[发明专利]用于4堆叠3D PCM存储器的新型分布式阵列和触点架构

说明书

一种三维存储器包括在深度方向上堆叠的存储单元层。底部单元层包括底部单元阵列块，顶部单元层包括在垂直方向上与底部单元阵列块对齐的顶部单元阵列块，并且至少一个中间单元层包括在垂直方向上与底部单元阵列块偏移的中间单元阵列块。该存储器包括多条位线和多条位线触点，其中底部单元位线触点连接到底部单元位线，顶部单元位线触点连接到顶部单元位线和底部单元位线，而中间单元位线触点连接到中间单元位线，并位于底部单元阵列块之间的空间中。

技术领域

概括地说，本公开内容涉及三维电子存储器，具体地说，本公开内容涉及增加三维相变存储器(3D PCM)中的存储单元的密度。

背景技术

通过改进工艺技术、电路设计、编程算法和制造工艺，将平面存储单元缩小到更小的尺寸。然而，随着存储单元的特征尺寸接近下限，平面工艺和制造技术变得具有挑战性且成本高昂。因此，平面存储单元的存储密度接近上限。仍然需要能够解决平面存储单元中的密度限制的三维(3D) 存储架构。

发明内容

本文公开的三维存储器和方法解决了本领域现有技术的问题，并提供了更多的益处。根据一个方面，公开并示出了一种用于4堆叠3D PCM存储器的分布式阵列和触点架构。顶部单元位线触点落在底部单元位线上，以便在间距(pitch)上进行电接触。中间单元位线触点位于底部单元阵列块之间。底部单元字线触点位于两个底部单元阵列子块之间。中间单元字线触点位于两个底单元阵列块之间，并且中间单元阵列块与底单元阵列块偏移一半的块。所有字线和位线触点都位于对应的单元阵列块的中间。结果，与现有技术水平的系统相比，大大提高了阵列效率。

在另一个方面，在深度方向上堆叠多层的存储单元，其中所述多层的存储单元包括存储单元的底部单元层、存储单元的顶部单元层、以及存储单元的至少一个中间单元层。存储单元的底部单元层布置成底部单元阵列块，存储单元的顶部单元层布置成在垂直方向上与底部单元阵列块对齐的顶部单元阵列块，并且存储单元的至少一个中间单元层布置成在垂直方向上与所述底部单元阵列块偏移的中间单元阵列块。多条位线包括耦合到存储单元的所述底部单元层的底部单元位线、耦合到存储单元的所述顶部单元层的顶部单元位线、以及耦合到存储单元的所述至少一个中间单元层的中间单元位线。多个位线触点包括连接到所述底部单元位线的底部单元位线触点、连接到所述顶部单元位线和所述底部单元位线的顶部单元位线触点、以及连接到所述中间单元位线并位于所述底部单元阵列块之间的空间中的中间单元位线触点。多条字线包括耦合到存储单元的所述底部单元层的底部单元字线、以及耦合到存储单元的所述至少一个中间单元层和存储单元的所述顶部单元层的中间单元字线。多个字线触点包括连接到所述底部单元字线的底部单元字线触点、以及连接到所述中间单元字线和所述顶部单元字线并位于所述底部单元阵列块之间的空间中的中间单元字线触点。

在另一个方面，一种形成三维存储器的方法包括：提供沿深度方向堆叠的多层的存储单元，所述多层的存储单元包括存储单元的底部单元层、存储单元的顶部单元层、以及存储单元的至少一个中间单元层，其中存储单元的底部单元层布置成底部单元阵列块，存储单元的顶部单元层布置成在垂直方向上与底部单元阵列块对齐的顶部单元阵列块，并且存储单元的至少一个中间单元层布置成在垂直方向上与所述底部单元阵列块偏移的中间单元阵列块；提供多条位线，所述多条位线包括耦合到存储单元的所述底部单元层的底部单元位线、耦合到存储单元的所述顶部单元层的顶部单元位线、以及耦合到存储单元的所述至少一个中间单元层的中间单元位线；提供多个位线触点，所述多个位线触点包括连接到所述底部单元位线的底部单元位线触点、连接到所述顶部单元位线和所述底部单元位线的顶部单元位线触点、以及连接到所述中间单元位线并位于所述底部单元阵列块之间的空间中的中间单元位线触点；提供多条字线，所述多条字线包括耦合到存储单元的所述底部单元层的底部单元字线、以及耦合到存储单元的所述至少一个中间单元层和存储单元的所述顶部单元层的中间单元字线；以及提供多个字线触点，所述多个字线触点包括连接到所述底部单元字线的底部单元字线触点、以及连接到所述中间单元字线和所述顶部单元字线并位于所述底部单元阵列块之间的空间中的中间单元字线触点。

附图说明