相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)要求在2014年12月5日提交的美國專利申請(qǐng)no.14/562,473，并且名稱為“barrierfilmtechniquesandconfigurationsforphase-changememoryelements”的優(yōu)先權(quán)，出于所有目的在此其全部內(nèi)容通過引用的方式被并入到本文中。

本公開的實(shí)施例大體上涉及集成電路的領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于相變存儲(chǔ)器元件的阻擋膜技術(shù)與構(gòu)造。

背景技術(shù)：

相變存儲(chǔ)器(pcm)技術(shù)(例如，多棧交叉點(diǎn)pcm)對(duì)于其它非易失性存儲(chǔ)(nvm)技術(shù)而言是有希望的替代物。目前，pcm元件中的硫族化物材料通過周圍的電極可以是易于擴(kuò)散的，這可能會(huì)阻礙活性膜的成分控制。

附圖說明

通過以下結(jié)合附圖的具體描述，將會(huì)容易地理解實(shí)施例。為了有利于實(shí)施這個(gè)描述，相似的附圖標(biāo)記指定相似的結(jié)構(gòu)元件。以舉例而不是限制的方式在附圖中示出了實(shí)施例。

圖1示意地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的以晶圓形式和以單一化形式的示例性管芯的上視圖。

圖2示意地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的集成電路(ic)組件的截面?zhèn)纫晥D。

圖3示意地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的pcm器件的截面?zhèn)纫晥D。

圖4a-圖4e示意地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的具有設(shè)置在底部電極層與頂部電極層之間的阻擋膜的pcm元件的截面?zhèn)纫晥D。

圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的制造pcm器件的方法的流程圖。

圖6示意地示出了根據(jù)本文中描述的多種實(shí)施例的包括pcm器件的示例性系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

本公開的實(shí)施例描述了用于相變存儲(chǔ)器元件的阻擋膜技術(shù)和構(gòu)造。在以下具體描述中，參考構(gòu)成本文一部分的附圖，其中在本文中相似的附圖標(biāo)記指定相似的部件，并且在其中以說明性的方式示出了可以實(shí)施本公開的主題的實(shí)施例。應(yīng)該理解的是，在不脫離本公開范圍的情況下，可以利用其它實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)或邏輯的改變。因此，以下詳細(xì)描述不會(huì)被理解為限制的意義，并且實(shí)施例的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物來進(jìn)行限定。

出于本公開的目的，短語“a和/或b”表示(a)、(b)、或(a和b)。出于本公開的目的，短語“a、b、和/或c”表示(a)、(b)、(c)、(a和b)、(a和c)、(b和c)、或(a、b和c)。

該描述可以使用短語“在實(shí)施例中”或“在若干實(shí)施例中”，其各自可以指的是相同或不同的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)。此外，如關(guān)于本公開的實(shí)施例所使用的，術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”等是同義的。術(shù)語“耦合”可以指的是直接的連接、間接的連接、或間接的通信。

如本文中所使用的，術(shù)語“模塊”可以指的是以下的部分，或包括以下：專用集成電路(asic)、電子電路、處理器(共享的、專用的、或成組的)和/或執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序的存儲(chǔ)器(共享的、專用的、或成組的)、組合邏輯電路、狀態(tài)機(jī)、和/或提供所述功能的其它適合的部件。

圖1示意地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的以晶圓形式10和以單一化形式100的示例性管芯102的上視圖。在一些實(shí)施例中，管芯102可以是由半導(dǎo)體材料(諸如，例如，硅或其它適合的材料)組成的晶圓11的多個(gè)管芯(例如，管芯102、102a、102b)中的一個(gè)。多個(gè)管芯可以形成在晶圓11的表面上。管芯中的每一個(gè)可以是包括本文中所描述的相變存儲(chǔ)器(pcm)器件的半導(dǎo)體產(chǎn)品的重復(fù)單元。例如，根據(jù)一些實(shí)施例，管芯102可以包括pcm器件的電路103。依據(jù)多種實(shí)施例，電路103可以包括一個(gè)或多個(gè)pcm元件(例如，單元)，其可以被配置在陣列中。pcm元件可以包括相變材料，例如可以應(yīng)用由電流產(chǎn)生的熱而在結(jié)晶態(tài)與非晶態(tài)之間進(jìn)行切換的硫?qū)俨ＡАＯ嘧儾牧系臓顟B(tài)(結(jié)晶的/非晶質(zhì)的)可以與pcm元件的邏輯值(例如，1或0)相對(duì)應(yīng)。在一些實(shí)施例中，電路103可以是pcm與開關(guān)(pcms)器件的部分。即，pcm元件可以包括開關(guān)諸如，例如，雙向閾值開關(guān)(ots)，其被配置用于pcm元件的選擇/編程操作中。

