(57)【要約】Ｎ個のメモリデッキは、Ｎ＋１個のマスキング動作を用いて製造され得る、自己選択メモリセルの多数のメモリデッキを有するアレイを有する多層メモリデバイスが提供される。多数のメモリデッキは自己整列され得、幾つかの製造動作は、多数のメモリデッキに対して同時に実施され得る。例えば、第１のメモリデッキのビット線方向と、第１のメモリデッキの上方の第２のメモリデッキのワード線方向とをパターニングすることは、単一のマスキング動作中に実施され得、両デッキは、同じ後続のエッチング動作中にエッチングされ得る。こうした技術は、メモリデッキ毎の２つ以上のマスキング及びエッチング動作を使用して各メモリデッキが処理される処理技術と比較して、製造設備に対する処理能力の強化、付加的な容量、及びより高い歩留まりを可能にし得る効率的な製造を提供し得る。【選択図】図２
2020529121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極層と、前記第１の電極層上の第１の自己選択メモリスタックとを基板上に形成することと、
前記基板上に第１の方向に伸長する行の第１のセットを形成するために、前記第１の電極層及び前記第１の自己選択メモリスタックを第１のエッチング動作中にエッチングすることであって、行の前記第１のセットの各行は、前記第１の電極層及び前記第１の自己選択メモリスタックの残存部分を含むことと、
行の前記第１のセット上に第２の電極層及び第２の自己選択メモリスタックを形成することと、
行の前記第１のセット上に第２の方向に伸長する列の第１のセットを形成するために、前記第２の電極層及び前記第２の自己選択メモリスタックを第２のエッチング動作中にエッチングすることであって、列の前記第１のセットの各列は、前記第２の電極層及び前記第２の自己選択メモリスタックの残存部分を含むことと、
メモリセルの第１のセットを形成するために、列の前記第１のセットの隣接する列間に配置された行の前記第１のセットの一部を前記第２のエッチング動作中にエッチングすることと
を含む、電子デバイスを製造する方法。
【請求項２】
列の前記第１のセット上に第３の電極層を形成することと、
列の前記第１のセット上に前記第１の方向に伸長する行の第２のセットを形成するために、前記第３の電極層を第３のエッチング動作中にエッチングすることであって、行の前記第２のセットの各行は前記第３の電極層を含むことと、
メモリセルの第２のセットを形成するために、行の前記第２のセットの隣接する行間に配置された列の前記第１のセットの一部を前記第３のエッチング動作中にエッチングすることと
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
列の前記第１のセット上に第３の電極層及び第３の自己選択メモリスタックを形成することと、
列の前記第１のセット上に前記第１の方向に伸長する行の第２のセットを形成するために、前記第３の電極層及び前記第３の自己選択メモリスタックを第３のエッチング動作中にエッチングすることであって、行の前記第２のセットの各行は、前記第３の電極層及び前記第３の自己選択メモリスタックを含むことと、
メモリセルの第２のセットを形成するために、列の前記第１のセットの隣接する列間に配置された行の前記第２のセットの一部を前記第３のエッチング動作中にエッチングすることと
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
行の前記第２のセット上に第４の電極層を形成することと、
行の前記第２のセット上に前記第２の方向に伸長する列の第２のセットを形成するために、前記第４の電極層を第４のエッチング動作中にエッチングすることであって、列の前記第２のセットの各列は前記第４の電極層を含むことと、
メモリセルの第３のセットを形成するために、列の前記第２のセットの隣接する列間に配置された行の前記第２のセットの一部を前記第４のエッチング動作中にエッチングすることと
を更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
各自己選択メモリスタックは、カルコゲナイドガラスの層の下の、カルコゲナイドガラスの前記層に接触する障壁材料の第１の層と、カルコゲナイドガラスの前記層の上の、カルコゲナイドガラスの前記層に接触する障壁材料の第２の層とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のエッチング動作は、
前記第２の自己選択メモリスタックを貫通して、及び列の前記第１のセットの隣接する列の下及び間の前記第１の自己選択メモリスタックの一部を貫通してエッチングすることと、
前記第２のエッチング動作中に、カルコゲナイドガラスの第１の層と接触する障壁材料の前記第１の層が達せられたことを検出することであって、前記第１の自己選択メモリスタックはカルコゲナイドガラスの前記第１の層を含むことと、
前記第２のエッチング動作を停止することと
を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のエッチング動作は、
前記第２の自己選択メモリスタックを貫通して、及び列の前記第１のセットの隣接する列の下及び間の前記第１の自己選択メモリスタックの一部を貫通してエッチングすることと、
前記第２のエッチング動作中に、カルコゲナイドガラスの第１の層と接触する障壁材料の前記第２の層が達せられたことを検出することであって、前記第１の自己選択メモリスタックはカルコゲナイドガラスの前記第１の層を含むことと、
