[实用新型]相变化记忆体

说明书

一种相变化记忆体，包括下电极、环形加热器、环形相变化层、以及上电极。环形加热器设置于下电极上。环形相变化层设置于环形加热器上，且环形相变化层与环形加热器在下电极的法线方向上错位。上电极设置于环形相变化层上。本实用新型简化了相变化记忆体的制造制程，且降低制造成本及提升制造良率。此外，本实用新型的相变化记忆体的加热器与相变化层间的接触面积极小，使相变化记忆体具有极低的重置电流。

技术领域

本揭示内容是关于一种相变化记忆体。

背景技术

电子产品(例如手机、平板电脑以及数字相机)常具有储存数据的记忆体元件。习知记忆体元件可透过记忆体单元上的储存节点储存信息。其中，相变化记忆体利用记忆体元件的电阻状态(例如高阻值与低阻值)来储存信息。记忆体元件可具有一可在不同相态(例如晶相与非晶相)之间转换的材料。不同相态使得记忆体单元具有不同电阻值的电阻状态，以用于表示储存数据的不同数值。

相变化记忆体在操作时，可施加电流使得记忆体元件的温度提升以改变材料的相态。习知相变化记忆体元件的加热器与其耦接的记忆体元件具有较大的接触面积，此将增加表面孔洞的缺陷，且升温及降温的速度也较慢(高阻值与低阻值之间的转换不够迅速)，相对所需的电流量也较大。此外，传统的技术在制造小接触面积的加热器的制程需精确的对准机制，此导致制程繁复与难以控制，相对提升相变化记忆体的制造成本。因此，业界亟需一种新颖且有效率的制程以制备相变化记忆体。

实用新型内容

本揭示内容的一态样是提供一种相变化记忆体，包括下电极、环形加热器、环形相变化层、以及上电极。环形加热器设置于下电极上。环形相变化层设置于环形加热器上，且环形相变化层与环形加热器在下电极的法线方向上错位。上电极设置于环形相变化层上。

在本揭示内容的一实施方式中，下电极与环形加热器一体成型。

在本揭示内容的一实施方式中，相变化记忆体进一步包括一平坦层，其中环形加热器具有一中空部分，平坦层填充于中空部分中，且平坦层的上表面与环形加热器的上表面共平面。

在本揭示内容的一实施方式中，平坦层的电阻值高于环形加热器的电阻值。

在本揭示内容的一实施方式中，相变化记忆体进一步包括环形间隙壁，环形间隙壁围绕环形加热器的外侧周围，且环形间隙壁的上表面与环形加热器的上表面共平面。

在本揭示内容的一实施方式中，相变化记忆体，进一步包括阻障层，阻障层包覆下电极的底部以及环形加热器的外侧表面周围，且阻障层的上表面与环形加热器的上表面共平面。

在本揭示内容的一实施方式中，阻障层的电阻值高于环形加热器的电阻值。

在本揭示内容的一实施方式中，相变化记忆体进一步包括一填充层，其中环形相变化层具有一中空部分，填充层填充于中空部分中，且填充层的上表面与环形相变化层的上表面共平面。

在本揭示内容的一实施方式中，填充层为电阻值高于环形相变化层的合金填充层。

本揭示内容的另一态样是提供一种制造相变化记忆体的方法，包括：(i)提供一前驱结构，前驱结构包含具有一第一开口的一第一介电层；(ii)形成一下电极及一环形加热器于第一开口中，其中环形加热器设置于下电极上；(iii)形成一环形相变化层于环形加热器上，其中环形相变化层与环形加热器在下电极的一法线方向上错位；以及(iv)形成一上电极于环形相变化层上。

在本揭示内容的一实施方式中，形成下电极及环形加热器的操作包含：形成一导电材料于第一介电层上，以及第一开口的侧壁及下表面上；以及执行一化学机械研磨制程，以移除第一介电层上的导电材料及第一介电层的上部，从而形成下电极及环形加热器。

在本揭示内容的一实施方式中，在形成下电极及环形加热器的操作之前，还包含：形成一环形间隙壁于第一开口的侧壁上。