電路103可以進(jìn)一步包括耦合到pcm元件的一個(gè)或多個(gè)位線以及一個(gè)或多個(gè)字線。在一些實(shí)施例中，位線和字線可以被配置為使得pcm元件中的每一個(gè)被設(shè)置在每個(gè)單獨(dú)的位線與字線的相交處。可以使用字線和位線將電壓或偏壓應(yīng)用到pcm元件的目標(biāo)pcm元件以選擇用于讀或?qū)懖僮鞯哪繕?biāo)單元。位線驅(qū)動(dòng)器可以耦合到位線并且字線驅(qū)動(dòng)器可以耦合到字線以有利于實(shí)施pcm元件的解碼/選擇。電容器和電阻器可以耦合到位線和字線。在一些實(shí)施例中，電路103可以包括其它適合的器件和構(gòu)造。例如，電路103可以包括被配置為執(zhí)行讀取、編程、驗(yàn)證和/或分析操作的一個(gè)或多個(gè)模塊。

在一些實(shí)施例中，電路103可以使用pcm制造工藝和/或其它適合的半導(dǎo)體制造工藝來形成。應(yīng)該意識(shí)到的是，在圖1中僅示意地描寫了電路103，并且電路103可以以包括例如一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)機(jī)的電路形式表示廣泛的多種適合的邏輯或存儲(chǔ)器，一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)機(jī)包括電路和/或被配置為執(zhí)行動(dòng)作例如，讀取、編程、驗(yàn)證和/或分析操作的在存儲(chǔ)設(shè)備中的指令(例如，固件或軟件)。

在半導(dǎo)體產(chǎn)品的制造過程完成之后，晶圓11可以經(jīng)歷單一化過程，其中管芯(例如，管芯102、102a、102b)中的每個(gè)彼此分離以提供半導(dǎo)體產(chǎn)品的分立的“芯片”。晶圓11可以是多種尺寸中的任何尺寸。在一些實(shí)施例中，晶圓11具有范圍從大約25.4mm到大約450mm的直徑。在其它實(shí)施例中，晶圓11可以包括其它尺寸和/或其它形狀。依據(jù)多種實(shí)施例，電路103可以設(shè)置在以晶圓形式10或以單一化形式100的半導(dǎo)體襯底上。在一些實(shí)施例中，管芯102可以包括邏輯或存儲(chǔ)器，或其組合。

圖2示意地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的集成電路(ic)組件200的截面?zhèn)纫晥D。在一些實(shí)施例中，ic組件200可以包括與封裝襯底121電耦合和/或物理耦合的一個(gè)或多個(gè)管芯(在下文中“管芯102”)。管芯102可以包括電路(例如，圖1的電路103)諸如本文中描述的pcm器件。在一些實(shí)施例中，封裝襯底121可以與電路板122耦合，如可以看到的。

管芯102可以表示使用半導(dǎo)體制造工藝(例如，薄膜沉積、光刻、蝕刻以及關(guān)于形成pcm器件所使用的相似的工藝)由半導(dǎo)體材料(例如，硅)制成的分立的產(chǎn)品。在一些實(shí)施例中，管芯102可以是以下、包括、或是以下中的部分：處理器、存儲(chǔ)器、片上系統(tǒng)(soc)或一些實(shí)施例中的asic。在一些實(shí)施例中，電絕緣的材料(諸如，例如，模制物料或填充材料(未示出))可以封裝管芯102和/或管芯級(jí)互連結(jié)構(gòu)106的至少部分。

如所述，管芯102可以依據(jù)廣泛的多種適合的結(jié)構(gòu)來附連到封裝襯底121，適合的結(jié)構(gòu)包括例如，以倒裝芯片構(gòu)造的方式直接與封裝襯底121耦合。在倒裝芯片構(gòu)造中，包括有源電路的管芯102的有源側(cè)s1使用管芯級(jí)互連結(jié)構(gòu)106附連到封裝襯底121的表面，管芯級(jí)互連結(jié)構(gòu)106例如，凸點(diǎn)、柱形、或也可以將管芯102與封裝襯底121電耦合的其它適合的結(jié)構(gòu)。管芯102的有源側(cè)s1可以包括電路，諸如，例如，pcm元件?？梢耘c有源側(cè)s1相對(duì)地來設(shè)置無源側(cè)s2，如可以看到的。在其它實(shí)施例中，管芯102可以設(shè)置在以多種適合的堆疊式管芯構(gòu)造中的任何一種的方式與封裝襯底121耦合的另一個(gè)管芯上。例如，處理器管芯可以以倒裝芯片構(gòu)造與封裝襯底121耦合，并且管芯102可以以倒裝芯片構(gòu)造安裝到處理器管芯上并且使用通過處理器管芯而形成的硅通孔(tsv)與封裝襯底電耦合。在另一其它實(shí)施例中，管芯102可以嵌入在封裝襯底121內(nèi)或與嵌入在封裝襯底121內(nèi)的管芯耦合。在其它實(shí)施例中，其它管芯可以與管芯102一起以并排構(gòu)造與封裝襯底121耦合。

