[发明专利]用于3D X-Point存储器的具有减小的编程电流和热串扰的新单元结构

权利要求书

1.一种三维存储单元结构，包括：

至少一个存储单元堆叠层，所述存储单元堆叠层具有选择器、相变存储单元以及第一电极和第二电极；所述相变存储单元设置在所述第一电极和所述第二电极之间，并且其中，所述相变存储单元、所述选择器以及所述第一电极和所述第二电极均具有相对于沿着x轴的第一方向和沿着y轴的第二方向的尺寸大小；

字线和位线，所述字线和所述位线相互垂直并且耦合到所述存储单元堆叠层，其中，所述相变存储单元相对于所述字线和所述位线自对准；并且

其中，与同一所述存储单元堆叠层内的所述选择器和/或所述电极在相应方向上的尺寸大小相比，所述相变存储单元在所述方向中的至少一个上具有减小的尺寸大小，以相对于所述选择器和/或所述电极来形成更小的相变存储单元尺寸和截面面积。

2.根据权利要求1所述的三维存储器，其中，所述选择器是双向阈值开关，并且所述单元堆叠层还包括包封层，以保护所述相变存储单元和所述双向阈值开关。

3.根据权利要求1所述的三维存储器，还包括在由所述字线定义的二维区域上方或下方的区域中的附加存储单元。

4.根据权利要求1所述的三维存储器，其中，所述单元堆叠层还包括氮化物层、钨层、氧化物层、间隙填充层，并且所述第一电极和所述第二电极为碳电极。

5.根据权利要求4所述的三维存储器，其中，所述间隙填充层包含选自由基于钴的材料、砷化镓(GaAs)、砷化镓铟(InGaAs)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、亚碲酸镉(CdTe)、硫化锌(ZnS)、硫化铅(PbS)和硒化铅(PbSe)及其任何组合构成的组的材料。

6.一种三维X-Point存储管芯架构，包括：

相变存储单元的多个顶部阵列或铺片；

相变存储单元的多个底部阵列或铺片；

耦合到所述顶部阵列并且耦合到所述底部阵列的多条位线；

多条字线，所述多条字线包括耦合到所述顶部阵列的一组顶部单元字线以及耦合到所述底部阵列的一组底部单元字线；并且

其中，存储单元的所述顶部阵列均通过由所述顶部阵列中的相邻相变存储单元限定的第一间隔隔开，并且相变存储单元的所述底部阵列均通过由所述底部阵列中的相邻相变存储单元限定的第二间隔隔开。

7.根据权利要求6所述的三维架构，其中，所述顶部字线和所述底部字线互相耦合。

8.根据权利要求6所述的三维架构，其中，与设置在每个相应阵列内的选择器和/或电极相比，相变存储单元的所述顶部阵列和所述底部阵列具有带有减小的尺寸的相变存储单元。

9.一种形成三维存储器的方法，包括：

形成具有平行的位线和垂直的字线的交叉点存储阵列；

在所述字线和所述位线的交叉点处形成存储单元，其中，所述存储单元是自对准的；以及

通过存储单元材料的干法蚀刻或湿法蚀刻使所述存储单元凹陷，以相对于所述存储阵列中的选择器和/或电极来形成更小的存储单元尺寸和更小的截面面积，从而用于减小对所述存储单元编程所需的电流，并且提供相邻存储单元之间的距离以用于减小热串扰。