[发明专利]存储器件及其编程方法

说明书

提供一种存储器件及存储器件的编程方法。所述存储器件包括底部电极、加热器、相变层及顶部电极。加热器设置在底部电极上且包含多个导热材料，所述多个导热材料在电阻率方面互不相同。多个导热材料中的第一导热材料具有外围侧壁部及底板部，底板部连接到外围侧壁部且被外围侧壁部环绕。多个导热材料中的第二导热材料设置在第一导热材料的底板部上且在侧向上被第一导热材料的外围侧壁部环绕。相变层设置在加热器上且接触多个导热材料。顶部电极设置在相变层上。

[相关申请的交叉参考]

本申请主张在2020年1月31日提出申请的序列号为62/968,157的美国临时申请的优先权权益。上述专利申请的全部内容特此并入本文供参考且构成本说明书的一部分。

技术领域

本公开涉及一种存储器件及其编程方法。

背景技术

相变随机存取存储器(phase change random access memory，PCRAM)因具有包括高速度、低功率、非易失性、高密度及低成本等在内的优点而有望成为下一代存储器的候选。PCRAM主要包含相变材料及位于相变材料的相对两侧的一对电极。PCRAM的电阻状态(即，逻辑状态)可由相变材料的结晶度来确定。由于在相变材料的结晶态(crystallinestate)与非晶态(amorphous state)之间可存在一个或多个中间状态，因此PCRAM可具有多个电阻状态，且可用于多级编程(multi-level programming)。然而，在PCRAM的多级编程期间，常常需要验证步骤来确保对PCRAM的电阻状态的充分控制。因此，PCRAM的编程速度受到限制。

发明内容

在本公开的一个方面中，提供一种存储器件。所述存储器件包括：底部电极；加热器，设置在所述底部电极上且包含多个导热材料，其中所述多个导热材料的电阻率互不相同，所述多个导热材料中的第一导热材料具有外围侧壁部及底板部，所述底板部连接到所述外围侧壁部且被所述外围侧壁部环绕，所述导热材料中的第二导热材料设置在所述多个导热材料中的所述第一导热材料的所述底板部上且在侧向上被所述多个导热材料中的所述第一导热材料的所述外围侧壁部环绕；相变层，设置在所述加热器上且接触所述多个导热材料；以及顶部电极，设置在所述相变层上。

在本公开的另一方面中，提供一种存储器件。所述存储器件包括：底部电极；加热器，设置在所述底部电极上且具有多个导热区，所述多个导热区被配置成同时生成不同量的焦耳热，其中所述多个导热区的金属元素百分比互不相同；相变层，设置在所述加热器上且接触所述多个导热区的顶端；以及顶部电极，设置在所述相变层上。

在本公开的又一方面中，提供一种存储器件的编程方法。所述存储器件包括底部电极、加热器及相变层，所述加热器设置在所述底部电极上且具有在电阻率方面互不相同的多个导热材料，所述相变层设置在所述加热器上且具有分别与所述加热器的所述多个导热材料中的一者接触的多个有效区。所述编程方法包括：向所述加热器提供第一电流脉冲，以使所述多个有效区全部经历相转变；以及向所述加热器提供第二电流脉冲，以选择所述多个有效区的一部分进行相转变。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1A是示出根据本公开一些实施例的存储器件的示意性剖视图。

图1B是示出如图1A中所示的存储器件的加热器的示意性平面图。

图1C是示出如图1A中所示的存储器件中的相变层的有效区的示意性平面图。

图2是示出根据本公开一些实施例的存储集成电路中的存储胞元的剖视图。

图3A是示出根据本公开一些实施例的在置位编程操作之前及置位编程操作期间存储器件的各种电阻状态的示意图。