在一些實(shí)施例中，管芯級(jí)互連結(jié)構(gòu)106可以被配置為在管芯102與封裝襯底121之間路由電信號(hào)。電信號(hào)可以包括，例如，與管芯的操作相關(guān)地使用的輸入/輸出(i/o)信號(hào)和/或功率/地信號(hào)。管芯級(jí)互連結(jié)構(gòu)106可以與設(shè)置在管芯102的有源側(cè)s1上的相對(duì)應(yīng)的管芯觸點(diǎn)耦合，并且與設(shè)置在封裝襯底121上的封裝觸點(diǎn)耦合。管芯觸點(diǎn)和/或封裝觸點(diǎn)可以包括，例如，焊盤、通孔、溝槽、跡線和/或其它適合的觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，封裝襯底121是具有內(nèi)核和/或內(nèi)建層的環(huán)氧樹脂型層壓襯底，諸如，例如，ajinomoto內(nèi)建膜(abf)襯底。在其它實(shí)施例中，封裝襯底121可以包括其它適合的類型的襯底包括，例如，由玻璃、陶瓷、或半導(dǎo)體材料形成的襯底。

封裝襯底121可以包括電路由特征，電路由特征被配置為將電信號(hào)路由到管芯102或從管芯路由電信號(hào)。電路由特征可以包括，例如，設(shè)置在封裝襯底121的一個(gè)或多個(gè)表面上的封裝觸點(diǎn)(例如，焊盤110)和/或內(nèi)部路由特征(未示出)諸如，例如，溝槽、通孔或用于通過封裝襯底121路由電信號(hào)的其它互連結(jié)構(gòu)。

電路板122可以是由諸如環(huán)氧樹脂層壓板之類的電絕緣材料構(gòu)成的印刷電路板(pcb)。例如，電路板122可以包括由以下材料構(gòu)成的電絕緣層：諸如，例如，聚四氟乙烯、酚醛棉紙材料(例如，阻燃劑4(fr-4)、fr-1)、綿紙和環(huán)氧材料(例如，cem-1或cem-3)、或使用環(huán)氧樹脂預(yù)浸材料層壓在一起的玻璃織物材料。例如，跡線、溝槽、通孔等的互連結(jié)構(gòu)(未示出)可以通過電絕緣層形成，以通過電路板122路由管芯102的電信號(hào)。在其它實(shí)施例中，電路板122可以由其它適合的材料構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，電路板122是主板(例如，圖6的主板602)。

封裝級(jí)互連(諸如，例如，焊球112)可以耦合到封裝襯底121上和/或電路板122上的焊盤110以形成相對(duì)應(yīng)的焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)被配置為進(jìn)一步在封裝襯底121和電路板122之間路由電信號(hào)。焊盤110可以由任何適合的導(dǎo)電材料構(gòu)成，導(dǎo)電材料諸如包括例如鎳(ni)、鈀(pd)、金(au)、銀(ag)、銅(cu)以及其組合等的金屬。封裝級(jí)互連可以包括其它結(jié)構(gòu)和/或構(gòu)造，其包括例如平面網(wǎng)格陣列(lga)結(jié)構(gòu)等。

在其它實(shí)施例中，ic組件200可以包括廣泛的多種其它適合的構(gòu)造，該結(jié)構(gòu)包括以下的適合的組合：例如，倒裝芯片和/或引線接合構(gòu)造、中介層、包括系統(tǒng)級(jí)封裝(sip)和/或封裝疊加(pop)的多芯片封裝構(gòu)造。在管芯102與ic組件200的其它部件之間路由電信號(hào)的其它適合的技術(shù)可以被用在一些實(shí)施例中。

圖3示意地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的pcm器件300的截面?zhèn)纫晥D。pcm器件可以包括在襯底302上形成的多個(gè)pcm元件(例如，單獨(dú)的pcm元件316)。單獨(dú)的pcm元件306可以與pcm器件的單元的陣列的單元相對(duì)應(yīng)。

依據(jù)多個(gè)實(shí)施例，單獨(dú)的pcm元件316中每一個(gè)可以包括設(shè)置在字線304上的層的堆置體。一個(gè)或多個(gè)介入層和/或結(jié)構(gòu)(例如，電路)可以設(shè)置在襯底302與字線304之間。例如，在字線304與襯底302之間，電路可以包括形成在襯底302上的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)器件和/或金屬化物。在一些實(shí)施例中，電路可以包括電荷泵和/或選擇電路。在一些實(shí)施例中，襯底302可以是半導(dǎo)體襯底諸如，例如，硅。字線304可以包括例如鎢。襯底302和字線304的其它適合的材料可以被用在其它實(shí)施例中。

在一些實(shí)施例中，單獨(dú)的pcm元件316均可以包括選擇器件(sd)層308和設(shè)置在電極之間的相變材料(pm)層312。例如，在描寫的實(shí)施例中，sd層308可以設(shè)置在可以在字線304上形成的底部電極層306上。中間電極層310可以設(shè)置在sd層308上。pm層312可以設(shè)置在中間電極層310上并且頂部電極層314可以設(shè)置在pm層312上。依據(jù)多種實(shí)施例，單獨(dú)的pcm元件316可以包括其它介入材料和/或?qū)印?/p>

