DE10236439B3 - Memory arrangement comprises a substrate, memory regions formed in and/or on the substrate with electrical resistances that can be adjusted by thermal treatment and structure arranged between the memory regions to remove heat - Google Patents

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Abstract

Memory arrangement comprises: (a) a substrate; (b) a number of memory regions formed in and/or on the substrate with electrical resistances that can be adjusted by thermal treatment; and (c) structure arranged between the memory regions to remove heat introduced by the memory regions. An Independent claim is also included for a process for operating the memory arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Speicher-Anordnung, ein Verfahren zum Betreiben einer Speicher-Anordnung und ein Verfahren zum Herstellen einer Speicher-Anordnung.The invention relates to a memory arrangement, a method for operating a memory arrangement and a method for making a memory array.

Aus [1],[2] ist ein nichtflüchtiger Speicher unter Verwendung von GexSbyTez als Speicherbereich bekannt. Bei dem Material GexSbyTez kann eine Phasenumwandlung zwischen einer amorphen und einer kristallinen Phase stattfinden. Bei dieser Umwandlung ändert sich der elektrische Widerstand des Materials signifikant. Bei einem kurzzeitigen Strompuls wird das Material anschaulich aufgeschmolzen. Bei einer nachfolgenden schnellen Abkühlung verbleibt das Material in einem amorphen Zustand, in welchem das Material einen hohen elektrischen Widerstand aufweist. Das Umprogrammieren in einen kristallinen Zustand erfolgt unter Verwendung eines schwächeren Strompulses, der für eine längere Zeit angelegt wird. Dadurch kühlt sich das Material ausreichend langsam ab, um eine kristalline Phase auszubilden, die einen niedrigeren Widerstand hat.A non-volatile memory using Ge x Sb y Te z as a memory area is known from [1], [2]. With the material Ge x Sb y Te z , a phase change can take place between an amorphous and a crystalline phase. With this conversion, the electrical resistance of the material changes significantly. In the case of a brief current pulse, the material is visually melted. During a subsequent rapid cooling, the material remains in an amorphous state in which the material has a high electrical resistance. Reprogramming to a crystalline state is done using a weaker current pulse that is applied for a long time. As a result, the material cools sufficiently slowly to form a crystalline phase that has a lower resistance.

In 6 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Speicherzelle 600 gemäß dem beschriebenen Prinzip gezeigt.In 6 is a memory cell known from the prior art 600 shown according to the principle described.

Zwischen einer ersten Elektrode 601 und einer zweiten Elektrode 602 ist eine Anordnung aus einem Heizelement 603 und einer GexSbyTez-Schicht 604 angeordnet. Mittels Anlegens eines elektrischen Stroms zwischen den Elektroden 601, 602 kann unter Verwendung des Heizelements 603 ein programmierbarer Bereich 605 der GexSbyTez-Schicht 604 derart stark erhitzt werden, dass eine Umwandlung zwischen einer amorphen und einer kristallinen Phase ermöglicht ist. Bei einem zeitlich ausreichend langen und ausreichend schwachen Puls wird der programmierbare Bereich 605 in einen kristallinen Zustand gebracht, bei Anlegen eines ausreichend kurzen und starken Pulses wird der programmierbare Bereich 605 in einen amorphen Zustand gebracht. Da der amorphe Zustand einen wesentlich höheren elektrischen Widerstand aufweist als der kristalline Zustand, kann mittels Anlegens eines kleinen Lesestroms zwischen den Elektroden 601, 602 abgetastet werden, in welchem Zustand der programmierbare Bereich 605 als Speicherbereich befindlich ist.Between a first electrode 601 and a second electrode 602 is an arrangement of a heating element 603 and a Ge x Sb y Te z layer 604 arranged. By applying an electrical current between the electrodes 601 . 602 can using the heating element 603 a programmable area 605 the Ge x Sb y Te z layer 604 are heated to such an extent that a conversion between an amorphous and a crystalline phase is made possible. If the pulse is long enough and weak enough, the programmable range becomes 605 brought into a crystalline state, when a sufficiently short and strong pulse is applied, the programmable area becomes 605 brought into an amorphous state. Since the amorphous state has a significantly higher electrical resistance than the crystalline state, a small reading current can be applied between the electrodes 601 . 602 the state in which the programmable area is scanned 605 is located as a storage area.

Werden Speicherzellen wie die in 6 gezeigte Speicherzelle 600 in ein hochdichtes Array gepackt, kann es zu unerwünschter Wärmekopplung zwischen den einzelnen Zellen kommen. Bei einer langen Programmierzeit (typischerweise 100ns), wie sie zum Einstellen der kristallinen Phase erforderlich ist, kann unerwünschterweise Wärme auf eine zu der zu programmierenden Speicherzelle benachbarten Speicherzelle übertragen werden, und somit deren Zustand unbeabsichtigt geändert werden. Dadurch kann die in der benachbarten Speicherzelle enthaltene Information verloren gehen. Die hohe Temperatur zum Erzeugen der amorphen Phase bleibt wegen der kürzeren Zeitdauer (typischerweise 5ns) im Wesentlichen an einer zu programmierenden Speicherzelle lokalisiert, wobei auch in diesem Fall ein Teil der Wärme unerwünschterweise aus der Speicherzelle abgeleitet werden kann. Dies ist besonders kritisch bei dem Fall von zwei benachbarten Zellen, von denen eine in der amorphen und die andere in der kristallinen Phase befindlich ist, wobei eine Zelle vom amorphen Zustand in den kristallinen Zustand übergeführt wird. Hierzu muss für längere Zeit eine bestimmte Temperatur in der zu programmierenden Speicherzelle erhalten bleiben, die sich auf die Nachbarzelle übertragen kann und deren Zustand ebenfalls ändern kann.Will memory cells like the one in 6 shown memory cell 600 Packed in a high-density array, undesirable heat coupling between the individual cells can occur. With a long programming time (typically 100 ns), as is required to set the crystalline phase, heat can be undesirably transferred to a memory cell adjacent to the memory cell to be programmed, and the state thereof can thus be changed unintentionally. As a result, the information contained in the adjacent memory cell can be lost. The high temperature for generating the amorphous phase remains essentially localized on a memory cell to be programmed because of the shorter time period (typically 5 ns), in which case a part of the heat can also be undesirably dissipated from the memory cell. This is particularly critical in the case of two adjacent cells, one of which is in the amorphous and the other in the crystalline phase, one cell being converted from the amorphous state to the crystalline state. For this purpose, a certain temperature must be maintained in the memory cell to be programmed for a longer period of time, which can be transferred to the neighboring cell and whose state can also change.

Unter anderem aus den beschriebenen Gründen ist es bislang nicht gelungen, eine Speicher-Anordnung unter Verwendung von GexSbyTez-Bereichen mit einer ausreichend hohen Packungsdichte zu generieren, da eine hohe Packungsdichte einen geringen Abstand und daher Probleme mit Wärmekopplung zwischen einzelnen Zellen mit sich bringt.For the reasons described, among other things, it has so far not been possible to generate a memory arrangement using Ge x Sb y Te z regions with a sufficiently high packing density, since a high packing density has a small spacing and therefore problems with heat coupling between individual cells brings with it.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Speicherzellen-Anordnung mit Speicherzellen mit veränderbarem elektrischen Widerstand zu schaffen, bei der die Integrationsdichte erhöht ist und simultan ein ausreichend sicheres Programmieren ermöglicht ist.The invention is based on the problem, a Memory cell arrangement with changeable memory cells to create electrical resistance at which the integration density elevated and at the same time a sufficiently secure programming is made possible.

Das Problem wird gelöst durch eine Speicher-Anordnung, durch ein Verfahren zum Betreiben einer Speicher-Anordnung und durch ein Verfahren zum Herstellen einer Speicher-Anordnung mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.The problem is solved by a memory arrangement, by a method for operating a Storage arrangement and by a method of manufacturing Memory arrangement with the features according to the independent claims.

Die erfindungsgemäße Speicher-Anordnung enthält ein Substrat und eine Mehrzahl von auf und/oder in dem Substrat ausgebildeten Speicherbereichen, von denen jeder derart eingerichtet ist, dass der elektrische Widerstand des jeweiligen Speicherbereichs mittels thermischen Behandelns selektiv auf einen ersten Wert oder auf einen zweiten Wert einstellbar ist, der größer ist als der erste Wert. Ferner weist die erfindungsgemäße Speicher-Anordnung eine zwischen den Speicherbereichen angeordnete Wärmeabführ-Struktur zum Abführen von einem der Speicherbereiche zugeführter Wärme auf.The memory arrangement according to the invention contains a substrate and a plurality of formed on and / or in the substrate Storage areas, each of which is set up in such a way that the electrical resistance of the respective storage area by means of thermal Treat selectively to a first value or to a second The value that can be set is greater than the first value. Furthermore, the memory arrangement according to the invention has a arranged between the storage areas heat dissipation structure for dissipating one of the memory areas Heat up.

Ferner ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betreiben einer Speicher-Anordnung mit den oben beschriebenen Merkmalen bereitgestellt, wobei gemäß dem Verfahren ein elektrisches Schreib-Signal angelegt wird, das derart eingerichtet ist, dass dadurch für den jeweiligen Speicherbereich der Wert seines elektrischen Widerstands auf den ersten oder den zweiten Wert eingestellt wird. Alternativ wird gemäß dem Verfahren ein elektrisches Lese-Signal angelegt, das derart eingerichtet ist, dass dadurch für einen jeweiligen Speicherbereich der Wert seines elektrischen Widerstands erfassbar ist.Furthermore, the invention provides a method for operating a memory arrangement with the features described above, an electrical write signal being applied in accordance with the method, which is set up in such a way that the value of its electrical resistance to the first or the second value is set. Alternatively, ge According to the method, an electrical read signal is applied which is set up in such a way that the value of its electrical resistance can be detected for a respective memory area.

