[发明专利]相变存储系统及其制造方法

说明书

本发明实施例提供了一种相变存储系统及其制造方法。其中，所述相变存储系统包括：第一半导体结构，所述第一半导体结构至少包括外围器件以及包含有第一导电触点的第一键合层；其中，所述外围器件包括外围电路和/或一部分阵列访问电路；第二半导体结构，所述第二半导体结构至少包括堆叠设置的相变存储单元阵列和另一部分阵列访问电路，以及包含有第二导电触点的第二键合层；键合结合层，位于所述第一半导体结构和所述第二半导体结构之间；其中，所述第一导电触点在所述键合结合层处与所述第二导电触点电性连接。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种相变存储系统及其制造方法。

背景技术

相变存储系统中的相变存储器(PCM，Phase Change Memory)是一种使用硫族化合物作为存储介质的存储技术，利用材料在不同状态下的电阻差异来保存数据。相变存储器具有可按位寻址、断电后数据不丢失、存储密度高、读写速度快等优势，被认为是最有前景的下一代存储器。

然而，相关技术中，相变存储系统还存在各种挑战。

发明内容

为解决相关技术问题，本发明实施例提出一种相变存储系统及其制造方法。

本发明实施例一方面提供了一种相变存储系统，包括：

第一半导体结构，所述第一半导体结构至少包括外围器件以及包含有第一导电触点的第一键合层；其中，所述外围器件包括外围电路和/或一部分阵列访问电路；

第二半导体结构，所述第二半导体结构至少包括堆叠设置的相变存储单元阵列和另一部分阵列访问电路，以及包含有第二导电触点的第二键合层；

键合结合层，位于所述第一半导体结构和所述第二半导体结构之间；其中，所述第一导电触点在所述键合结合层处与所述第二导电触点电性连接。

上述方案中，所述第一半导体结构包括存储控制器、外围电路、数据传输路径、输入输出电路以及包含有第一导电触点的第一键合层；其中，所述存储控制器至少包括处理器及纠错ECC电路；所述外围电路至少包括电压发生器、随机存取存储器及只读存储器；

所述第二半导体结构包括相变存储单元阵列和阵列访问电路以及包含有第二导电触点的第二键合层；其中，所述阵列访问电路至少包括地址线驱动器、地址线解码器及页缓冲器。

上述方案中，所述第二半导体结构包括：

第二衬底；

位于所述第二衬底上的所述阵列访问电路；

位于所述阵列访问电路上的所述相变存储单元阵列；

位于所述相变存储单元阵列上的所述第二键合层；

所述第一半导体结构包括：

位于所述第二键合层上的所述第一键合层；

位于所述第一键合层上的所述存储控制器、外围电路、数据传输路径以及输入输出电路；

位于所述存储控制器、外围电路、数据传输路径以及输入输出电路上的第一衬底。

上述方案中，阵列访问电路包括第一子阵列访问电路和第二子阵列访问电路；

所述第一半导体结构包括存储控制器、第一子阵列访问电路、数据传输路径、输入输出电路以及包含有第一导电触点的第一键合层；其中，所述存储控制器至少包括处理器及ECC电路；所述第一子阵列访问电路至少包括页缓存器；

所述第二半导体结构包括相变存储单元阵列、外围电路、第二子阵列访问电路以及含有第二导电触点的第二键合层；其中，所述外围电路至少包括电压发生器、随机存取存储器及只读存储器；所述第二子阵列访问电路至少包括地址线驱动器和地址线解码器。