依據(jù)一些實(shí)施例，單獨(dú)的pcm元件316可以包括設(shè)置在底部電極層306與頂部電極層314之間的阻擋膜307。阻擋膜307可以提供針對(duì)單獨(dú)的pcm元件316中的硫族化物材料(例如，硒(se)、碲(te))的化學(xué)隔離。在一些實(shí)施例中，阻擋膜307可以被配置為防止或減少硫族化物材料從sd層308和/或pm層312到底部電極層306、中間電極層310和/或頂部電極層314的擴(kuò)散。例如，在描寫的實(shí)施例中，如可以看到的，阻擋膜307設(shè)置在sd層308與底部電極層306之間以使得阻擋膜307可以抑制硫族化物材料在sd層308與底部電極306之間的擴(kuò)散。在其它實(shí)施例中，阻擋膜307可以設(shè)置在包括例如與圖4a-圖4e相關(guān)描寫的和/或描述的示例的層的堆置體306、308、310、312、314中的其它層之間。

阻擋膜307可以是由在電極層306、310、314的材料與sd層308和/或pm層312的硫族化物材料之間提供適合的界面的材料構(gòu)成的。在一些實(shí)施例中，阻擋膜307可以包括iv族過渡金屬、vi族過渡金屬、碳(c)和氮(n)。iv族過渡金屬可以包括，例如，鈦(ti)、鋯(zr)、或鉿(hf)、或其適合的組合。vi族過渡金屬可以包括，例如，鉻(cr)、鉬(mo)、鎢(w)、或钅喜(sg)、或其適合的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，阻擋膜307可以由tiwcn構(gòu)成。在其它實(shí)施例中，阻擋膜307可以包括iv族和vi族過渡金屬與c和n的其它適合的組合。在一些實(shí)施例中，阻擋膜307可以由具有相同或不同的化學(xué)成分的多個(gè)膜構(gòu)成。

依據(jù)多種實(shí)施例，阻擋膜307可以通過任何適合的沉積技術(shù)來形成。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，阻擋膜可以是通過在ar+n2的反應(yīng)濺鍍氣體混合物中固體成分(ti、w和c)的磁控濺鍍沉積來形成的。氣體比率(ar/n2)可以根據(jù)20-1ar/n2來調(diào)整。具有期望的成分的薄膜可以由在多陰極(共濺鍍)物理氣相沉積(pvd)容器中的純凈的(ti、w、c)或混合的(tiw、tic、wc、tiwc)目標(biāo)的任何組合來獲得。在其它實(shí)施例中，tiwcn膜可以通過使用原子層沉積(ald)的超晶格沉積來獲得。例如，tiwcn膜可以通過tin+wn+c的連續(xù)原子層沉積來實(shí)現(xiàn)。其它適合的沉積技術(shù)可以用于其它實(shí)施例。

阻擋膜307的電阻率、結(jié)構(gòu)和/或阻擋屬性可以通過調(diào)制iv族過渡金屬、vi族過渡金屬、碳(c)和氮(n)的相對(duì)含量來調(diào)整。例如，在其中阻擋膜307是由tiwcn薄層構(gòu)成的實(shí)施例中，根據(jù)一些實(shí)施例，可以使用在w的原子在范圍0-15％中以及ti的原子在范圍0-75％中對(duì)ti和/或w的調(diào)制，來調(diào)整阻擋膜307的屬性。在一些實(shí)施例中，阻擋膜307中的n含量可以取決于反應(yīng)性濺鍍金屬的化學(xué)計(jì)量，并且以原子為單位可以在20％-35％之間。在一些實(shí)施例中，阻擋膜307中的c的成分以原子為單位可以在范圍5％-90％。在阻擋膜307中增加c和n的成分可以提供如所沉積的非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)并且可以保持非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，即使在加熱處理(例如，在600℃)之后。

在阻擋膜307中w的使用可以增加與電極層306、310、314的散裝材料相關(guān)的界面間層的密度，這可以引起改進(jìn)的阻擋質(zhì)量。在一些實(shí)施例中，阻擋膜307內(nèi)的ti-c和w-c夾雜物的沉淀可以在與電極層306、310、314的界面處形成，這可以改進(jìn)熱穩(wěn)定性。

在一些實(shí)施例中，阻擋膜307可以具有范圍從1毫歐·厘米(mohm·cm)到50mohm·cm的電阻，以及范圍從15埃(a)到50a的厚度。在其它實(shí)施例中，阻擋膜307可以具有其它適合的電阻和/或厚度。

依據(jù)多種實(shí)施例，電極層306、310、和314可以由碳(c)構(gòu)成?？梢葬槍?duì)電阻率、平滑度和c鍵合(sp2或sp3)來調(diào)整電極層306、310和314。在一些實(shí)施例中，電極層306、310和/或314可以由具有電阻率范圍從1毫歐·厘米(mohm·cm)到100mohm·cm的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電和/或半導(dǎo)電材料構(gòu)成，導(dǎo)電和/或半導(dǎo)電材料諸如，例如，碳(c)、碳氮化物(cxny)；n摻雜的多晶硅和p摻雜的多晶硅；金屬包括：al、cu、ni、cr、co、ru、rh、pd、ag、pt、au、ir、ta和w；導(dǎo)電的金屬氮化物包括：tin、tan、wn和tacn；導(dǎo)電的金屬硅化物包括：鉭硅化物、鎢硅化物、鎳硅化物、鈷硅化合物和鈦硅化物；導(dǎo)電的金屬氮硅化物包括：tisin和wsin；導(dǎo)電的金屬氮碳化物包括：ticn和wcn；以及導(dǎo)電的金屬氧化物包括：ruo2。

