的各個(gè)組中的一些、轉(zhuǎn)換材料512和位線(xiàn)514的各個(gè)子集。在其他實(shí)施例中，存儲(chǔ)器單元515的一個(gè)或多個(gè)可以包括各自的選擇器裝置，如本文中所述。
[0064]根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，可以在存儲(chǔ)器架構(gòu)500中形成一組垂直導(dǎo)電互連516。垂直導(dǎo)電互連516的各個(gè)互連中的一些可以與多組字線(xiàn)506的各個(gè)組中的一些電接觸。因此，向垂直導(dǎo)電互連516中的一個(gè)施加電信號(hào)可以導(dǎo)致該電信號(hào)被傳播到多組字線(xiàn)506中的相關(guān)聯(lián)的那一個(gè)。因此，通過(guò)在位線(xiàn)514和垂直導(dǎo)電互連516的一個(gè)(或多個(gè))處施加電壓，可以向與垂直導(dǎo)電互連516的該一個(gè)(或多個(gè))相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器單元515中的目標(biāo)存儲(chǔ)器單元施加目標(biāo)信號(hào)(例如，存儲(chǔ)器操作信號(hào))。而且，用于減輕或避免非目標(biāo)存儲(chǔ)器單元515被目標(biāo)信號(hào)影響的禁止電壓可以被施加到與非目標(biāo)存儲(chǔ)器單元515相關(guān)聯(lián)的垂直導(dǎo)電互連516的一個(gè)(或多個(gè))。在其他實(shí)施例中，至少垂直導(dǎo)電互連516的子集可以根據(jù)相關(guān)聯(lián)的芯片架構(gòu)的互連方案被路由到襯底502。
[0065]基于以上所述，存儲(chǔ)器架構(gòu)500可以被配置為被選擇來(lái)對(duì)用于存儲(chǔ)器操作的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量提供靈活的控制。例如，在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器架構(gòu)500可以有利于獨(dú)立的可尋址能力。在其他實(shí)施例中，存儲(chǔ)器架構(gòu)500可以有利于將單個(gè)字、雙字、頁(yè)面、頁(yè)面的子集、塊或塊的子集等或其適當(dāng)組合進(jìn)行尋址。例如，當(dāng)存儲(chǔ)器架構(gòu)500包括電阻式轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器單元時(shí)，可以編程、擦除或?qū)懭雴蝹€(gè)字、頁(yè)面、雙字等。在非易失性存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的環(huán)境中，與限于頁(yè)面寫(xiě)入和塊擦除等的其他系統(tǒng)相比，可以提供顯著的優(yōu)點(diǎn)。
[0066]圖6A至圖6F描述了根據(jù)本公開(kāi)的另外實(shí)施例的與存儲(chǔ)器架構(gòu)的制造相關(guān)的框圖。例如，該制造可以包括通孔蝕刻過(guò)程，在一個(gè)實(shí)施例中，通孔蝕刻處理包含用于形成存儲(chǔ)器單元的層的一個(gè)或多個(gè)凹陷蝕刻過(guò)程，或者包含與所述凹陷蝕刻處理相結(jié)合的過(guò)程。在另一個(gè)實(shí)施例中，該蝕刻過(guò)程和凹陷蝕刻過(guò)程可以在垂直布置中形成多層存儲(chǔ)器單元。
[0067]參見(jiàn)圖6A，提供了襯底606A。在一些實(shí)施例中，襯底606A可以是半導(dǎo)體材料，諸如Si或具有CMOS電路的其他適當(dāng)?shù)囊r底材料。上面的襯底606A是通過(guò)灰色陰影描繪的絕緣體層602A (例如，氧化物或其他適當(dāng)?shù)碾娊^緣體材料)。在絕緣體層602A上方是由水平線(xiàn)描述的導(dǎo)體層604A。在一些實(shí)施例中，可以提供在導(dǎo)體層604A之間散布的多組絕緣體層602A。在多個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)體層604A可以是存儲(chǔ)器架構(gòu)的字線(xiàn)。
[0068]圖6B描述了在襯底606B上方的與各個(gè)導(dǎo)體層604B穿插的多個(gè)絕緣體層602B的堆疊。通孔蝕刻和字線(xiàn)凹陷蝕刻608B去除在襯底606B上的絕緣體材料和導(dǎo)體材料。在至少一個(gè)實(shí)施例中，該通孔蝕刻不延伸到襯底606B，在襯底606B的頂部上的通孔蝕刻的底部(例如，到下虛線(xiàn)箭頭)處留下至少一些絕緣體層602B。通孔蝕刻和字線(xiàn)凹陷蝕刻608B可以另外從通孔蝕刻的寬度橫向地、左和右去除導(dǎo)體層604B材料，如水平虛線(xiàn)箭頭描繪。在一個(gè)實(shí)施例中，可以在組合蝕刻處理中提供凹陷蝕刻作為通孔蝕刻的一部分。在其他實(shí)施例中，可以在通孔蝕刻后執(zhí)行凹陷蝕刻以橫向去除導(dǎo)體層604B材料。在通孔蝕刻和字線(xiàn)凹陷蝕刻608B完成后，在與各個(gè)導(dǎo)體層604B穿插的多個(gè)絕緣體層602B的堆疊中建立垂直通孔，并且在各個(gè)導(dǎo)體層604B中建立橫向凹陷，在各個(gè)絕緣體層602B之間留下空的空間的子集。
