[发明专利]具有PCM存储器单元和纳米管的半导体器件及相关方法有效
| 申请号： | 201310653727.5 | 申请日： | 2013-12-04 |
| 公开（公告）号： | CN104078481B | 公开（公告）日： | 2017-11-17 |
| 发明（设计）人： | J·H·张 | 申请（专利权）人： | 意法半导体公司 |
| 主分类号： | H01L27/24 | 分类号： | H01L27/24;H01L45/00 |
| 代理公司： | 北京市金杜律师事务所11256 | 代理人： | 王茂华 |
| 地址： | 美国得*** | 国省代码： | 暂无信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 具有 pcm 存储器 单元 纳米 半导体器件 相关 方法 | ||
1.一种半导体器件，包括：
衬底；以及
在所述衬底上方的相变材料(PCM)存储器单元阵列，每个PCM存储器单元包括：
竖直对准的第一电极和第二电极，
在所述第一电极与所述第二电极之间的第一电介质层，
从所述第二电极并且朝着所述第一电极经过所述第一电介质层竖直延伸的至少一个碳纳米管，
在所述第一电极与所述至少一个碳纳米管之间的PCM本体，
包围所述PCM本体和所述第一电极的第一屏障层，所述第一屏障层将所述第一电介质层与所述PCM本体和所述第一电极间隔开。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一电极竖直在所述第二电极上方。
3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一电极竖直在所述第二电极下方。
4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述PCM本体包括硫族化物。
5.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括在所述衬底与所述第一电介质层之间的阻挡层。
6.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括包围所述第二电极的第二屏障层。
7.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括在所述第一电介质层下方的第二电介质层；并且其中所述第一电介质层具有比所述第二电介质层更低的介电常数。
8.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括耦合到所述PCM存储器单元阵列的读/写电路装置。
9.一种半导体器件，包括：
衬底；以及
在所述衬底上方的相变材料(PCM)存储器单元阵列，每个PCM存储器单元包括：
竖直对准的第一电极和第二电极，
在所述第一电极与所述第二电极之间的第一电介质层，
从所述第二电极并且朝着所述第一电极经过所述第一电介质层竖直延伸的至少一个碳纳米管，
在所述第一电极与所述至少一个碳纳米管之间的PCM本体，
包围所述PCM本体和所述第一电极的第一屏障层，所述第一屏障层将所述第一电介质层与所述PCM本体和所述第一电极间隔开，以及
包围所述第二电极的第二屏障层。
10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中所述第一电极竖直在所述第二电极上方。
11.根据权利要求9所述的半导体器件，其中所述第一电极竖直在所述第二电极下方。
12.根据权利要求9所述的半导体器件，其中所述PCM本体包括硫族化物。
13.根据权利要求9所述的半导体器件，还包括在所述衬底与所述第一电介质层之间的阻挡层。
14.根据权利要求9所述的半导体器件，还包括在所述第一电介质层下方的第二电介质层；并且其中所述第一电介质层具有比所述第二电介质层更低的介电常数。
15.根据权利要求9所述的半导体器件，还包括耦合到所述PCM存储器单元阵列的读/写电路装置。
16.一种制作半导体器件的方法，包括：
在衬底上方形成相变材料(PCM)存储器单元阵列，使得每个PCM存储器单元包括：
竖直对准的第一电极和第二电极，
在所述第一电极与所述第二电极之间的第一电介质层，
从所述第二电极并且朝着所述第一电极经过所述第一电介质层竖直延伸的至少一个碳纳米管，
在所述第一电极与所述至少一个碳纳米管之间的PCM本体，
包围所述PCM本体和所述第一电极的第一屏障层，所述第一屏障层将所述第一电介质层与所述PCM本体和所述第一电极间隔开。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一电极竖直在所述第二电极上方。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一电极竖直在所述第二电极下方。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述PCM本体包括硫族化物。
20.根据权利要求16所述的方法，还包括在所述衬底与所述第一电介质层之间形成阻挡层。
21.根据权利要求16所述的方法，还包括形成包围所述第二电极的第二屏障层。
22.根据权利要求16所述的方法，还包括在所述第一电介质层下方形成第二电介质层；并且其中所述第一电介质层具有比所述第二电介质层更低的介电常数。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L27-00 由在一个共用衬底内或其上形成的多个半导体或其他固态组件组成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共绝缘衬底上形成的无源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有专门适用于整流、振荡、放大或切换的半导体组件并且至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的；包括至少有一个跃变势垒或者表面势垒的无源集成电路单元的
H01L27-14 . 包括有对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射或者微粒子辐射并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的，或适用于通过这样的辐射控制电能的半导体组件的
H01L27-15 .包括专门适用于光发射并且包括至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的半导体组件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料结点的热电元件的；包括有热磁组件的