依據(jù)多種實(shí)施例，pm層312可以由諸如硫?qū)俨ＡУ鹊南嘧儾牧蠘?gòu)成，硫?qū)俨ＡЭ梢詰?yīng)用由電流產(chǎn)生的熱而在結(jié)晶態(tài)與非晶態(tài)之間進(jìn)行切換，例如包括以下元素之中的至少兩個(gè)的合金：鍺、銻、碲、硅、銦、硒、硫、氮和碳。

依據(jù)多種實(shí)施例，sd層308可以包括基于具有包括針對(duì)存儲(chǔ)元件(例如，pm層312)所描述的硫族化物合金系統(tǒng)中的任一個(gè)的成分的硫族化物合金的p-n二極管、miec(電子離子混合導(dǎo)電)器件或ots(雙向閾值開關(guān))，并且sd層308另外可以進(jìn)一步包括能夠抑制結(jié)晶化的元件。在其它實(shí)施例中，層306、308、310、312和314可以由具有其它適合屬性的其它適合的材料構(gòu)成。

pcm器件300可以進(jìn)一步包括電介質(zhì)襯層318，該電介質(zhì)襯層318共形地被沉積在單獨(dú)的pcm元件316的層的堆置體的表面上的，如可以看到的。電介質(zhì)填充材料320可以被沉積在電介質(zhì)襯層318上以使用任何適合的技術(shù)來填充單獨(dú)的pcm元件316之間的區(qū)域。在一些實(shí)施例中，電介質(zhì)襯層318可以由氮化硅(si3n4或通常sixny，其中x和y表示任何適合的相對(duì)量)構(gòu)成，并且電介質(zhì)填充材料320可以由氧化硅(sio2)構(gòu)成。在其它實(shí)施例中，電介質(zhì)襯層318和電介質(zhì)填充材料320可以由其它適合的材料構(gòu)成。

pcm器件300可以進(jìn)一步包括與單獨(dú)的pcm元件316耦合的位線324，如可以看到的。在一些實(shí)施例中，位線324可以與頂部電極314電耦合和/或直接耦合。位線金屬324可以由包括例如鎢的任何適合的金屬構(gòu)成并且可以使用任何適合的技術(shù)來沉積。

圖4a-圖4e示意地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的具有設(shè)置在底部電極層306與頂部電極層314之間的阻擋膜307的pcm元件的截面?zhèn)纫晥D。圖4a-圖4e相應(yīng)的pcm元件416a-416e中的每一個(gè)可以與與圖3的單獨(dú)的pcm元件316相關(guān)所描述的實(shí)施例一致并且反之亦然。

參照?qǐng)D4a的pcm元件416a，sd層308和pm層312中的每一個(gè)設(shè)置在相應(yīng)的阻擋膜307之間。阻擋膜307設(shè)置在sd層308與底部電極層306之間的和在sd層308與中間電極310之間的界面處，如可以看到的。此外，阻擋層307設(shè)置在pm層312與中間電極層310之間的和在pm層312與頂部電極314之間的界面處，如可以看到的。

參照?qǐng)D4b的pcm元件416b，sd層308設(shè)置在阻擋膜307之間。阻擋膜307設(shè)置在sd層308與底部電極層306之間的和在sd層308與中間電極310之間的界面處，如可以看到的。

參照?qǐng)D4c的pcm元件416c，pm層312設(shè)置在阻擋膜307之間。阻擋膜307設(shè)置在pm層312與中間電極層310之間的和在pm層312與頂部電極314之間的界面處，如可以看到的。

參照?qǐng)D4d的pcm元件416d，阻擋膜307設(shè)置在sd層308與底部電極306之間的界面處。

參照?qǐng)D4e的pcm元件416e，阻擋膜307設(shè)置在sd層308與中間電極310之間的界面處。

阻擋膜307可以以除了其它實(shí)施例中所描寫的其它構(gòu)造而設(shè)置在底部電極306與頂部電極314之間。例如，在一些實(shí)施例中，阻擋膜307可以設(shè)置在pm層312與中間電極310之間的界面處或在pm層312與頂部電極314之間的界面處。

圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的制造pcm器件(例如，圖3的pcm器件300)的方法500的流程圖。方法500可以與關(guān)于圖1-圖4所描述的實(shí)施例一致，反之亦然。