前記第２のエッチング動作を停止することと
を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
列の前記第１のセットの各列の幅は、列の前記第１のセットの各列の下に配置された各個別のメモリ素子の幅と同じ幅である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
各列の前記幅は、各行の前記幅と同じ幅である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
各列の前記幅は、各行の前記幅とは異なる幅である、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の電極層は、列の前記第１のセットの各列の下に配置されたメモリセルの前記第１のセットのメモリセルの列に対する上部のアクセス線を形成し、前記第２の自己選択メモリスタックを使用して形成されたメモリセルの第２のセットの第２の列に対する下部のアクセス線を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
第２の電極は単一の堆積プロセス中に形成され、前記第２のエッチング動作の一部としての単一のエッチングプロセス中にエッチングされる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の自己選択メモリスタックは、選択及び蓄積の両方のためのカルコゲナイドガラスの第１の層を含み、前記第２の自己選択メモリスタックは、選択及び蓄積の両方のためのカルコゲナイドガラスの第２の層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のエッチング動作は、前記第１の自己選択メモリスタックの側壁を露出し、前記第２のエッチング動作は、前記第２の自己選択メモリスタックの側壁を露出し、前記方法は、
前記第１の自己選択メモリスタックの前記側壁と接触する第１の密封層であって、カルコゲナイドガラスの前記第１の層の化学的組成を維持するように構成された前記第１の密封層を形成することと、
前記第２の自己選択メモリスタックの前記側壁と接触する第２の密封層であって、カルコゲナイドガラスの前記第２の層の化学的組成を維持するように構成された前記第２の密封層を形成することと
を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の密封層を形成した後に、行の前記第１のセットの行間に誘電体材料を堆積することと、
前記第２の密封層を形成した後に、列の前記第１のセットの列間に前記誘電体材料を堆積することと
を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の密封層及び前記第２の密封層を第１の温度で形成することと、
前記誘電体材料を前記第１の温度よりも高い第２の温度で堆積することと
を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１の自己選択メモリ素子を各々含むメモリセルの第１のアレイであって、第１の方向に伸長する第１の複数の列と第２の方向に伸長する第１の複数の行とを有するメモリセルの前記第１のアレイと、
第２の自己選択メモリ素子を各々含むメモリセルの第２のアレイであって、前記第１の方向に伸長する第２の複数の列と前記第２の方向に伸長する第２の複数の行とを含むメモリセルの前記第２のアレイであって、前記第２のアレイは前記第１のアレイの上に横たわり、前記第２の複数の列の各々は、前記第１の複数の列の個別の列を覆い、前記第１の複数の列の各列の幅は、前記第２の複数の列の各個別の列の幅と同じ幅である、メモリセルの前記第２のアレイと
を含む、メモリデバイス。
【請求項１８】
前記第１の複数の行の各行の各メモリセルの下部と結合された第１の複数のアクセス線と、
前記第１の複数の列の各列の各メモリセルの上部と結合され、前記第２の複数の列の各列の各メモリセルの下部と結合された第２の複数のアクセス線と、
前記第２の複数の行の各行の各メモリセルの上部と結合された第３の複数のアクセス線と
を更に含む、請求項１７に記載のメモリデバイス。
【請求項１９】
前記第１の複数の列、前記第２の複数のアクセス線、及び前記第２の複数の列は自己整列される、請求項１８に記載のメモリデバイス。
【請求項２０】
前記第１の複数の列、前記第２の複数のアクセス線、及び前記第２の複数の列は、同じパターニングの位置合わせと同じ幅とを有する、請求項１８に記載のメモリデバイス。
【請求項２１】
前記第２の複数のアクセス線は、層内の境界が存在しない金属材料を含む、請求項１８に記載のメモリデバイス。
【請求項２２】
前記第１の自己選択メモリ素子は、選択及び蓄積の両方のためのカルコゲナイドガラスの第１の層を含み、前記第２の自己選択メモリ素子は、選択及び蓄積の両方のためのカルコゲナイドガラスの第２の層を含む、請求項１７に記載のメモリデバイス。
【請求項２３】
前記第１の自己選択メモリ素子の側壁と接触する第１の密封層であって、カルコゲナイドガラスの前記第１の層の化学的組成を維持するように構成された前記第１の密封層と、
前記第２の自己選択メモリ素子の側壁と接触する第２の密封層であって、カルコゲナイドガラスの前記第１の層の化学的組成を維持するように構成された前記第２の密封層と