Gemäß einem Verfahren zum Herstellen einer Speicher-Anordnung wird eine Mehrzahl von Speicherbereichen auf und/oder in einem Substrat ausgebildet, von denen jeder derart eingerichtet wird, dass der elektrische Widerstand des jeweiligen Speicherbereichs mittels thermischen Behandelns selektiv auf einen ersten Wert oder auf einen zweiten Wert einstellbar ist, der größer ist als der erste Wert. Zwischen den Speicherbereichen wird eine Wärmeabführ-Struktur zum Abführen von einem der Speicherbereiche zugeführter Wärme angeordnet.According to a manufacturing method A memory array becomes a plurality of memory areas formed on and / or in a substrate, each of which is such is set up that the electrical resistance of the respective memory area selectively to a first value by means of thermal treatment or can be set to a second value that is greater than the first value. Between the storage areas has a heat dissipation structure for dissipating one of the memory areas Arranged heat.

Eine Grundidee der Erfindung besteht darin, eine ausreichend gut wärmeleitende Strukaur zwischen den Speicherbereichen der erfindungsgemäßen Speicher-Anordnung anzuordnen, und somit einen unerwünschten Wärmeübertrag auf eine zu einer zu programmierenden (oder auszulesenden) Speicherzelle benachbarten Speicherzelle zu verhindern. Dadurch ist erfindungsgemäß sichergestellt, dass in eine Speicherzelle ausreichend sicher eine Information einspeicherbar oder auslesbar ist, und dass simultan die anderen Speicherzellen bei einem Programmier- oder Lesevorgang vor einem unerwünschten Ändern des Speicherinhalts geschützt sind. Dadurch ist die Haltezeit erhöht und die Fehlerrobustheit der Speicher-Anordnung verbessert.A basic idea of the invention exists in being a sufficiently good heat conductor Strukaur between the memory areas of the memory arrangement according to the invention to arrange, and thus an undesirable heat transfer to one to one programming (or to be read) memory cell adjacent To prevent memory cell. This ensures according to the invention that that information can be stored in a memory cell with sufficient certainty or can be read out, and that the other memory cells simultaneously during a programming or reading process before an undesired change of the Storage content protected are. This increases the holding time and the robustness of the error Memory arrangement improved.

Anschaulich ist die Wärmeabführ-Struktur ein Wärmebad mit einer ausreichend großen Wärmekapazität, so dass eine hohe Wärmemenge, wie sie beispielsweise beim Programmieren der Speicherbereiche auftritt, von der Wärmeabführ-Struktur aufgenommen werden kann, und höchstens ein sehr geringer Anteil der freiwerdenden Wärme an benachbarte Speicherzellen übertragen werden. Dadurch sind diese benachbarten Speicherzellen davor geschützt, unerwünschterweise umprogrammiert zu werden.The heat dissipation structure is clear heat bath with a sufficiently large one Heat capacity so that a high amount of heat, as occurs, for example, when programming the memory areas, of the heat dissipation structure can be included, and at most a very small proportion of the heat released is transferred to neighboring storage cells become. This protects these neighboring memory cells from it, undesirably to be reprogrammed.

Die erfindungsgemäße Speicher-Anordnung hat den Vorteil, dass sie bei zunehmender Integrationsdichte skalierbar ist, da die zu injizierende Energie proportional zu dem Volumen eines Speicherbereichs ist. Ferner sind bei der Speicher-Anordnung sehr gute Schreib- und Lesezeiten erreichbar, beispielsweise viel besser als bei Flashspeichern. Ferner sind sehr geringe Schreib- und Lesespannungen (in der Größenordnung von einem Volt) ausreichend, wohingegen bei Flashspeichern hohe Spannungen von typischerweise 10 Volt und mehr erforderlich sind. Dadurch wird Energie eingespart, die Abwärme verringert und empfindliche integrierte Bauelemente sind vor einer unerwünschten Beeinflussung durch hohe elektrische Spannungen geschützt.The memory arrangement according to the invention has the Advantage that they become scalable with increasing integration density is because the energy to be injected is proportional to the volume a memory area. Furthermore, the storage arrangement is very good writing and reading times can be achieved, for example much better than with flash memories. Furthermore, very low write and read voltages (in of the order of magnitude of one volt) is sufficient, whereas high for flash memories Voltages of typically 10 volts and more are required. This saves energy, reduces waste heat and makes it more sensitive Integrated components are subject to unwanted interference from high electrical voltages protected.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Preferred developments of the invention result themselves from the dependent Claims.

Die Speicher-Anordnung der Erfindung kann derart eingerichtet sein, dass an jeden der Speicherbereiche selektiv ein elektrisches Schreib-Signal anlegbar ist, das derart eingerichtet ist, dass dadurch für den jeweiligen Speicherbereich der Wert seines elektrischen Widerstands auf den ersten oder den zweiten Wert eingestellt wird. Alternativ kann ein elektrisches Lese-Signal angelegt werden, das derart eingerichtet ist, dass dadurch für einen jeweiligen Speicherbereich der Wert seines elektrischen Widerstands erfassbar ist. Insbesondere bei Anlegen eines elektrischen Schreib-Signals sind ausreichend hohe elektrische Ströme erforderlich, um den Speicherinhalt eines Speicherbereichs umzuprogrammieren. Aufgrund der Verwendung der erfindungsgemäßen Wärmeabführ-Struktur sind allerdings zu einem programmierbaren Speicherbereich benachbarte Speicherbereiche während des Programmierens vor einem unerwünschten Umprogrammieren geschützt.The memory arrangement of the invention can be set up in such a way that at each of the memory areas an electrical write signal can be selectively applied in such a way is set up for the respective memory area the value of its electrical resistance is set to the first or the second value. alternative an electrical read signal can be applied that is set up in this way is that for a respective memory area the value of its electrical resistance is detectable. Especially when an electrical write signal is applied Sufficiently high electrical currents are required to store the memory to reprogram a memory area. Because of the use the heat dissipation structure according to the invention are, however, memory areas adjacent to a programmable memory area while programming protected against unwanted reprogramming.

Die Wärmeabführ-Struktur kann derart eingerichtet sein, dass bei Anlegen des Schreib-Signals an einen jeweiligen Speicherbereich zum Einstellen des Werts eines elektrischen Widerstands die aus dem Schreib-Signal resultierende Wärme derart abgeführt wird, dass die anderen Speicherbereiche vor einer Änderung ihres elektrischen Widerstands infolge des Schreib-Signals geschützt sind.The heat dissipation structure can be set up in this way be that when the write signal is applied to a respective memory area to set the value of an electrical resistance from the Write signal resulting heat dissipated like this that the other memory areas before a change their electrical resistance due to the write signal are protected.

Das Schreib-Signal kann insbesondere ein elektrischer Strom mit vorgebbarer Stärke sein, der für eine vorgebbare Zeit an einen jeweiligen Speicherbereich anlegbar ist.The write signal can in particular be an electric current with a predeterminable strength, which is for a predeterminable Time can be applied to a respective memory area.

Zumindest ein Teil der Speicherbereiche ist vorzugsweise zumindest teilweise von. einer Wärmeisolations-Struktur umgeben, die derart eingerichtet ist, dass sie die Wärmekopplung zwischen dem zugehörigen Speicherbereich und den anderen Speicherbereichen verhindert. Insbesondere bei kurzen Heizpulsen, wie sie typischerweise erforderlich sind, um einen Speicherbereich von einem Zustand mit dem geringen elektrischen Widerstand. in einen Zustand mit dem hohen elektrischen Widerstand. zu befördern, kann die Wärmeisolations-Struktur die Wärmeabfuhr von einem jeweiligen Speicherbereich verhindern oder zumindest vermindern. Dadurch ist die Wärmemenge in dem umzuprogrammierenden Speicherbereich ausreichend sicher lokalisiert, so dass der umzuprogrammierende Speicherbereich sicher umprogrammierbar ist und benachbarte Speicherbereiche vor einer unerwünschten Programmierung geschützt sind.At least part of the memory areas is preferably at least partially from. a heat insulation structure surrounded, which is set up so that it is the heat coupling between the associated Storage area and the other storage areas prevented. In particular with short heating pulses, as are typically required, around a storage area from a state with low electrical Resistance. in a state with high electrical resistance. to transport, can the heat insulation structure the heat dissipation prevent or at least reduce from a respective memory area. This is the amount of heat sufficiently localized in the memory area to be reprogrammed, so that the memory area to be reprogrammed can be safely reprogrammed and adjacent memory areas from an unwanted Programming protected are.

Anschaulich verbleibt aufgrund der Funktionalität der Wärmeisolations-Struktur bei kurzen Heizpulsen (typischerweise 5ns), wie sie zum Generieren des Zustands des Speicherbereichs mit einem hohen elektrischen Widerstand erforderlich sind, fast die gesamte Wärme innerhalb des ausgewählten Speicherbereichs.Clearly remains due to the functionality the thermal insulation structure with short heating pulses (typically 5ns) as they are used to generate the State of the memory area with a high electrical resistance almost all of the heat is required within the selected storage area.

Bei längeren Heizpulsen (typischerweise 100ns), wie sie häufig zum Umwandeln des Speicherbereichs in einen Zustand mit dem niedrigen elektrischen Widerstand erforderlich sind, wird ein Teil der Wärme an die Wärmeabführ-Struktur abgegeben, wobei die Wärmestruktur vorzugsweise derart eingerichtet ist, dass sie sich nur geringfügig aufheizt.For longer heating pulses (typically 100 ns), as are often required to convert the storage area to a low electrical resistance state, some of the heat is given off to the heat dissipation structure, with the heat structure preferably being Art is set up that it heats up only slightly.