在502，方法500可以包括提供襯底(例如，圖3的襯底302)。襯底可以包括，例如諸如硅晶圓或管芯等的半導(dǎo)體襯底。

在504，方法500可以包括在襯底上形成多個(gè)相變存儲(chǔ)器(pcm)元件，其中多個(gè)pcm元件中的單獨(dú)的pcm元件(例如，圖3的單獨(dú)的pcm元件316)包括：底部電極層(例如，圖3和圖4a-圖4e的底部電極層306)、設(shè)置在底部電極層上的選擇器件層(例如，圖3和圖4a-圖4e的sd層308)、設(shè)置在選擇器件層上的中間電極層(例如，圖3和圖4a-圖4e的中間電極層310)、設(shè)置在中間電極層上的相變材料層(例如，圖3和圖4a-圖4e的pm層312)、設(shè)置在相變材料層上的頂部電極層(例如，圖3和圖4a-圖4e的頂部電極層314)、以及包括iv族過渡金屬、vi族金屬、碳(c)和氮(n)的阻擋膜(例如，圖3和圖4a-圖4e的阻擋膜307)，該阻擋膜設(shè)置在底部電極層與頂部電極層之間。依據(jù)多種實(shí)施例，阻擋膜可以依據(jù)關(guān)于圖3或圖4a-圖4e中的一個(gè)所描述和/或描寫的構(gòu)造中的一個(gè)來布置。阻擋膜可以依據(jù)關(guān)于圖3所描述的技術(shù)來形成。

繼而，多種操作以最有助于理解所要求保護(hù)的主題的方式被描述為多個(gè)分立的操作。然而，描述的順序不應(yīng)該被理解為暗示這些操作需要依賴于的順序。具體地，這些操作可以不以演示的順序來執(zhí)行。所描述的操作可以以與所描述的實(shí)施例中的不同的順序來執(zhí)行。在額外的實(shí)施例中，可以執(zhí)行多種額外的操作和/或忽略所描述的操作。

本公開的實(shí)施例可以被實(shí)現(xiàn)為使用任何適合的硬件和/或軟件根據(jù)需要來進(jìn)行配置的系統(tǒng)。圖6示意地示出了根據(jù)本文中描述的多種實(shí)施例的包括pcm器件(例如，圖3的pcm器件)的示例性系統(tǒng)(例如，計(jì)算設(shè)備600)。計(jì)算設(shè)備600可以容納(例如，在外殼609中)例如主板602的板。主板602可以包括許多部件，包括但不限于：處理器604和至少一個(gè)通信芯片606。處理器604可以物理耦合或電耦合到主板602。在一些實(shí)施例中，該至少一個(gè)通信芯片606也可以物理耦合并且電耦合到主板602。在其它實(shí)施例中，通信芯片606可以是處理器604的部分。

取決于它的應(yīng)用，計(jì)算設(shè)備600可以包括可以或者可以不物理耦合并且電耦合到主板602的其它部件。這些其它部件可以包括但不限于：易失性存儲(chǔ)器(例如，dram)、非易失性存儲(chǔ)器(例如，pcm608或rom)、閃速存儲(chǔ)器、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、密碼處理器、芯片組、天線、顯示器、觸屏顯示器、觸屏控制器、電池、音頻編解碼器、視頻編解碼器、功率放大器、全球定位系統(tǒng)(gps)設(shè)備、羅盤、蓋格計(jì)數(shù)器、加速度計(jì)、陀螺儀、揚(yáng)聲器、攝像機(jī)、和大容量存儲(chǔ)設(shè)備(例如，硬盤驅(qū)動(dòng)、壓縮光盤(cd)、數(shù)字通用光盤(dvd)等)。

依據(jù)多種實(shí)施例，pcm608可以與本文中描述的實(shí)施例一致。例如，pcm608可以包括如本文中描述的pcm器件(例如，圖3的pcm器件300)。

通信芯片606可以實(shí)現(xiàn)無線通信以用于向計(jì)算設(shè)備600傳送數(shù)據(jù)并且從計(jì)算設(shè)備600發(fā)送數(shù)據(jù)。術(shù)語“無線”和它的衍生物可以用于描述可以通過使用調(diào)制的電磁輻射通過非固體介質(zhì)來傳送數(shù)據(jù)的電路、設(shè)備、系統(tǒng)、方法、技術(shù)、通信信道等。該術(shù)語不表明相關(guān)聯(lián)的設(shè)備不包含任何線，盡管在一些實(shí)施例中它們可能不包含。通信芯片606可以實(shí)現(xiàn)許多無線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議中的任何一個(gè)，許多無線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議包括但不限于：電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(ieee)標(biāo)準(zhǔn)，其包括wifi(ieee802.11族)、ieee802.16標(biāo)準(zhǔn)(例如，ieee802.16-2005修訂)、長期演進(jìn)技術(shù)(lte)項(xiàng)目以及任何修訂、更新、和/或修正(例如，高級(jí)lte項(xiàng)目、超移動(dòng)寬帶(umb)項(xiàng)目(也被稱為3gpp2)等)。ieee802.16兼容的bwa網(wǎng)絡(luò)通常被稱為wimax網(wǎng)絡(luò)，該縮寫代表全球微波互聯(lián)接入，其是用于通過了ieee802.16標(biāo)準(zhǔn)的一致性和互操作性測(cè)試的產(chǎn)品的證明商標(biāo)。通信芯片606可以是根據(jù)以下來操作的：全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(gsm)、通用分組無線業(yè)務(wù)(gprs)、通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(umts)、高速分組接入(hspa)、演進(jìn)式hspa(e-hspa)或lte網(wǎng)絡(luò)。通信芯片606可以是根據(jù)以下來操作的：增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率gsm演進(jìn)技術(shù)(edge)、gsmedge無線接入網(wǎng)(geran)、通用陸地?zé)o線接入網(wǎng)(utran)、或演進(jìn)式utran(e-utran)。通信芯片可以是根據(jù)以下來操作的：碼分多址(cdma)、時(shí)分多址(tdma)、數(shù)字增強(qiáng)型無繩通信(dect)、演進(jìn)數(shù)據(jù)優(yōu)化(ev-do)、其衍生物、還有指定為3g、4g、5g及以后的任何其它無線協(xié)議。在其它實(shí)施例中，通信芯片606可以根據(jù)其它無線通信協(xié)議來操作。

