[发明专利]多层堆叠的存储器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种存储器，尤其涉及一种多层堆叠的存储器；同时，本发明还涉及上述多层堆叠的存储器的制造方法。

背景技术

信息技术是当今国民经济的支柱产业，半导体技术又是信息技术的基石，而半导体存储器又是半导体系统的核心部件。近半个世纪以来，半导体存储器的发展日新月异，先后涌现出了各种类型的存储器件。当前，应用最广的存储器件有如下几种：动态存储器(DRAM)、静态存储器(SRAM)、磁盘、闪存(FLASH)等。这些存储器都有各自的特点和长处，在各个领域发挥着不可替代的作用。此外，新兴的存储技术还在不断的涌现，现在炙手可热的相变存储器(PCRAM)、电阻存储器(RRAM)和磁阻存储器(MRAM)等电阻转换的存储器就是其中的优秀代表。

尽管随着半导体技术的发展，存储器技术也得到了长足的进步，诸如功耗、密度和速度等方面的性能越来越强，然而，即便如此，当前也没有一种通用的存储器在各个方面都具有突出的性能能够满足所有的存储功能。因此，在一个电子系统中往往就会同时采用多块存储芯片以获得较好的综合性能，例如在包括个人电脑和智能手机在内的电子产品中，都是采用DRAM+大容量存储器(FLASH或者磁盘)等混合模式进行数据存储，这种混合模式的目的就是充分综合FLASH的非易失性和DRAM的高速和无限的擦写次数，最终实现电子系统性能的优化。然而，通过采用多种存储芯片的系统的性能还是无法达到最佳的状态，成本也相对较高。目前并没有一种统一的存储模式能够替代上述的混合模式，如果能有一种高性能的统一的模式，那么存储器的性能将进一步提升，电子系统的结构也将进一步简化，成本也将进一步降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多层堆叠的存储器，可提升存储器的性能。

此外，本发明还提供一种多层堆叠的存储器的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种多层堆叠的存储器，存储器芯片中包含选通单元、外围电路和至少两层的存储单元层，且存储器芯片内包含至少两种类型的存储器单元。在数据存储过程中，通过外围电路判断所需处理的数据类型，随后发送指令选择特定类型的存储器，使各种存储器单元之间取长补短，实现存储器各方面性能的优化，在实际的应用中，一块存储芯片能够代替多块存储芯片，达到降低成本和提升性能的目的。

作为本发明的一种优选方案，存储器芯片具有多层存储层以及与之对应的选通管。

作为本发明的一种优选方案，存储器中包含至少两种类型的存储器单元。

作为本发明的一种优选方案，在数据存储过程中对于不同类型的数据采用不同类型的存储单元进行数据存储和处理，数据类型的判断和处理是通过外围电路中所包含控制模块实现，控制模块能够判定所需处理数据的类型，随后发送指令选择特定的存储器单元进行数据存储。所述外围电路判断所需处理的数据类型的流程包括如下步骤之一：判断数据存储是否需要高速存储；若是，则选择高速存储类型的存储单元；判断数据操作是否频繁，若是，则选择高疲劳类型的存储单元；判断数据是否长期存储，若是选择高数据保持能力类型的存储模块；否则选择低数据保持能力类型的存储模块。

作为本发明的一种优选方案，多层存储单元之间共享外围电路。

作为本发明的一种优选方案，多种类型的存储器单元各自的特点在该多层堆叠存储器中得到发挥和利用，最终拥有比单一存储芯片强大的性能，在实际应用中一块芯片能够替代多块存储芯片，实现统一存储模式。

作为本发明的一种优选方案，存储器单元为易失性存储器，或为非易失性存储器。各层包含的存储器单元的优选是相变存储器，或是电阻随机存储器，或是磁阻存储器，或是动态随机存储器，或是静态随机存储器，或是闪存，或是铁电存储器。

一种制造包含多种类型存储器单元的多层堆叠存储器的方法，其特征是包含如下步骤：

A、在圆晶甲上制造第一类型存储器单元，并使圆晶甲具有平坦的表面，圆晶甲上还带有外围电路和与存储单元对应的选通单元，其中外围电路包含读、写、擦驱动电路和数据判断电路及指令发送电路；

B、在圆晶乙上制造第二类型的存储器和配套的选通单元，对圆晶乙表面进行平坦化；

C、利用低温圆晶键合工艺将上述分立制造的两存储器圆晶键合到一起，并使各层电学连通；

D、在400度的以下的温度下退火，剥离圆晶乙的多余部分圆晶，被剥离下来的圆晶可以回收重复利用，剥离后对得到的多层堆叠圆晶进行平坦化工艺；