Die Speicher-Anordnung kann derart eingerichtet sein, dass jeder der Speicherbereiche zwischen einer amorphen und einer kristallinen Phase (d.h. insbesondere Gitterstruktur) umschaltbar ist, wobei der Speicherbereich in der kristallinen Phase den ersten Wert und in der amorphen Phase den zweiten Wert des elektrischen Widerstands aufweist.The memory arrangement can be such be set up so that each of the memory areas between a amorphous and a crystalline phase (i.e. in particular lattice structure) is switchable, the memory area in the crystalline phase first value and in the amorphous phase the second value of the electrical Resistance.

Die Speicherbereiche der Speicher-Anordnung sind vorzugsweise derart eingerichtet, dass die kristalline Phase mittels Anlegens des Schreib-Signals für ein erstes Zeitintervall und dass die amorphe Phase mittels Anlegens des Schreib-Signals für ein zweites Zeitintervall einstellbar ist, wobei das erste Zeitintervall größer ist als das zweite Zeitintervall.The memory areas of the memory arrangement are preferably set up in such a way that the crystalline phase by applying the write signal for a first time interval and that the amorphous phase by applying the write signal for a second Time interval is adjustable, the first time interval being larger than the second time interval.

Anschaulich wird die kristalline Phase des Speicherbereichs mittels Erhitzens durch ein ausreichend langes Anlegen eines Heizsignals (bzw. durch ein ausreichend langsames Abkühlen) generiert. Eine amorphe Phase kann generiert werden, indem der Speicherbereich einem kurzzeitigen Heizsignal ausgesetzt wird (bzw. ausreichend schnell abgekühlt wird).The crystalline becomes vivid Phase of the storage area by heating through a sufficient long application of a heating signal (or by a sufficiently slow Cooling down) generated. An amorphous phase can be generated by the memory area is exposed to a brief heating signal (or sufficient is cooled quickly).

Vorzugsweise weisen die Speicherbereiche ein Chalkogenid-Material, insbesondere eine Legierung GexSbyTez (Germanium, Antimon, Tellur) auf. Solche Materialien weisen den Vorteil auf, dass sie unter Verwendung ausreichend kleiner elektrischer Ströme mit kurzen Programmierzeiten (5ns bzw. 100ns) umprogrammierbar sind. Der Unterschied der elektrischen Widerstände in den beiden Phasenzuständen ist signifikant, so dass ein fehlerrobustes Programmieren und Auslesen von Speicherinformation ermöglicht ist. Typische Werte der elektrischen Widerstände von Chalkogenid-Speicherbereichen liegen im Bereich von 1kΩ für die kristalline Phase und im Bereich von 100kΩ für die amorphe Phase.The storage areas preferably have a chalcogenide material, in particular an alloy Ge x Sb y Te z (germanium, antimony, tellurium). Such materials have the advantage that they can be reprogrammed using sufficiently small electrical currents with short programming times (5ns or 100ns). The difference in the electrical resistances in the two phase states is significant, so that programming and reading of memory information that is robust in error is made possible. Typical values of the electrical resistances of chalcogenide storage areas are in the range of 1kΩ for the crystalline phase and in the range of 100kΩ for the amorphous phase.

Alternativ zu Chalkogeniden kann auch jedes andere Material verwendet werden, das mittels Temperns selektiv in einen amorphen oder kristallinen Zustand übergeführt werden kann. Als Beispiel für ein weiteres geeignetes Material ist die Materialkombination kristallines Silizium/amorphes Silizium zu nennen, was insbesondere für die Integrierbarkeit der erfindungsgemäßen Speicher-Anordnung in die Siliziummikrotechnologie vorteilhaft ist.As an alternative to chalcogenides also any other material can be used that is by means of annealing be selectively converted into an amorphous or crystalline state can. As an example of Another suitable material is the combination of crystalline materials To name silicon / amorphous silicon, which is particularly important for the integrability of the memory arrangement according to the invention in silicon microtechnology is advantageous.

Das Material der Wärmeabführ-Struktur ist vorzugsweise ein Metall, polykristallines Silizium oder ein Aluminat (insbesondere Aluminiumoxid, Al2O3). Bei Verwendung eines Metalls kann der vorteilhafte Effekt verwendet werden, dass Metalle unter typischen. Bedingungen typischerweise eine um einen Faktor hundert größere Wärmeleitfähigkeit aufweisen als Isolatoren. Dadurch ist ein Wärmebad geschaffen, das geeignet ist, beim Programmieren von Speicherbereichen anfallende Wärmemengen ausreichend. sicher über die erfindungsgemäße Speicher-Anordnung zu verteilen und somit nicht umzuprogrammierende Speicherbereiche vor einem unerwünschten Ändern ihres Phasenzustands und somit Speicherzustands zu schützen.The material of the heat dissipation structure is preferably a metal, polycrystalline silicon or an aluminate (in particular aluminum oxide, Al 2 O 3 ). When using a metal, the advantageous effect can be used that metals are typical. Conditions typically have a factor of a hundred greater thermal conductivity than insulators. This creates a heat bath that is suitable for sufficient amounts of heat generated when programming storage areas. to be distributed securely over the memory arrangement according to the invention and thus to protect memory areas that are not to be reprogrammed from an undesired change in their phase state and thus memory state.

Bei der erfindungsgemäßen Speicher-Anordnung kann die Isolationsstruktur derart eingerichtet sein, dass sie den zugehörigen Speicherbereich von den anderen Speicherbereichen elektrisch entkoppelt.In the memory arrangement according to the invention the insulation structure can be set up in such a way that it associated Storage area electrically decoupled from the other storage areas.

Mit anderen Worten kann. die Wärmeisolations-Struktur nicht nur zum Wärmeisolieren, sondern zusätzlich zum elektrischen Entkoppeln eingerichtet sein und fungieren. Beispielsweise kann die Wärmeisolations-Struktur ein Hohlraum sein, oder sie kann aus einem elektrisch-isolierenden Material hergestellt sein. Insbesondere kann. die Wärmeisolations-Struktur aus Siliziumoxid (SiO2) oder Siliziumnitrid (Si3N4) hergestellt sein.In other words, it can. the heat insulation structure must not only be set up and function for heat insulation, but also for electrical decoupling. For example, the heat insulation structure can be a cavity or it can be made of an electrically insulating material. In particular, can. the heat insulation structure can be made of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ).

Vorzugsweise sind die Speicherbereiche matrixförmig auf und/oder in dem Substrat angeordnet. Die Wärmeabführ-Struktur kann die Speicherbereiche im Wesentlichen gitterförmig umgeben. Alternativ kann die Wärmeabführ-Struktur die Speicherbereiche auch zickzackförmig, mäanderförmig oder gemäß einer anderen funktionell geeigneten Form umgeben.The storage areas are preferably in the form of a matrix and / or arranged in the substrate. The heat dissipation structure can cover the storage areas essentially lattice-shaped surround. Alternatively, the heat dissipation structure the storage areas also zigzag, meandering or according to one surround another functionally suitable form.

Als Substrat eignet sieh insbesondere ein Halbleiter-Substrat, weiter insbesondere ein Silizium-Substrat. Allerdings kann auch jedes andere Substrat (beispielsweise Glas, Keramik) verwendet werden.As a substrate see in particular a semiconductor substrate, furthermore in particular a silicon substrate. However, it can also any other substrate (e.g. glass, ceramic) can be used.

Zumindest ein Teil der Speicherbereiche kann ein mit dem jeweiligen Speicherbereich wärmeleitfähig gekoppeltes Heizelement aufweisen, mittels welchem dem jeweiligen Speicherbereich thermische Energie zuführbar ist. Indem ein Heizelement, vorzugsweise aus einem Material mit einem ausreichend hohen ohmschem Widerstand, mit einem jeweiligen Speicherbereich gekoppelt ist, ist sichergestellt, dass bei Anlegen eines elektrischen Stroms das Heizelement ausreichend stark erwärmt wird, wodurch auch der damit gekoppelte Speicherbereich in räumlich definierter Weise erwärmt wird. Das Heizelement kann Wolfram und/oder polykristallines Silizium aufweisen.At least part of the memory areas can a heating element coupled to the respective storage area in a thermally conductive manner have, by means of which the respective storage area thermal energy supplied is. By using a heating element, preferably made of a material a sufficiently high ohmic resistance, with a respective Storage area is coupled, it is ensured that when creating an electric current, the heating element is heated sufficiently strong, whereby the associated storage area is also heated in a spatially defined manner. The heating element can be tungsten and / or polycrystalline silicon exhibit.

Es ist anzumerken, dass die Ausgestaltungen, die oben für die erfindungsgemäße Speicher-Anordnung beschrieben sind, auch für das Verfahren zum Betreiben einer Speicher-Anordnung bzw. für das Verfahren zum Herstellen einer Speicher-Anordnung gelten.It should be noted that the configurations, the above for the memory arrangement according to the invention are also described for the method for operating a memory arrangement or for the method apply to making a memory array.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Weiteren näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the figures and are explained in more detail below.