計(jì)算設(shè)備600可以包括多個(gè)通信芯片606。例如，第一通信芯片606可以致力于較短距離無線通信，例如，wi-fi和藍(lán)牙，并且第二通信芯片606可以致力于較長距離無線通信，例如，gps、edge、gprs、cdma、wimax、lte、ev-do和其它。

在多種實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備600可以是移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、超級(jí)本計(jì)算機(jī)、智能電話、平板計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、超級(jí)移動(dòng)個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、桌上型計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、打印機(jī)、掃描儀、監(jiān)測(cè)器、機(jī)頂盒、娛樂控制單元、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、便攜式音樂播放器、或數(shù)字視頻記錄器。在其它實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備600可以是處理數(shù)據(jù)的任何其它電子設(shè)備。

示例

依據(jù)多種實(shí)施例，本公開描述了一種裝置。裝置的示例1可以包括多個(gè)相變存儲(chǔ)器(pcm)元件，其中，所述多個(gè)pcm元件中的單獨(dú)的pcm元件包括：底部電極層；設(shè)置在所述底部電極層上的選擇器件層；設(shè)置在所述選擇器件層上的中間電極層；設(shè)置在所述中間電極層上的相變材料層；設(shè)置在所述相變材料上的頂部電極層；以及阻擋膜，所述阻擋膜包括iv族過渡金屬、vi族過渡金屬、碳(c)和氮(n)，所述阻擋膜設(shè)置在所述底部電極層與所述頂部電極層之間。示例2可以包括示例1所述的裝置，其中：所述iv族過渡金屬包括鈦(ti)；以及所述vi族過渡金屬包括鎢(w)。示例3可以包括示例2所述的裝置，其中所述阻擋膜包括多達(dá)15％的ti的原子和從20％到35％的w的原子。示例4可以包括示例1所述的裝置，其中：所述底部電極層，所述中間電極層和所述頂部電極層包括碳；以及所述選擇器件層和所述相變材料層包括硫族化物材料。示例5可以包括示例1-4中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其中所述阻擋膜設(shè)置在所述底部電極層與所述選擇器件層之間的界面處。示例6可以包括示例1-4中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其中所述阻擋膜設(shè)置在所述選擇器件層與所述中間電極之間的界面處。示例7可以包括示例1-4中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其中所述阻擋膜設(shè)置在所述中間電極層與所述相變材料層之間的界面處。示例8可以包括示例1-4中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其中所述阻擋膜設(shè)置在所述相變材料層與所述頂部電極層之間的界面處。示例9可以包括示例1-4中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其中所述阻擋膜是設(shè)置在所述底部電極層與所述選擇器件層之間的界面處的第一阻擋膜，所述裝置進(jìn)一步包括：設(shè)置在所述選擇器件層與所述中間電極層之間的界面處的第二阻擋膜，所述第二阻擋膜包括所述iv族過渡金屬、所述vi族過渡金屬、碳(c)和氮(n)。示例10可以包括示例1-4中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其中所述阻擋膜是設(shè)置在所述中間電極層與所述相變材料層之間的界面處的第一阻擋膜，所述裝置進(jìn)一步包括：設(shè)置在所述相變材料層與所述頂部電極層之間的界面處的第二阻擋膜，所述第二阻擋膜包括所述iv族過渡金屬、所述vi族過渡金屬、碳(c)和氮(n)。示例11可以包括示例1-4中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其中所述阻擋膜是設(shè)置在所述底部電極層與所述選擇器件層之間的界面處的第一阻擋膜，所述裝置進(jìn)一步包括：設(shè)置在所述選擇器件層與所述中間電極層之間的界面處的第二阻擋膜，所述第二阻擋膜包括所述iv族過渡金屬、所述vi族過渡金屬、碳(c)和氮(n)；設(shè)置在所述中間電極層與所述相變材料層之間的界面處的第三阻擋膜，所述第三阻擋膜包括所述iv族過渡金屬、所述vi族過渡金屬、碳(c)和氮(n)；以及設(shè)置在所述相變材料層與所述頂部電極層之間的界面處的第四阻擋膜，所述第四阻擋膜包括所述iv族過渡金屬、所述vi族過渡金屬、碳(c)和氮(n)。