[0069]在圖6C處，在通過(guò)608B的通孔蝕刻和字線(xiàn)凹陷蝕刻暴露的表面上沉積轉(zhuǎn)換層602C。在各個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換層602C可以被沉積為薄膜。因此，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換層602C可以較薄，例如，具有選自在大約Inm和大約20nm之間的厚度。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以從剛好在襯底之上的通孔蝕刻的底部去除轉(zhuǎn)換層602C，如在部分蝕刻背部606C處描述。在沉積切換層602C后，可以使用導(dǎo)電材料來(lái)填充剩余的通孔和凹陷蝕刻。在一個(gè)實(shí)施例中，該導(dǎo)電材料可以大體類(lèi)似于上面的圖3的導(dǎo)體308。
[0070]在圖6D處，可以從導(dǎo)體層圖案化字線(xiàn)602D。在至少一個(gè)實(shí)施例中，可以向下穿過(guò)存儲(chǔ)器架構(gòu)的導(dǎo)體層(例如，圖6B的導(dǎo)體層604B)執(zhí)行線(xiàn)蝕刻。在蝕刻的導(dǎo)體之間的間隙可以被回填氧化物或另一種適當(dāng)?shù)慕^緣體材料，以將圖案化的字線(xiàn)602D的各個(gè)字線(xiàn)中的一些與圖案化的字線(xiàn)602D中的其他一些電隔離。另外，可以將頂表面拋光604D(例如，化學(xué)機(jī)械拋光[CMP]等)以從頂表面去除切換層602C材料，并且沿著存儲(chǔ)器架構(gòu)的頂表面使導(dǎo)電材料與氧化物齊平。
[0071]圖6E圖示了用于蝕刻導(dǎo)體材料的替代實(shí)施例。在第一實(shí)施例中，導(dǎo)體蝕刻600E可以向下去除導(dǎo)體材料直到氧化物的底部，并且在一些實(shí)施例中可以在襯底上留下氧化物。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，導(dǎo)體蝕刻600E可以在導(dǎo)體蝕刻600E的內(nèi)徑上留下轉(zhuǎn)換層602E。在一個(gè)替代實(shí)施例中，導(dǎo)體蝕刻和轉(zhuǎn)換層蝕刻604E可以去除與氧化物606E齊平的導(dǎo)體材料。
[0072]圖6F描述了非易失性層和位線(xiàn)600F的構(gòu)造。非易失性轉(zhuǎn)換層602F在被導(dǎo)體蝕刻600E暴露的表面上被形成為膜。因此，非易失性轉(zhuǎn)換層602F的各個(gè)子集可以與分別在圖6C和圖6B處形成的凹陷蝕刻內(nèi)的導(dǎo)體材料的各個(gè)導(dǎo)體材料中的一些相鄰?；钚越饘?04F被填充到至少被導(dǎo)體蝕刻600E暴露的剩余區(qū)域的子集內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，活性金屬604F可以填充整個(gè)剩余空間，并且在非易失性轉(zhuǎn)換層602F的頂表面上方形成或接觸位線(xiàn)。因此，存儲(chǔ)器架構(gòu)的在圖案化的字線(xiàn)602D中的一個(gè)字線(xiàn)與位線(xiàn)604F之間的區(qū)域包括存儲(chǔ)器單元。在各個(gè)實(shí)施例中，該存儲(chǔ)器單元可以大體類(lèi)似于上面的圖3的存儲(chǔ)器單元300 ;而在其他實(shí)施例中，該存儲(chǔ)器單元可以是另一個(gè)公開(kāi)的存儲(chǔ)器單元，或者可以是本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員已知或使得本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員通過(guò)本文提供的上下文而了解的其變化形式。
[0073]圖7圖示了根據(jù)本公開(kāi)的另外的實(shí)施例的替代存儲(chǔ)器架構(gòu)700。存儲(chǔ)器架構(gòu)700可以大體類(lèi)似于根據(jù)圖6A至圖6E的工藝制造的存儲(chǔ)器架構(gòu)。因此，存儲(chǔ)器架構(gòu)700可以具有使用易失性轉(zhuǎn)換材料和導(dǎo)電材料分層的、圖案化的字線(xiàn)和凹陷蝕刻的堆疊。非易失性轉(zhuǎn)換層702可以被沉積在被導(dǎo)體蝕刻暴露的表面上，在填充的凹陷蝕刻之間的材料被去除。非易失性轉(zhuǎn)換層702可以在存儲(chǔ)器架構(gòu)700的頂表面的至少一部分上在存儲(chǔ)器架構(gòu)700的氧化物材料(暗灰色)上延伸。另外，