Es zeigen:Show it:

1A bis 1E Schichtenfolgen zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines Verfahrens zum Herstellen einer Speicher-Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1A to 1E Layer sequences at different times during a method for producing a memory arrangement according to a first exemplary embodiment of the invention,

2 eine Layout-Ansicht einer Speicher-Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 2 3 shows a layout view of a memory arrangement according to the first exemplary embodiment of the invention,

3 eine Querschnittsansicht einer Speicher-Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 3 2 shows a cross-sectional view of a memory arrangement according to the first exemplary embodiment of the invention,

4 eine Querschnittsansicht einer Speicher-Anordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 4 2 shows a cross-sectional view of a memory arrangement according to a second exemplary embodiment of the invention,

5A eine schematische Querschnittsansicht eines Speicherbereichs der erfindungsgemäßen Speicher-Anordnung, 5A 2 shows a schematic cross-sectional view of a storage area of the storage arrangement according to the invention,

5B eine andere schematische Querschnittsansicht eines Speicherbereichs einer Speicher-Anordnung gemäß der Erfindung, 5B another schematic cross-sectional view of a memory area of a memory arrangement according to the invention,

6 eine Speicherzelle gemäß dem Stand der Technik. 6 a memory cell according to the prior art.

Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.Same or similar components in different Figures are given the same reference numerals.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 1A bis 1E ein Verfahren zum Herstellen einer Speicher-Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.The following will refer to 1A to 1E describes a method for producing a memory arrangement according to a first exemplary embodiment of the invention.

Dieses Verfahren zeigt ein 6F2 Zellenfeld in teilweiser Anlehnung an die DRAM-Technologie. Es kann alternativ auf jedes andere Zellenfeld aus der DRAM-Technologie zurückgegriffen werden, um die Erfindung auf diese Technologie anzuwenden.This method shows a 6F 2 cell field based in part on the DRAM technology. Alternatively, any other cell array from DRAM technology can be used to apply the invention to this technology.

Um die in 1A gezeigte Schichtenfolge 100 zu erhalten, werden in einem Silizium-Substrat 101 n+-dotierte Bereiche 102 bis 104 als erste bis dritte Source-/Drain-Bereiche ausgebildet. Ferner werden erste und zweite Siliziumoxid-Bereiche 105, 106 in Oberflächenbereichen des Silizium-Substrats mittels Ätzen von Gräben und Auffüllens der Gräben mit Siliziumoxid-Material gebildet. Mittels der Siliziumoxid-Bereiche 105, 106 ist anschaulich eine elektrische Entkopplung unterschiedlicher Speicherzellen einer auszubildenden Speicher-Anordnung realisiert. Ferner werden erste und zweite Wortleitungen 107, 108 aus einem elektrisch leitfähigen Material auf dem Substrat 101 in Bereichen zwischen dem ersten Source-/Drain-Bereich 102 und dem zweiten Source-/Drain-Bereich 103 bzw. zwischen dem zweiten Source-/Drain-Bereich 103 und dem dritten Source-/Drain-Bereich 104 gebildet, wobei zwischen dem Substrat 101 und den Wortleitungen 107, 108 jeweils ein dünner Siliziumoxid-Film als Gate-isolierende Schicht ausgebildet wird. An dem zweiten Source-/Drain-Bereich 103 wird eine gemeinsame Ansteuerleitung 111 aus polykristallinem Silizium ausgebildet. Erste und zweite Hilfsstrukturen 109, 110 sind wie die Wortleitungen 107, 108 aufgebaut und dienen dazu, einen selbstjustierten Kontakt zwischen den Leitungen 108, 110 und 109, 107 zu setzen. Die Ansteuerleitung 111 kann selbstjustiert zwischen den Wortleitungen 107, 108 erzeugt werden. Ferner wird die so erhaltene Schichtenfolge mit Siliziumoxid-Material eingekapselt, wodurch eine Siliziumoxid-Einkapselung 112 gebildet wird.To the in 1A layer sequence shown 100 get in a silicon substrate 101 n + -doped areas 102 to 104 formed as first to third source / drain regions. Furthermore, first and second silicon oxide areas 105 . 106 formed in surface areas of the silicon substrate by etching trenches and filling the trenches with silicon oxide material. By means of the silicon oxide areas 105 . 106 an electrical decoupling of different memory cells of a memory arrangement to be formed is clearly realized. Furthermore, first and second word lines 107 . 108 made of an electrically conductive material on the substrate 101 in areas between the first source / drain area 102 and the second source / drain region 103 or between the second source / drain region 103 and the third source / drain region 104 formed, between the substrate 101 and the word lines 107 . 108 in each case a thin silicon oxide film is formed as a gate insulating layer. At the second source / drain region 103 becomes a common control line 111 formed from polycrystalline silicon. First and second auxiliary structures 109 . 110 are like the word lines 107 . 108 built and serve a self-aligned contact between the lines 108 . 110 and 109 . 107 to put. The control line 111 can be self-aligned between the word lines 107 . 108 be generated. Furthermore, the layer sequence obtained in this way is encapsulated with silicon oxide material, thereby encapsulating silicon oxide 112 is formed.

Um die in 1B gezeigte Schichtenfolge 120 zu erhalten, werden unter Verwendung eines Lithographie- und eines Ätz- Verfahrens Gräben 121 in die Siliziumoxid-Einkapselung 112 geätzt, wodurch die ersten und dritten Source-/Drain-Bereiche 102, 104 freigelegt werden. Ferner wird dotiertes Polysilizium-Material in die Gräben 121 eingebracht und zurückgeätzt, wodurch erste Heizelement-Komponenten 122 gebildet werden. Nachfolgend wird auf den ersten Heizelement-Komponenten 122 Wolfram-Material in den Gräben 121 abgeschieden, wodurch zweite Heizelement-Komponenten 123 ausgebildet werden.To the in 1B layer sequence shown 120 trenches are obtained using a lithography and an etching process 121 in the silicon oxide encapsulation 112 etched, creating the first and third source / drain regions 102, 104 be exposed. Furthermore, doped polysilicon material is placed in the trenches 121 introduced and etched back, creating first heating element components 122 be formed. Below is the first heating element components 122 Tungsten material in the trenches 121 deposited, creating second heating element components 123 be formed.

Um die in 1C gezeigte Schichtenfolge 140 zu erhalten, wird Chalkogenid-Material (GexSbyTez) auf der Oberfläche der Schichtenfolge 120 abgeschieden und ein Teil des Chalkogenid-Materials zurückgeätzt, wodurch Chalkogenid-Strukturen 141 ausgebildet werden. Ferner wird Siliziumoxid-Material der Siliziumoxid-Einkapselung 112 zurückgeätzt.To the in 1C layer sequence shown 140 Chalcogenide material (Ge x Sb y Te z ) is obtained on the surface of the layer sequence 120 deposited and part of the chalcogenide material etched back, creating chalcogenide structures 141 be formed. Furthermore, silicon oxide material is the silicon oxide encapsulation 112 etched back.

Um die in 1D gezeigte Schichtenfolge 160 zu erhalten, werden die freiliegenden Chalkogenid-Strukturen 141 mittels Abscheidens und Zurückätzens von Siliziumoxid-Material von seitlichen Siliziumoxid-Abstandshaltern 161 umgeben. Ferner wird Kupfer-Material oder Aluminium-Material auf der Oberfläche der so erhaltenen Schichtenfolge abgeschieden und zurückgeätzt, wodurch ein Kupfer-Metallgitter 162 (alternativ ein Aluminium-Metallgitter), eingebettet zwischen benachbarten, mittels der Siliziumoxid-Abstandshalter 161 elektrisch und wärmeleitend von der Umgebung weitgehend entkoppelten Chalkogenid-Strukturen 141, ausgebildet wird. Ferner wird zusätzliches Siliziumoxid-Material auf der Oberfläche der so erhaltenen Schichtenfolge abgeschieden und unter Verwendung eines CMP-Verfahrens ("chemical mechanical polishing") planarisiert.To the in 1D layer sequence shown 160 to get the exposed chalcogenide structures 141 by depositing and etching back silicon oxide material from lateral silicon oxide spacers 161 surround. Furthermore, copper material or aluminum material is deposited on the surface of the layer sequence thus obtained and etched back, thereby creating a copper-metal grid 162 (alternatively an aluminum metal grid), embedded between neighboring ones, by means of the silicon oxide spacers 161 Chalcogenide structures largely decoupled electrically and thermally from the environment 141 , is trained. Furthermore, additional silicon oxide material is deposited on the surface of the layer sequence obtained in this way and planarized using a CMP process ("chemical mechanical polishing").

Um die in 1E gezeigte Speicher-Anordnung 180 zu erhalten, wird auf der Schichtenfolge 160 Metall-Material abgeschieden und unter Verwendung eines Lithographie- und eines Ätz-Verfahrens zu einer Bitleitung 181 strukturiert.To the in 1E shown storage arrangement 180 will get on top of the layer sequence 160 Metal material deposited and using a lithography and an etching process to a bit line 181 structured.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 1E die Funktionalität der Speicher-Anordnung 180 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.The following will refer to 1E the functionality of the memory arrangement 180 described according to the first embodiment of the invention.

