热限域相变单元的制作方法

本发明总体涉及电气、电子和计算机，更具体地，涉及用于对相变单元等进行热隔离的技术。

背景技术：

1、相变单元可以有利地结合到比如开关、存储器和存储元件等各种各样的电子器件中，因为相变材料(“pcm”)可以通过施加产生热量的电流脉冲，在非晶态的高电阻率(即reset)与晶态的低电阻率(即set)之间可逆地转变。快速(数十纳秒)的高温电流脉冲用于使pcm非晶化成高电阻复位状态，而高于结晶温度的长(数百纳秒至数十微秒)的中温脉冲用于使pcm结晶成低电阻置位状态。

2、图1a和图1b分别是现有技术限域(confined)型相变单元和蘑菇型相变单元的各方面的横截面图。在两种情况下，单元100均包括顶部电极110、底部电极120和相变材料的节点130。相邻单元由使这些单元彼此电隔离的介电材料150分隔。图1b的蘑菇型单元还包括连接底部电极120和相变材料130的加热器。

技术实现思路

1、本发明的原理提供了用于邻近相变单元的热限域结构的技术。在一个方面，一种示例性半导体结构包括顶部电极、底部电极、介于顶部电极和底部电极之间的节点以及与节点接触的热限域结构，其中，节点包括相变材料，并且其中，热限域结构包括介电层和织构化(textured)部件。

2、可选地，器件的织构化部件包括超晶格。

3、可选地，超晶格的范德华间隙平行于器件的电流流动。

4、可选地，器件的顶部电极、底部电极和节点具有相同的宽度。

5、可选地，器件的节点宽度小于第一电极宽度。

6、可选地，器件的织构化部件包括第一层和第二层的交替层，其中，第一层与介电层接触并包括sb2te3，并且第二层与第一层接触并且第二层包括gete。

7、可选地，器件还可以包括第二顶部电极、第二底部电极以及介于第二顶部电极和第二底部电极之间的第二节点，其中，热限域结构与第二节点接触，并且其中，介电层为u形。

8、在另一方面，一种示例性器件包括顶部电极、底部电极、介于顶部电极和底部电极之间的节点以及与节点接触并位于节点之上的热限域结构，其中，节点包括相变材料，并且其中，热限域结构包括第一层和第二层。

9、可选地，器件的热限域结构包括超晶格。

10、可选地，超晶格的范德华间隙垂直于器件的电流流动。

11、可选地，顶部电极和节点具有相同的宽度，该宽度大于底部电极的宽度。

12、在又一方面，一种示例性器件包括第一相变单元、第二相变单元以及介于第一相变单元和第二相变单元之间的热限域结构，其中，热限域结构包括介电层和织构化相变材料。

13、可选地，介电层与底表面、第一相变单元侧壁和第二相变单元侧壁共形。

14、可选地，第一相变单元和第二相变单元中的每个的整个侧壁是直的并且彼此平行。

15、可选地，第一相变单元和第二相变单元包括顶部电极、底部电极以及介于顶部电极和底部电极之间的节点，并且其中，节点宽度小于电极宽度。

16、在再一方面，一种示例性器件包括第一电极、第二电极、介于第一电极和第二电极之间的节点；以及邻近节点的热限域结构，其中，热限域结构包括织构化相变材料。

17、可选地，器件的热限域结构还包括与节点接触的介电材料，并且其中，织构化相变材料的一部分设置成平行于器件电流方向。增加介电层进一步增强热阻。

18、可选地，织构化相变材料的第二部分设置成垂直于器件电流方向。

19、可选地，第一电极和节点不具有共同宽度。

20、可选地，器件的热限域结构位于节点和第一电极之间，并且热限域结构还包括与节点接触的种子层，并且织构化相变材料的至少一部分设置成垂直于器件电流方向。

21、在还一方面，一种形成器件的示例性方法包括形成第一电极、形成第二电极、形成介于第一电极和第二电极之间的节点以及形成邻近节点的热限域结构，其中，热限域结构包括织构化相变材料。

