相变随机存取存储器的菱形式四电阻器单元
2019-11-22

相变随机存取存储器的菱形式四电阻器单元

本发明涉及相变随机存取存储器的菱形式四电阻器单元。本发明揭示一种形成相变随机存取存储器PRAM单元的方法及相变随机存取存储器PRAM单元的结构。所述PRAM单元包括:底部电极;加热器电阻器,其耦合到所述底部电极;相变材料PCM,其形成于所述加热器电阻器之上且耦合到所述加热器电阻器;及顶部电极,其耦合到所述相变材料。所述相变材料接触所述加热器电阻器的垂直表面的一部分及所述加热器电阻器的水平表面的一部分,以形成所述加热器电阻器与所述相变材料之间的作用区域。

所揭示的实施例将PCM接触窗(例如,作用区域610)的大小减小超出(例如)常规技术代次的半间距的光刻分辨率。就是说,所揭示的实施例不受与常规光/蚀刻工艺窗相关联的限制约束,且相变材料(PCM)接触区域的大小不受设计规则限制。因此,所述实施例可将接触区域的大小减小超出常规设计规则。此外,通过减小PCM膜604与加热器电阻器602中的每一者之间的接触窗的大小,所述实施例减小PRAM单元的设定电流及复位电流。

所揭示的实施例进一步认识到,PCM膜与所述加热器电阻器之间的接触窗的大小为减小所述PRAM单元的设定电流及复位电流的重要因素。举例来说,所述实施例认识到,减小所述PCM膜与所述加热器电阻器之间的所述接触窗的大小可提供减小所述PRAM单元的所述设定电流及所述复位电流的优点。

如图5中所展示,罩盖膜412作为硬掩模形成于加热器电阻器402(除了所述加热器电阻器402的充当接触窗(例如,作用区域410)的隅角部分以外)之上。在每一PRAM单元处,可蚀刻或移除层间电介质414以暴露加热器电阻器402的垂直表面及水平表面的一部分。在罩盖膜412、加热器电阻器402及ILD414之上沉积PCM膜,且图案化所述PCM膜以形成PCM404。

提供高密度相变随机存取存储器(PRAM)集成的一方面为减小作用区域以减小写入电流。由于与光/蚀刻工艺窗相关联的限制,相变材料(PCM)接触区域的大小通常受设计规则限制。所揭示的实施例克服常规装置及方法的技术光/蚀刻限制。

图4为PRAM四单元的俯视图。

如图6的示范性实施例中所展示,每一PRAM单元包括共享或共用底部电极600。所述底部电极600通过通孔互连件606电耦合到加热器电阻器602。加热器电阻器602可包括(例如)菱形形布局,使得所述加热器电阻器602为所述个别PRAM单元中的每一者所共用或由所述个别PRAM单元中的每一者共享。加热器电阻器602包括菱形形中心部分,所述菱形形中心部分具有从所述中心部分辐射或延伸到个别PRAM单元中的每一者的支腿部分。通过提供(例如)加热器电阻器602的菱形形布局,可减小所述PRAM单元中的每一者的大小,且可增加PRAM四单元的密度。所属领域的技术人员将认识到,所揭示的实施例不限于菱形形布局,且显然所述实施例涵盖其它设置及形状。

举例来说,一实施例是针对一种相变随机存取存储器(PRAM)单元。所述PRAM单元可包含:底部电极;加热器电阻器,其耦合到所述底部电极;相变材料(PCM),其形成于所述加热器电阻器之上且耦合到所述加热器电阻器;及顶部电极,其耦合到所述相变材料(PCM)。所述相变材料(PCM)接触所述加热器电阻器的垂直表面的一部分及所述加热器电阻器的水平表面的一部分,以形成所述加热器电阻器与所述相变材料(PCM)之间的作用区域。

PCM膜404与加热器电阻器402中的每一者之间的接触窗或作用区域410的大小为减小PRAM单元的设定电流及复位电流的因素。作用区域410可距PCM404的边缘一距离(例如,预定最小距离),使得可防止或减小蚀刻工艺对所述作用区域的影响。并且,通过减小PCM膜404与所述加热器电阻器402中的每一者之间的接触窗的大小,所揭示的实施例可减小PRAM单元的设定电流及复位电流。

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