Anschaulich ist in dem Phasenzustand der Chalkogenid-Strukturen 141 die Speicherinformation der jeweiligen Speicherzelle gespeichert. Die Speicher-Anordnung 180 aus 1E zeigt zwei Speicherzellen, zugehörig den beiden Chalkogenid-Strukturen 141. Die Chalkogenid-Strukturen 141 können jeweils in einem kristallinen Zustand vorliegen, in dem der elektrische Widerstand der Chalkogenid-Strukturen 141 geringer ist als in einem amorphen Zustand. Mittels Anlegens eines elektrischen Stroms wird eine ausgewählte Chalkogenid-Struktur 141, unterstützt durch die Heizelement-Komponenten 122, 123, so stark erwärmt, dass abhängig von der Länge des Anlegens des Pulses (bzw. abhängig von der Abkühlgeschwindigkeit und der Stärke des Pulses) die Chalkogenid-Strukturen 141 selektiv in den kristallinen oder amorphen Zustand gebracht werden können. Mittels Anlegens eines ausreichend langen Heizsignals (typischerweise 100ns) wird die Chalkogenid-Struktur 141 in den kristallinen Zustand gebracht, mittels Anlegens eines ausreichend kurzen Heizsignals (typischerweise 5ns), wird die jeweilige Chalkogenid-Struktur 141 in den amorphen Zustand gebracht. Um beim Anlegen der Heizpulse die daraus resultierende Wärmemenge in einem unmittelbaren Umgebungsbereich der jeweiligen Chalkogenid-Struktur 141 zu lokalisieren, sind die Chalkogenid-Strukturen 141 mit den Siliziumoxid-Abstandshaltern 161 als thermische und elektrische Isolatoren umgeben. Falls, was insbesondere bei einem längeren Heizpuls vorkommen kann, ein Teil der Wärme der Chalkogenid-Strukturen 141 durch den zugehörigen Siliziumoxid-Abstandshalter 161 gelangen kann, wird diese Wärme an das metallische Gitter 162 abgegeben, das sich nur geringfügig aufheizt. Somit sind andere Chalkogenid-Strukturen 141, die in dem vorliegenden Szenario nicht Gegenstand eines Programmierungs-Vorgangs sein sollen, davor geschützt, unbeabsichtigt eine Änderung ihres Phasenzustands (kristallin oder amorph) zu erfahren. Im Weiteren wird beschrieben, wie in die linke der in 1E gezeigten Chalkogenid-Strukturen 141 eine Information programmiert wird. Hierfür wird zunächst die linke Chalkogenid-Struktur 141 als Speicherzelle der Speicher-Anordnung 180 ausgewählt, indem an die erste Wo r tleitung 107, anschaulich der Gate-Bereich eines Auswahl-Transistors, eine solche elektrische Spannung angelegt wird, dass der Bereich des Substrats 101 (Kanal-Bereich) zwischen dem ersten und dem zweiten Source-/Drain-Bereichen 102, 103 elektrisch leitfähig ist. Mittels Anlegens eines ausreichend starken Heizstroms infolge eines Programmier-Signals an der gemeinsamen Ansteuerleitung 111 wird das elektrische Heiz-Signal durch den Kanal-Bereich über die Heizelement-Komponenten 122, 123 in die linke Chalkogenid-Struktur 141 geleitet, wodurch die Chalkogenid-Struktur 141 stark erwärmt wird. Mittels eines ausreichend kurzen Heizpulses wird die Chalkogenid-Struktur 141 in einen amorphen Zustand mit einem hohen elektrischen Widerstand überführt, bei einem ausreichend langen Heizpuls wird die Chalkogenid-Struktur 141 in einen kristallinen Zustand mit niedrigem ohmschen Widerstand überführt. Die Heizelement-Komponenten 122, 123 sind aus einem ausreichend hochohmigen Material ausgebildet, so dass aus dem Heizsignal resultierende ohmsche Wärme in den Heizelement-Komponenten 122, 123 generiert wird, welche Wärme die zugehörige Chalkogenid-Struktur 141 erwärmt. Beispielsweise kann dem kristallinen Zustand der Chalkogenid-Struktur 141 mit dem geringen Wert des ohmschen Widerstands ein logischer Wert "1" zugeordnet werden, und es kann dem amorphen Zustand der Chalkogenid-Struktur 141 mit dem hohen Wert des ohmschen Widerstands ein logischer Wert "0" zugeordnet werden.It is clear in the phase state of chalcogenide structures 141  the Storage information of the respective memory cell is stored. The Memory arrangement 180  out 1E  shows two memory cells, associated the two chalcogenide structures 141 , The chalcogenide structures 141  can each be in a crystalline state in which the electrical Resistance of chalcogenide structures 141  is less than in an amorphous state. By applying an electric current will be a selected one Chalcogenide structure 141 . supports through the heating element components 122 . 123 , so very warm, that dependent ofthe length the application of the pulse (or depending on the cooling rate and strength of the pulse) the chalcogenide structures 141  selectively in the crystalline or amorphous state can be brought. through Application of a sufficiently long heating signal (typically 100ns) becomes the chalcogenide structure 141  brought into the crystalline state, by applying a sufficiently short heating signal (typically 5ns), the respective chalcogenide structure 141  in the brought amorphous state. In order to create the resulting heating pulses heat in the immediate vicinity of the respective chalcogenide structure 141  to localize are the chalcogenide structures 141  with the Silicon oxide spacers 161  as surrounded by thermal and electrical insulators. If what in particular with a longer one Heating pulse can occur, part of the heat of the chalcogenide structures 141  by the associated Silicon oxide spacer 161  can get this Warmth the metallic grid 162  given, which heats up only slightly. So there are other chalcogenide structures 141 that in the present Scenario should not be the subject of a programming process, protected from unintentionally a change their phase state (crystalline or amorphous). In the further describes how the left of the in 1E  chalcogenide structures shown 141  an information is programmed. Therefor is the first left chalcogenide structure 141  as a memory cell of the memory arrangement 180  selected by to the first week r tleitung 107 . clearly the gate area of a selection transistor, such electrical voltage is applied to the area of the substrate 101  (Channel region) between the first and second source / drain regions 102, 103  electrically conductive is. By applying a sufficiently high heating current as a result a programming signal on the common control line 111  becomes the electrical heating signal through the channel area over the Heater components 122 . 123  in the left Chalcogenide structure 141  passed, creating the chalcogenide structure 141  strongly heated becomes. With a sufficiently short heating pulse, the chalcogenide structure 141  in transferred an amorphous state with a high electrical resistance the chalcogenide structure becomes a sufficiently long heating pulse 141  in transferred a crystalline state with low ohmic resistance. The Heater components 122 . 123  are from one sufficiently high-resistance material is formed so that from the heating signal resulting ohmic heat in the heating element components 122 . 123  generated what heat the associated Chalcogenide structure 141  heated. For example, the crystalline state of the chalcogenide structure 141  with the low value of the ohmic resistance is assigned a logical value "1" and it can reflect the amorphous state of the chalcogenide structure 141  With a logic value "0" is assigned to the high value of the ohmic resistance become.

Um eine in einer der Chalkogenid-Strukturen 141 gespeicherte Information auszulesen, wird wiederum an die erste Wortleitung 107 eine solche elektrische Spannung angelegt, dass die gemeinsame Ansteuerleitung 111 mit der Bitleitung 181 über die Chalkogenid-Struktur 141 gekoppelt ist. Wird nun ein elektrisches Lesesignal (beispielsweise ein ausreichend kleiner elektrischer Strom, der den Zustand der zugeordneten Chalkogenid-Struktur nicht verändert) angelegt, so fließt abhängig davon, ob die Chalkogenid-Struktur 141 in dem amorphen Zustand mit dem großen ohmschen Widerstand oder in dem kristallinen Zustand mit dem geringen ohmschen Widerstand befindlich ist, auf der Bitleitung 181 ein großer oder ein kleinerer elektrischer Strom, der detektiert wird. Auf diese Weise kann die Speicherinformation ausgelesen werden.To one in one of the chalcogenide structures 141 Reading out stored information is in turn sent to the first word line 107 such an electrical voltage is applied to the common drive line 111 with the bit line 181 on the chalcogenide structure 141 is coupled. If an electrical read signal (for example a sufficiently small electrical current that does not change the state of the assigned chalcogenide structure) is now applied, then the flow depends on whether the chalcogenide structure 141 in the amorphous state with the high ohmic resistance or in the crystalline state with the low ohmic resistance, on the bit line 181 a large or a smaller electrical current that is detected. In this way, the memory information can be read out.

Im Weiteren wir bezugnehmend auf 2 eine Layout-Draufsicht 210 der Speicher-Anordnung 180 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.In the following we refer to 2 a layout top view 210 the storage arrangement 180 described according to the first embodiment of the invention.

Insbesondere ist in 2 gezeigt, dass die 6F2-Speicherzellen 200 der Speicher-Anordnung 180 matrixförmig angeordnet sind. Mit F wird die in einer Technologiegeneration minimal erreichbare Strukturdimension bezeichnet. Entlang einer ersten Richtung verlaufen die Bitleitungen 181, wohingegen die Wortleitungen 107, 108 in entlang einer dazu orthogonalen Richtung verlaufen. Es ist anzumerken, dass in 2 die Siliziumoxid-Abstandshalter 161 und das Metallgitter 162 nicht gezeigt sind.In particular, in 2 shown that the 6F 2 memory cells 200 the storage arrangement 180 are arranged in a matrix. F is the minimum structural dimension that can be achieved in a technology generation. The bit lines run along a first direction 181 , whereas the word lines 107 . 108 run in a direction orthogonal to it. It should be noted that in 2 the silicon oxide spacers 161 and the metal grill 162 are not shown.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 3 eine Schnittansicht 300 der Speicher-Anordnung 180 entlang einer in 1E gezeigten Schnittlinie I-I' beschrieben.The following will refer to 3 a sectional view 300 the storage arrangement 180 along an in 1E shown section line II '.