22、可选地，热限域结构还包括与节点接触的介电材料，并且其中，织构化相变材料的一部分设置成平行于器件电流方向。

23、可选地，织构化相变材料的一部分设置成垂直于器件电流方向。

24、可选地，第一电极和节点不具有共同宽度。

25、可选地，热限域结构位于节点和第一电极之间，其中，热限域结构还包括与节点接触的种子层，并且织构化相变材料的至少一部分设置成垂直于编程电流方向。

26、如本文所用，“促进”动作包括执行动作、使动作更容易、帮助实施动作或使动作被执行。因此，仅作为示例而非限制，在处理器上执行的指令可以通过发送适当的数据或命令以使动作被执行或协助执行动作，来促进由半导体制造设备实施的动作。当行为主体通过执行动作以外的方式促进动作时，该动作仍由某个实体或实体组合执行。

27、本文公开的技术可以提供显著有益的技术效果。一些实施例可能不具有这些潜在优点，并且并非所有实施例都必然需要这些潜在优点。仅作为示例而非限制，一个或多个实施例可以提供以下中的一个或多个：

28、• 通过减少热损失，允许降低编程电流；

29、• 通过减少热损失、通过限制相邻器件之间的热串扰，允许提高可靠性；

30、• 允许减小单元尺寸，从而有助于高集成密度；

31、• 允许在后端工艺中易于制造；以及

32、• 通过降低编程的电功率要求，允许提高器件循环能力。

33、通过以下结合附图阅读的示例性实施例的详细描述，这些及其它特征和优点将变得显而易见。

1.一种器件，包括：

2.根据权利要求1所述的器件，其中，所述织构化部件包括超晶格。

3.根据权利要求2所述的器件，其中，所述超晶格的范德华间隙平行于所述器件的电流流动。

4.根据权利要求1所述的器件，其中，所述顶部电极、所述底部电极和所述节点具有相同的宽度。

5.根据权利要求1所述的器件，其中，节点宽度小于第一电极宽度。

6.根据权利要求1所述的器件，其中，所述织构化部件包括第一层和第二层的交替层；

7.根据权利要求1所述的器件，还包括：

8.一种器件，包括：

9.根据权利要求8所述的器件，其中，所述热限域结构包括超晶格。

10.根据权利要求9所述的器件，其中，所述超晶格的范德华间隙垂直于所述器件的电流流动。

11.根据权利要求8所述的器件，其中，所述顶部电极和所述节点具有相同的宽度，该宽度大于底部电极宽度。

12.一种器件，包括：

13.根据权利要求12所述的器件，其中，所述介电层与底表面、第一相变单元侧壁和第二相变单元侧壁共形。

14.根据权利要求13所述的器件，其中，所述第一相变单元和所述第二相变单元中的每个的整个侧壁是直的并且彼此平行。

15.根据权利要求13所述的器件，其中，在所述第一相变单元和所述第二相变单元中的每个中包括顶部电极、底部电极以及介于顶部电极和底部电极之间的节点；并且

16.一种器件，包括：

17.根据权利要求16所述的器件，其中，所述热限域结构还包括与所述节点接触的介电材料，并且其中，所述织构化相变材料的一部分设置成平行于器件电流方向。

18.根据权利要求17所述的器件，其中，所述织构化相变材料的第二部分设置成垂直于器件电流方向。

19.根据权利要求17所述的器件，其中，所述第一电极和所述节点不具有共同宽度。

20.根据权利要求16所述的器件，其中：

21.一种制造器件的方法，包括：

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述热限域结构还包括与所述节点接触的介电材料，并且其中，所述织构化相变材料的一部分设置成平行于器件电流方向。

23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述织构化相变材料的一部分设置成垂直于器件电流方向。

24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第一电极和所述节点不具有共同宽度。

25.根据权利要求21所述的方法，其中：