依據(jù)多種實(shí)施例，本公開描述了一種方法。方法的示例12可以包括提供襯底；以及形成多個(gè)相變存儲(chǔ)器(pcm)元件，其中所述多個(gè)pcm元件中的單獨(dú)的pcm元件包括：底部電極層；設(shè)置在所述底部電極層上的選擇器件層；設(shè)置在所述選擇器件層上的中間電極層；設(shè)置在所述中間電極層上的相變材料層；設(shè)置在所述相變材料層上的頂部電極層；以及阻擋膜，所述阻擋膜包括iv族過渡金屬、vi族過渡金屬、碳(c)和氮(n)，所述阻擋膜設(shè)置在所述底部電極層與所述頂部電極層之間。示例13可以包括示例12所述的方法，其中形成所述多個(gè)pcm元件包括：在設(shè)置在所述襯底上的字線上沉積所述底部電極層；在所述底部電極層上沉積所述選擇器件層；在所述選擇器件層上沉積所述中間電極層；在所述中間電極層上沉積所述相變材料層；在所述相變材料層上沉積所述頂部電極層；以及在所述底部電極層、所述選擇器件層、所述中間電極層、所述相變材料層、以及所述頂部電極層中的一個(gè)上沉積所述阻擋膜。示例14可以包括示例13所述的方法，其中沉積所述阻擋膜通過物理氣相沉積(pvd)或原子層沉積(ald)來執(zhí)行。示例15可以包括示例13-14中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中：所述iv族過渡金屬包括鈦(ti)；以及所述vi族過渡金屬包括鎢(w)。示例16可以包括示例15所述的方法，其中所述阻擋膜包括多達(dá)15％的ti的原子和從20％到35％的w的原子。

依據(jù)多種實(shí)施例，本公開描述了一種系統(tǒng)(例如，計(jì)算設(shè)備)。系統(tǒng)的示例17可以包括電路板；以及與所述電路板耦合的管芯，所述管芯包括：多個(gè)相變存儲(chǔ)器(pcm)元件，其中所述多個(gè)pcm元件中的單獨(dú)的pcm元件包括：底部電極層；設(shè)置在所述底部電極層上的選擇器件層；設(shè)置在所述選擇器件層上的中間電極層；設(shè)置在所述中間電極層上的相變材料層；設(shè)置在所述相變材料層上的頂部電極層；以及阻擋膜，所述阻擋膜包括iv族過渡金屬、vi族過渡金屬、碳(c)和氮(n)，所述阻擋膜設(shè)置在所述底部電極層與所述頂部電極層之間。示例18可以包括示例17所述的系統(tǒng)，其中：所述iv族過渡金屬包括鈦(ti)；以及所述vi族過渡金屬包括鎢(w)。示例19可以包括示例17所述的系統(tǒng)，其中：所述底部電極層，所述中間電極層和所述頂部電極層包括碳；以及所述選擇器件層和所述相變材料層包括硫族化物材料。示例20可以包括示例17-19中的任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是移動(dòng)計(jì)算設(shè)備，所述移動(dòng)計(jì)算設(shè)備包括與所述電路板耦合的以下中的一個(gè)或多個(gè)：天線、顯示器、觸摸屏顯示器、觸摸屏控制器、電池、音頻編解碼器、視頻編解碼器、功率放大器、全球定位系統(tǒng)(gps)設(shè)備、羅盤、蓋格計(jì)數(shù)器、加速度計(jì)、陀螺儀、揚(yáng)聲器、或攝像機(jī)。

多種實(shí)施例可以包括上述實(shí)施例中的任何適合的組合，其包括以上述結(jié)合形式(和)描述的實(shí)施例的替代的(或)實(shí)施例(例如，“和”可以是“和/或”)。此外，一些實(shí)施例可以包括具有存儲(chǔ)在其上的指令的一個(gè)或多個(gè)制品(例如，非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))，當(dāng)執(zhí)行時(shí)，指令會(huì)產(chǎn)生上述實(shí)施例中任何一個(gè)的動(dòng)作。此外，一些實(shí)施例可以包括具有用于執(zhí)行上述實(shí)施例的多種操作的任何適合的單元的裝置或系統(tǒng)。

所示出的實(shí)施方式的以上描述，包括摘要中的所述內(nèi)容，不旨在是詳盡的，或不旨在將本公開的實(shí)施例限制于公開的精確形式。雖然用于說明性的目的本文中描述了具體的實(shí)施方式和示例，但是在本公開的范圍內(nèi)進(jìn)行多種等同的修改是可能的，正如相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到的。

鑒于以上詳細(xì)描述，可以對(duì)本公開的實(shí)施例進(jìn)行這些修改。以下權(quán)利要求中使用的術(shù)語不應(yīng)該被理解為將本公開的多種實(shí)施例限制于說明書和權(quán)利要求中公開的具體的實(shí)施方式。而是，該范圍將完全由所附權(quán)利要求確定，這將根據(jù)已確立的權(quán)利要求解讀的原則來進(jìn)行解釋。