Die Speicher-Anordnung 180 enthält Speicherzellen mit einem Platzbedarf pro Speicherzelle von 6F2, wobei jede der Speicherzellen, wie in 3 gezeigt, eine Chalkogenid-Struktur 141 und einen diese umgebenden Siliziumoxid-Abstandshalter 161 aufweist. Jede der Speicherzellen ist eingebettet in dem gitterförmigen Metallgitter 162 als Wärmeabführ-Struktur. Die Siliziumoxid-Abstandhalter 161 dienen als Wärmeisolations-Struktur. Insbesondere in Bereichen 301 der Speicher-Anordnung 180, in denen benachbarte Speicherzellen dicht benachbart angeordnet sind, ist das Vorsehen der Wärmeabführ-Struktur sowie der Wärmeisolations-Struktur maßgeblich, um ein thermisches Übersprechen zwischen benachbarten Speicherzellen zu unterbinden.The storage arrangement 180 contains memory cells with a space requirement per memory cell of 6F 2 , each of the memory cells as in 3 shown a chalcogenide structure 141 and a silicon oxide spacer surrounding it 161 having. Each of the memory cells is embedded in the grid-shaped metal grid 162 as a heat dissipation structure. The silicon oxide spacers 161 serve as a heat insulation structure. Especially in areas 301 the storage arrangement 180 , in which adjacent memory cells are arranged closely adjacent, the provision of the heat dissipation structure and the heat insulation structure is decisive in order to prevent thermal crosstalk between adjacent memory cells.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 4 eine Speicher-Anordnung 400 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.The following will refer to 4 a storage arrangement 400 described according to a second embodiment of the invention.

Die Speicher-Anordnung 400 entspricht im Wesentlichen der Speicher-Anordnung 180, ist jedoch als Speicher-Anordnung mit einem Flächenbedarf von 4F2 pro Speicherzelle ausgestaltet, das heißt mit einer noch größeren Integrationsdichte als die Speicher-Anordnung 180.The storage arrangement 400 corresponds essentially to the memory arrangement 180 , but is designed as a memory arrangement with an area requirement of 4F 2 per memory cell, that is with an even greater integration density than the memory arrangement 180 ,

Bei der Speicher-Anordnung 400 sind die einzelnen Speicherzellen, jeweils aufweisend eine Chalkogenid-Struktur 141 und einen diese umgebenden Siliziumoxid-Abstandshalter 161, wiederum in eine gitterförmige Metallstruktur 162 eingebettet. Im Unterschied zu der Speicher-Anordnung 180 sind die Speicherzellen bei der Speicher-Anordnung 400 regelmäßig gitterförmig angeordnet, das heißt in horizontaler Richtung, bzw. in vertikaler Richtung in einem jeweils festen Abstand voneinander.With the storage arrangement 400 are the individual memory cells, each having a chalcogenide structure 141 and a silicon oxide spacer surrounding it 161 , again in a latticed metal structure 162 embedded. In contrast to the storage arrangement 180 are the memory cells in the memory arrangement 400 regularly arranged in a grid, that is, in the horizontal direction or in the vertical direction at a fixed distance from each other.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 5A, 5B eine Abschätzung der Wärmeaustausch-Charakteristik zwischen einer Chalkogenid-Struktur 141 und deren Umgebung vorgenommen, wobei die Chalkogenid-Struktur 141 von einem hohlzylinderförmigen Siliziumoxid-Abstandshalter 161 umgeben ist, an den die Metallstruktur 162 angrenzt. In 5A ist eine Querschnittsansicht 500, in 5B eine Draufsicht 501 der Struktur gezeigt.The following will refer to 5A . 5B an estimate of the heat exchange characteristics between a chalcogenide structure 141 and their surroundings, the chalcogenide structure 141 from a hollow cylindrical silicon oxide spacer 161 is surrounded by the metal structure 162 borders. In 5A is a cross-sectional view 500 , in 5B a top view 501 the structure shown.

Als Höhe der zylinderförmigen Chalkogenid-Struktur 141 bzw. des hohlzylinderförmigen Siliziumoxid-Abstandhalters 161 ist 100nm angenommen, der Durchmesser der Chalkogenid-Struktur 141 wird zu 50nm angenommen, und die Dicke der Hohlzylinderwand des Siliziumoxid-Abstandshalters 161 wird zu 10nm angenommen.As the height of the cylindrical chalcogenide structure 141 or the hollow cylindrical silicon oxide spacer 161 is assumed 100nm, the diameter of the chalcogenide structure 141 is assumed to be 50nm, and the thickness of the hollow cylinder wall of the silicon oxide spacer 161 is assumed to be 10nm.

Das Volumen des Chalkogenid-Zylinders 141 ergibt sich zu 2⋅10–22m3.The volume of the chalcogenide cylinder 141 results in 2⋅10 –22 m 3 .

Die dissipierte Leistung ΔP in dem zylindrischen Volumen mit der Höhe von 100nm und dem Durchmesser von 50nm während des Programmierens ergibt sich zu ΔP = 0.2mA × 0.5V = 0.1mW (1) falls als Stromstärke 0.2mA und als Spannung 0.5V angenommen werden. Dies entspricht einer in einer Zeit von Δt = 100ns beim Programmieren des kristallinen Zustands (5ns beim Programmieren des amorphen Zustands) erzeugten Wärme von: ΔQprog = ΔP Δt = 10–11J (5⋅10–13J) (2) The dissipated power ΔP in the cylindrical volume with the height of 100nm and the diameter of 50nm during programming results in ΔP = 0.2mA × 0.5V = 0.1mW (1) if 0.2mA current and 0.5V voltage are assumed. This corresponds to a heat generated in a time of Δt = 100ns when programming the crystalline state (5ns when programming the amorphous state) of: .DELTA.Q prog = ΔP Δt = 10 -11 J (5-10 -13 J) (2)

Der Wärmefluss durch einen Querschnitt mit der Oberfläche A und der Länge L des die Chalkogenid-Struktur 141 umgebenden Isolators 161 ergibt sich bei einer Wärmeleitfähigkeit λ und einer Temperaturdifferenz Δt zu ΔQa b/Δt = A/L λ ΔT (3) The heat flow through a cross section with the surface A and the length L of the chalcogenide structure 141 surrounding insulator 161 results at a thermal conductivity λ and a temperature difference Δt .DELTA.Q a b / Δt = A / L λ ΔT (3)

Für die gegebenen Dimensionen und die gegebenen Materialien kann eine Wärmemenge von ΔQab/Δt = 1mW aus den Seitenwänden des Volumens abtransportiert werden, wenn ΔT = 600K angenommen wird. Dies entspricht in einer Zeit von 100ns (5ns) einer abtransportierten Energie ΔQab = 1⋅10–10J (0.5⋅10–11J) (4) For the given dimensions and the given materials, a quantity of heat of ΔQ ab / Δt = 1mW can be removed from the side walls of the volume if ΔT = 600K is assumed. This corresponds to a transported energy in a time of 100ns (5ns) .DELTA.Q from = 1⋅10 -10 J (0.5⋅10 -11 J) (4)

Dies führt in 5ns zu einer Erwärmung des zylindrischen Volumens der Chalkogenid-Struktur 141 von ΔT = ΔQprog(Δt = 5ns) /Cv V = 1000K (5) für das obige Volumen im Falle einer idealen Isolation.This leads to a heating of the cylindrical volume of the chalcogenide structure in 5ns 141 of ΔT = ΔQ prog (Δt = 5ns) / C v V = 1000K (5) for the above volume in the case of ideal insulation.

Für eine gute Isolation ist eine Dicke der Siliziumoxid-Abstandshalter 161 von 10nm ausreichend, da die in 5ns abtransportierte Wärme kleiner ist als die produzierte Wärme.For good insulation, a thickness is the silicon oxide spacer 161 of 10nm is sufficient, since the heat dissipated in 5ns is smaller than the heat produced.

Da der Schmelzpunkt von Chalkogeniden bei ungefähr 900K liegt, ist die hervorgerufene Erwärmung groß genug, um einen Wechsel des Phasenzustands herbeizuführen.Because the melting point of chalcogenides at approximately 900K, the heating is large enough to change the Bring about phase state.

Bei einem Volumen der Chalkogenid-Struktur 141 mit einem Durchmesser von 50nm und einer Höhe von 100nm ist ein Programmierstrom von ungefähr 0.2mA oder mehr eine gute Wahl.With a volume of chalcogenide structure 141 With a diameter of 50nm and a height of 100nm, a programming current of approximately 0.2mA or more is a good choice.

Im Weiteren wird die Erwärmung des umgebenden Metalls 162 berechnet. Metall leitet unter typischen Betriebsbedingungen ungefähr 100mal besser als Siliziumdioxid. Daher wird ein grob 100mal größeres Volumen als das Volumen der Chalkogenid-Struktur 141 und des Siliziumoxid-Abstandhalters 161 innerhalb 100ns aufgeheizt um: ΔT = Qprog (Δt = 100ns) /Cv V = 10K [6] Furthermore, the heating of the surrounding metal 162 calculated. Under typical operating conditions, metal conducts approximately 100 times better than silicon dioxide. Therefore, the volume becomes roughly 100 times larger than the volume of the chalcogenide structure 141 and the silicon oxide spacer 161 heated up within 100ns: ΔT = Q prog (Δt = 100ns) / C v V = 10K [6]

Daher absorbiert ein Metall das meiste der Energie, ohne signifikant aufgeheizt zu werden, sofern für jede zu programmierende Zelle ein Metallvolumen von ungefähr 100mal größerem Volumen bereitgestellt ist als das Volumen der Zelle.Therefore, a metal absorbs most of it of energy without being significantly heated, provided that for each programming cell a metal volume of about 100 times larger volume is provided as the volume of the cell.

In einem Block von 256 × 256 Zellen können 256 Zellen parallel programmiert werden.In a block of 256 × 256 cells can 256 Cells can be programmed in parallel.

