[发明专利]用于珀耳帖控制的相变存储器的方法和结构

权利要求书

在由此说明了我们的发明后，我们要求并希望得到的文字上的专利如下：

1.一种存储单元，包括：

用于存储信息位的相变材料(PCM)元件；

用于改变所述信息位的所述PCM元件外部的加热元件；和

用于增大改变所述信息位的速度的冷却元件。

2.根据权利要求1的存储单元，其中，所述PCM元件包含PCM层，并且所述存储单元的信息状态由距离所述加热元件预定距离的所述相变材料的一部分的结构状态决定，所述结构状态包含所述PCM的非晶状态和所述PCM的晶体状态中的一种。

3.根据权利要求1的存储单元，其中，所述PCM包含硫族化物玻璃。

4.根据权利要求1的存储单元，其中，所述PCM包含以下中的一种：

三元锗锑碲(GeSbTe或GST)成分；和

二元锗锑(GeSb)成分。

5.根据权利要求2的存储单元，其中，所述部分包含薄层，所述薄层包含所述PCM的具有约5～10nm或更小的厚度的层。

6.根据权利要求1的存储单元，其中，所述PCM层包含芯片上的薄膜。

7.根据权利要求1的存储单元，其中，所述加热元件包含：

珀耳帖带；和

具有正的热电势特性的电极。

8.根据权利要求1的存储单元，其中，所述冷却元件包含：

珀耳帖带；和

具有负的热电势特性的电极。

9.根据权利要求1的存储单元，其中，所述PCM元件与所述加热元件和所述冷却元件中的至少一个直接接触。

10.根据权利要求1的存储单元，其中，所述加热元件和所述冷却元件中的至少一个被嵌入在热绝缘的层中。

11.根据权利要求1的存储单元，还包括：

用于控制对所述存储单元施加电压的开关元件。

12.根据权利要求1的存储单元，其中，所述存储单元包含以行和列的阵列配置以形成存储器阵列的多个这种存储单元中的一个，所述存储器阵列还包括：

用于各所述行的字线，所述字线与所述行中的各存储单元连接；

用于各列的位线，所述位线与所述列中的各存储单元连接；和

各所述位线中的感测放大器。

13.根据权利要求4的存储单元，其中，所述GST成分包含Ge₂Sb₂Te₅(GST 225)。

14.根据权利要求7的存储单元，其中，所述珀耳帖带包含TiN。

15.根据权利要求7的存储单元，其中，具有所述正的热电势特性的所述电极包含以下中的一种：

碱土金属填充的方钴矿，具有成分AT₄Sb₁₂，这里，A＝Ca、Sr或Ba，并且，T＝Fe或Ru；

方钴矿IrSb₃、HfTe₅或ZrTe₅；和

成分AT₄X₁₂，这里，A＝La、Ce、Pr、Ne或Eu，T＝Fe、Ru或Os，并且，X ＝ P、As或Sb。

16.根据权利要求8的存储单元，其中，所述珀耳帖带包含TiN。

17.根据权利要求8的存储单元，其中，具有所述负的热电势特性的所述电极包含以下中的一种：

半Heusler合金MNiSn，这里，M＝Zn、Hf或Ti；和

立方硫族化物，具有成分AgPb_mSbTe_2+m。

18.根据权利要求11的存储单元，其中，所述开关元件包含场效应晶体管(FET)。