In dem vorgeschlagenen Layout ist das Metallvolumen für eine Einheitszelle Vm = 3⋅VChalkogenid. Folglich hat jede Zelle ein Metallvolumen von ungefähr 700mal dem Volumen eines Zellvolumens. Daher hilft das vorgeschlagene Layout, die Energie von der Programmier-Zelle in den Umgebungsbereich zu dissipieren, ohne in signifikanter Weise Nachbarzellen aufzuheizen.In the proposed layout, the metal volume for a unit cell is V m = 3⋅V chalcogenide . As a result, each cell has a metal volume of approximately 700 times the volume of a cell volume. The proposed layout therefore helps to dissipate the energy from the programming cell into the surrounding area without significantly heating up neighboring cells.

In diesem Dokument sind folgende Veröffentlichungen zitiert:

  • [1] Lai, S, Lowrey, T "OUM – A 180nm Nonvolatile Memory Cell Element Technology For Stand Alone und Embedded Applications", 2001 International Electron Devices Meeting, 5.12.2001
  • [2] Gill,M, Lowrey, T, Park, J "Ovonic Unified Memory – A High-Performance Nonvolatile Memory Technology for Stand Alone Memory und Embedded Applications", IEEE International Solid State Circuits Conference, 4.-6.2.2002, Session 12, Abschnitt 12.4
The following publications are cited in this document:
  • [1] Lai, S, Lowrey, T "OUM - A 180nm Nonvolatile Memory Cell Element Technology For Stand Alone and Embedded Applications", 2001 International Electron Devices Meeting, December 5, 2001
  • [2] Gill, M, Lowrey, T, Park, J "Ovonic Unified Memory - A High-Performance Nonvolatile Memory Technology for Stand Alone Memory and Embedded Applications", IEEE International Solid State Circuits Conference, 4-6 February 2002, session 12, section 12.4

100100
Schichtenfolgelayer sequence
101101
Silizium-SubstratSilicon substrate
102102
erster Source-/Drain-Bereichfirst Source / drain region
103103
zweiter Source-/Drain-Bereichsecond Source / drain region
104104
dritter Source-/Drain-Bereichthird Source / drain region
105105
erster Siliziumoxid-Bereich first Silicon area
106106
zweiter Siliziumoxid-Bereichsecond Silicon area
107107
erste Wortleitungfirst wordline
108108
zweite Wortleitungsecond wordline
109109
erste Hilfsstrukturfirst auxiliary structure
110110
zweite Hilfsstruktursecond auxiliary structure
111111
gemeinsame Ansteuerleitungcommon drive line
112112
Siliziumoxid-EinkapselungSilica encapsulation
120120
Schichtenfolgelayer sequence
121121
Gräbentrenches
122122
erste Heizelement-Komponentenfirst Heater components
123123
zweite Heizelement-Komponentensecond Heater components
140140
Schichtenfolgelayer sequence
141141
Chalkogenid-StrukturenChalcogenide structures
160160
Schichtenfolgelayer sequence
161161
Siliziumoxid-AbstandshalterSilicon oxide spacer
162162
Metallgittermetal grid
163163
Siliziumoxid-ZwischenschichtSilicon oxide intermediate layer
180180
Speicher-AnordnungMemory arrangement
181181
Bitleitungbit
200200
6F2-Speicherzelle6F 2 memory cell
210210
Layout-DraufsichtLayout plan view
300300
Schnittansichtsectional view
301301
Bereicheareas
400400
Speicher-AnordnungMemory arrangement
500500
Querschnittcross-section
501501
DraufsichtTop view
600600
Speicherzellememory cell
601601
erste Elektrodefirst electrode
602602
zweite Elektrodesecond electrode
603603
Heizelementheating element
604604
GexSbyTez-SchichtGe x Sb y Te z layer
605605
programmierbarer Bereichprogrammable Area

Claims (16)

Speicher-Anordnung mit – einem Substrat; – einer Mehrzahl von auf und/oder in dem Substrat ausgebildeten Speicherbereichen, von denen jeder derart eingerichtet ist, dass der elektrische Widerstand des jeweiligen Speicherbereichs mittels thermischen Behandelns selektiv auf einen ersten Wert oder auf einen zweiten Wert einstellbar ist, der größer ist als der erste Wert; – einer zwischen den Speicherbereichen angeordneten Wärmeabführ-Struktur zum Abführen von einem der Speicherbereiche zugeführter Wärme.Storage arrangement with - a substrate; - one A plurality of storage areas formed on and / or in the substrate, each of which is set up so that the electrical resistance of the respective storage area selectively by means of thermal treatment can be set to a first value or to a second value, which is bigger as the first value; - one heat dissipation structure arranged between the storage areas for the dissipation of one of the memory areas Warmth. Speicher-Anordnung nach Anspruch 1, die derart eingerichtet ist, dass an jeden der Speicherbereiche selektiv – ein elektrisches Schreib-Signal anlegbar ist, das derart eingerichtet ist, dass dadurch für den jeweiligen Speicherbereich der Wert seines elektrischen Widerstands auf den ersten oder den zweiten Wert eingestellt wird; oder – ein elektrisches Lese-Signal anlegbar ist, das derart eingerichtet ist, dass dadurch für einen jeweiligen Speicherbereich der Wert seines elektrischen Widerstands erfassbar ist.Memory arrangement according to claim 1, so arranged is that selective to each of the memory areas - an electric one Write signal can be applied, which is set up in such a way that for the respective storage area the value of its electrical resistance is set to the first or the second value; or - an electric one Read signal can be applied, which is set up in such a way that for one respective storage area the value of its electrical resistance is detectable. Speicher-Anordnung nach Anspruch 2, bei der die Wärmeabführ-Struktur derart eingerichtet ist, dass bei Anlegen des Schreib-Signals an einen jeweiligen Speicherbereich zum Einstellen des Werts seines elektrischen Widerstands die aus dem Schreib-Signal resultierende Wärme derart abgeführt wird, dass die anderen Speicherbereiche vor einer Änderung ihres elektrischen Widerstands infolge des Schreib-Signals geschützt sind.Storage arrangement according to claim 2, wherein the heat dissipation structure is set up such that when the write signal is applied to a respective memory area for setting the value of its electrical resistance resulting from the write signal Warmth like that is dissipated that the other memory areas before changing their electrical Resistance due to the write signal are protected. Speicher-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der zumindest ein Teil der Speicherbereiche zumindest teilweise von einer Wärmeisolations-Struktur umgeben ist, die derart eingerichtet ist, dass sie die Wärmekopplung zwischen dem zugehörigen Speicherbereich und den anderen Speicherbereichen vermindert.Memory arrangement according to one of claims 1 to 3, in which at least a part of the storage areas at least partially of a thermal insulation structure is surrounded, which is set up such that it is the heat coupling between the associated Storage area and the other storage areas decreased. Speicher-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der jeder der Speicherbereiche zwischen einer amorphen und einer kristallinen Phase umschaltbar ist, wobei der Speicherbereich in der kristallinen Phase den ersten Wert und in der amorphen Phase den zweiten Wert des elektrischen Widerstands aufweist.Memory arrangement according to one of claims 1 to 4, wherein each the storage areas between an amorphous and a crystalline Phase is switchable, with the memory area in the crystalline Phase the first value and in the amorphous phase the second value of electrical resistance. Speicher-Anordnung nach Anspruch 5, bei der die Speicherbereiche derart eingerichtet sind, dass die kristalline Phase mittels Anlegens des Schreib-Signals für ein erstes Zeitintervall und dass die amorphe Phase mittels Anlegens des Schreib-Signals für ein zweites Zeitintervall einstellbar ist, wobei das erste Zeitintervall größer ist als das zweite Zeitintervall.The memory arrangement of claim 5, wherein the memory areas are set up such that the crystalline phase is applied of the write signal for a first time interval and that the amorphous phase by applying of the write signal for a second time interval is adjustable, the first time interval is bigger than the second time interval. Speicher-Anordnung nach Anspruch 6, bei der die Speicherbereiche ein Chalkogenid-Material aufweisen.The memory arrangement of claim 6, wherein the memory areas have a chalcogenide material. Speicher-Anordnung nach Anspruch 7, bei der die Speicherbereiche GexSbyTez aufweisen.A memory arrangement according to claim 7, wherein the memory areas have Ge x Sb y Te z . Speicher-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Material der Wärmeabführ-Struktur – ein Metall; – polykristallines Silizium; oder – ein Aluminat ist.Storage arrangement according to one of claims 1 to 8, wherein the material the heat dissipation structure - a metal; - polycrystalline Silicon; or - on Is aluminate. Speicher-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, bei der die Wärmeisolations-Struktur derart eingerichtet ist, dass sie den zugehörigen Speicherbereich von den anderen Speicherbereichen elektrisch entkoppelt.Memory arrangement according to one of the claims che 4 to 9, in which the thermal insulation structure is set up such that it electrically decouples the associated storage area from the other storage areas. Speicher-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, bei der die Wärmeisolations-Struktur aus – Siliziumoxid; oder – Siliziumnitrid hergestellt ist.Storage arrangement according to one of claims 4 to 10, wherein the heat insulation structure - silicon oxide; or - silicon nitride is made. Speicher-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Speicherbereiche matrixförmig auf und/oder in dem Substrat angeordnet sind und bei der die Wärmeabfuhr-Struktur die Speicherbereiche im Wesentlichen gitterförmig umgibt.Memory arrangement according to one of claims 1 to 11, wherein the memory areas in matrix form are arranged on and / or in the substrate and in which the heat dissipation structure surrounds the storage areas in a substantially lattice shape. Speicher-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der zumindest ein Teil der Speicherbereiche ein mit dem jeweiligen Speicherbereich wärmeleitfähig gekoppeltes Heizelement aufweist, mittels welchen dem jeweiligen Speicherbereich thermische Energie zuführbar ist.Memory arrangement according to one of claims 1 to 12, in which at least a part of the storage areas is coupled to the respective storage area in a thermally conductive manner Has heating element, by means of which the respective storage area thermal energy can be supplied is. Speicher-Anordnung nach Anspruch 13, bei dem zumindest ein Heizelement – Wolfram; und/oder – polykristallines Silizium aufweist.Storage arrangement according to claim 13, wherein at least one heating element - tungsten; and or - polycrystalline Has silicon. Verfahren zum Betreiben einer Speicher-Anordnung – mit einer Speicher-Anordnung mit – einem Substrat; – einer Mehrzahl von auf und/oder in dem Substrat ausgebildeten Speicherbereichen, von denen jeder derart eingerichtet ist, dass der elektrische Widerstand des jeweiligen Speicherbereichs mittels thermischen Behandelns selektiv auf einen ersten Wert oder auf einen zweiten Wert einstellbar ist, der größer ist als der erste Wert; – einer zwischen den Speicherbereichen angeordneten Wärmeabführ-Struktur zum Abführen von einem der Speicherbereiche zugeführter Wärme; – wobei gemäß dem Verfahren – ein elektrisches Schreib-Signal angelegt wird, das derart eingerichtet ist, dass dadurch für den jeweiligen Speicherbereich der Wert seines elektrischen Widerstands auf den ersten oder den zweiten Wert eingestellt wird; oder – ein elektrisches Lese-Signal angelegt wird, das derart eingerichtet ist, dass dadurch für einen jeweiligen Speicherbereich der Wert seines elektrischen Widerstands erfassbar ist.Method for operating a memory arrangement - with a memory arrangement with - a substrate; A plurality of storage areas formed on and / or in the substrate, each of which is set up in such a way that the electrical resistance of the respective storage area can be selectively adjusted to a first value or to a second value by means of thermal treatment, which is greater than the first Value; A heat dissipation structure arranged between the storage areas for dissipating heat supplied to one of the storage areas; - being according to the procedure An electrical write signal is applied which is set up in such a way that the value of its electrical resistance is set to the first or the second value for the respective memory area; or - an electrical read signal is applied which is set up in such a way that the value of its electrical resistance can be detected for a respective memory area. Verfahren zum Herstellen einer Speicher-Anordnung, bei dem – eine Mehrzahl von Speicherbereichen auf und/oder in einem Substrat ausgebildet wird, von denen jeder derart eingerichtet wird, dass der elektrische Widerstand des jeweiligen Speicherbereichs mittels thermischen Behandelns selektiv auf einen ersten Wert oder auf einen zweiten Wert einstellbar ist, der größer ist als der erste Wert; – zwischen den Speicherbereichen eine Wärmeabführ-Struktur zum Abführen von einem der Speicherbereiche zugeführter Wärme angeordnet wird.Method for producing a memory arrangement, in which - a majority of memory areas formed on and / or in a substrate each of which is set up so that the electrical Resistance of the respective storage area by means of thermal treatment selectively adjustable to a first value or to a second value is the bigger as the first value; - between a heat dissipation structure in the storage areas for draining heat supplied from one of the storage areas is arranged.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006084856A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Qimonda Ag Phase change memory cell with high read margin at low power operation
DE102005001460A1 (en) * 2005-01-12 2006-09-14 Infineon Technologies Ag Storage device and manufacturing method
US7214958B2 (en) 2005-02-10 2007-05-08 Infineon Technologies Ag Phase change memory cell with high read margin at low power operation
EP1816680A1 (en) 2006-02-07 2007-08-08 Qimonda AG Thermal isolation of phase change memory cells
DE102006011976A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Infineon Technologies Ag Memory device e.g. programmable read only memory device, forming method, involves separating upper and bottom layers, where bottom layer has higher resistance than upper layer against polishing, and upper surface is planarised by polishing
EP1845567A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-17 STMicroelectronics S.r.l. Phase-change memory device and manufacturing process thereof.
DE102006020179A1 (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Infineon Technologies Ag Semiconductor resistance memory device and manufacturing method
EP1816679A3 (en) * 2006-02-07 2007-12-26 Qimonda AG Thermal isolation of phase change memory cells
EP1881542A1 (en) 2006-07-20 2008-01-23 Qimonda North America Corp. Phase change memory cell including nanocomposite insulator
US7361925B2 (en) 2005-02-10 2008-04-22 Infineon Technologies Ag Integrated circuit having a memory including a low-k dielectric material for thermal isolation
DE102007021761A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-13 Qimonda Ag Integrated circuit for memory module of e.g. portable computer, has resistance switching rods electrically connected with pair of electrodes and embedded partly in thermal check matrix with material having high electrical resistance

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060249724A1 (en) * 2005-05-06 2006-11-09 International Business Machines Corporation Method and structure for Peltier-controlled phase change memory
DE602005011111D1 (en) 2005-06-03 2009-01-02 St Microelectronics Srl Self-aligned process for the production of phase change memory cells
US11748524B2 (en) 2020-07-20 2023-09-05 International Business Machines Corporation Tamper resistant obfuscation circuit
US11587890B2 (en) 2020-07-20 2023-02-21 International Business Machines Corporation Tamper-resistant circuit, back-end of the line memory and physical unclonable function for supply chain protection

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4731755A (en) * 1986-04-10 1988-03-15 International Business Machines Corporation Thermal design for reversible phase change optical storage media
US5714768A (en) * 1995-10-24 1998-02-03 Energy Conversion Devices, Inc. Second-layer phase change memory array on top of a logic device
US5933365A (en) * 1997-06-19 1999-08-03 Energy Conversion Devices, Inc. Memory element with energy control mechanism
WO2000057498A1 (en) * 1999-03-25 2000-09-28 Energy Conversion Devices, Inc. Electrically programmable memory element with improved contacts

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. Gill, T. Lowrey, J. Park: "Ovonic Unified Memory - A High-Performance Nonvolatile Memory Technology for Stand-Alone Memory and Embedded Applications", in: "IEEE International Solid-State Circuits Conference", (ISSCC), 3.-7. Febr. 2002, Session 12, Abschn. 12.4, Digest of Technical Papers, Vol. 1, 202-203, 459
M. Gill, T. Lowrey, J. Park: "Ovonic Unified Memory - A High-Performance Nonvolatile Memory Technology for Stand-Alone Memory and Embedded Applications", in: "IEEE International Solid-StateCircuits Conference", (ISSCC), 3.-7. Febr. 2002, Session 12, Abschn. 12.4, Digest of Technical Papers, Vol. 1, 202-203, 459 *
S. Lai und T. Lowrey: "OUM-A 180 nm Nonvolatile Memory Cell Element Technology For Stand Alone and Embedded Applicatoins", in: "2001 International Electron Device Meeting" (IEDM' 2001), pp. 803-806 *

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005001460B4 (en) * 2005-01-12 2010-01-14 Qimonda Ag Storage device and manufacturing method
DE102005001460A1 (en) * 2005-01-12 2006-09-14 Infineon Technologies Ag Storage device and manufacturing method
US8026123B2 (en) 2005-01-12 2011-09-27 Qimonda Ag Integrated circuit including a memory apparatus and production method
US7361925B2 (en) 2005-02-10 2008-04-22 Infineon Technologies Ag Integrated circuit having a memory including a low-k dielectric material for thermal isolation
US7348590B2 (en) 2005-02-10 2008-03-25 Infineon Technologies Ag Phase change memory cell with high read margin at low power operation
US7214958B2 (en) 2005-02-10 2007-05-08 Infineon Technologies Ag Phase change memory cell with high read margin at low power operation
US7824951B2 (en) 2005-02-10 2010-11-02 Qimonda Ag Method of fabricating an integrated circuit having a memory including a low-k dielectric material
WO2006084856A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Qimonda Ag Phase change memory cell with high read margin at low power operation
US7601995B2 (en) 2005-10-27 2009-10-13 Infineon Technologies Ag Integrated circuit having resistive memory cells
EP1816679A3 (en) * 2006-02-07 2007-12-26 Qimonda AG Thermal isolation of phase change memory cells
EP1816680A1 (en) 2006-02-07 2007-08-08 Qimonda AG Thermal isolation of phase change memory cells
US7714315B2 (en) 2006-02-07 2010-05-11 Qimonda North America Corp. Thermal isolation of phase change memory cells
DE102006011976A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Infineon Technologies Ag Memory device e.g. programmable read only memory device, forming method, involves separating upper and bottom layers, where bottom layer has higher resistance than upper layer against polishing, and upper surface is planarised by polishing
EP1845567A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-17 STMicroelectronics S.r.l. Phase-change memory device and manufacturing process thereof.
DE102006020179B4 (en) * 2006-04-26 2008-10-16 Qimonda Ag Semiconductor resistance memory device and manufacturing method
DE102006020179A1 (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Infineon Technologies Ag Semiconductor resistance memory device and manufacturing method
US7538411B2 (en) 2006-04-26 2009-05-26 Infineon Technologies Ag Integrated circuit including resistivity changing memory cells
EP1881542A1 (en) 2006-07-20 2008-01-23 Qimonda North America Corp. Phase change memory cell including nanocomposite insulator
DE102007021761A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-13 Qimonda Ag Integrated circuit for memory module of e.g. portable computer, has resistance switching rods electrically connected with pair of electrodes and embedded partly in thermal check matrix with material having high electrical resistance
DE102007021761B4 (en) * 2007-05-09 2015-07-16 Adesto Technology Corp., Inc. Resistor switching element, memory devices, memory module, method for producing a resistive switching element and method for producing a resistive memory device

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WO2004021358A1 (en) 2004-03-11

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