を更に含む、請求項２２に記載のメモリデバイス。
【請求項２４】
前記第１の密封層に隣接して堆積した誘電体材料と、
前記第２の密封層に隣接して堆積した前記誘電体材料と
を更に含む、請求項２３に記載のメモリデバイス。
【請求項２５】
第１のアクセス線、第２のアクセス線、及び第３のアクセス線を有する３次元クロスポイントアーキテクチャ内に配列された複数のピラーであって、各ピラーは、
前記第１のアクセス線及び前記第２のアクセス線に結合された第１のメモリ蓄積素子と、
前記第２のアクセス線及び前記第３のアクセス線に結合された第２のメモリ蓄積素子と
を含み、
前記第１のメモリ蓄積素子、前記第２のアクセス線、及び前記第２のメモリ蓄積素子は、個別のピラーの幅に対応して第１の方向に自己整列される、前記複数のピラー
を含む、メモリデバイス。
【請求項２６】
前記第２のメモリ蓄積素子は、前記第１の方向に実質的に直交する第２の方向の第２の幅であって、前記第１の方向の個別の前記ピラーの前記幅とは異なる前記第２の幅を有する、請求項２５に記載のメモリデバイス。
【請求項２７】
前記第１のメモリ蓄積素子及び前記第２のメモリ蓄積素子の各々は、自己選択メモリ蓄積素子を含む、請求項２５に記載のメモリデバイス。
【請求項２８】
前記第１のメモリ蓄積素子及び前記第２のメモリ蓄積素子は、カルコゲニドガラスを各々含む、請求項２５に記載のメモリデバイス。
【請求項２９】
前記第１のメモリ蓄積素子は、３次元クロスポイントメモリアーキテクチャの第１のデッキを含み、前記第２のメモリ蓄積素子は、前記３次元クロスポイントメモリアーキテクチャの第２のデッキを含む、請求項２５に記載のメモリデバイス。
【請求項３０】
前記第２のアクセス線は、層内の境界が存在しない金属材料を含む、請求項２５に記載のメモリデバイス。
【請求項３１】
３次元クロスポイントメモリの積み重ねられた複数のデッキであってＮ個のデッキを含む積み重ねられた前記複数のデッキを制御するための制御回路を基板上に形成することと、
Ｎ＋１個のマスキング動作及びＮ＋１個のエッチング動作を使用して、積み重ねられた前記複数のデッキの少なくとも一部を、前記制御回路の少なくとも一部の上方に形成することと
を含む、電子デバイスを製造する方法。
【請求項３２】
積み重ねられた前記複数のデッキを形成することは、
第１の電極層及び第１の自己選択メモリスタックを各々含む積み重ねられた前記複数のデッキの第１のデッキの第１の複数の行を形成することと、
前記第１の複数の行上の第２の電極層と、前記第２の電極上の第２の自己選択メモリスタックとを形成することと、
前記第２の自己選択メモリスタック上に第１の複数の列をパターニングすることと、
前記第２の自己選択メモリスタック、前記第２の電極層、及び前記第１の複数の列の隣接する列間に配置された前記第１の自己選択メモリスタックの一部とを単一のエッチング動作中にエッチングすることと
を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
第１のアクセス線と第２のアクセス線との間に結合された第１の自己選択メモリ蓄積素子を含む第１のメモリセルと、
第２の自己選択メモリ蓄積素子を含む第２のメモリセルであって、前記第２のアクセス線と第３のアクセス線との間に結合された前記第２のメモリセルと、
前記第１のメモリセル及び前記第２のメモリセルと電子通信するコントローラと
を含み、
前記第２の自己選択メモリ蓄積素子は前記第１の自己選択メモリ蓄積素子の上に横たわり、
前記第２のアクセス線は、層内の境界が存在しない金属材料を含む、
電子メモリ装置。
【請求項３４】
前記第１の自己選択メモリ蓄積素子、前記第２の自己選択メモリ蓄積素子、及び前記第２のアクセス線は、第１の方向に同じ幅を有する、請求項３３に記載の電子メモリ装置。
【請求項３５】
前記第２の自己選択メモリ蓄積素子は、第１の方向に実質的に直交する第２の方向に、前記第１の方向の第１の幅とは異なる第２の幅を有する、請求項３３に記載の電子メモリ装置。
【請求項３６】
前記第１の自己選択メモリ蓄積素子、前記第２の自己選択メモリ蓄積素子、及び前記第２のアクセス線は、第１の方向に自己整列される、請求項３３に記載の電子メモリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［クロスリファレンス］
特許に対する本出願は、２０１７年７月２６日に出願の“ｓｅｌｆ−ＡＬＩＧＮＥＤ  ＭＥＭＯＲＹ  ＤＥＣＫＳ  ＩＮ  ＣＲＯＳＳ−ＰＯＩＮＴ  ＭＥＭＯＲＹ  ＡＲＲＡＹＳ”という名称のＰｉｒｏｖａｎｏ等による米国特許出願番号１５／６６０，８２９の優先権を主張し、該出願は、本願の譲受人に与えられ、参照によりその全体が本明細書に明白にこれにより組み込まれる。
【０００２】
以下は、概して多層メモリアレイに関し、より具体的には、Ｎ個のメモリデッキがＮ＋１個のパターニング及びエッチング動作を使用し得るクロスポイントメモリアレイ内の自己整列されたメモリデッキに関する。
【背景技術】
【０００３】
メモリデバイスは、コンピュータ、無線通信デバイス、カメラ、及びデジタル表示装置等の様々な電子デバイス内に情報を蓄積するために広く使用される。情報は、メモリデバイスの異なる状態をプログラミングすることによって蓄積される。例えば、バイナリデバイスは、論理“１”又は論理“０”によりしばしば示される２つの状態を有する。他のシステムでは、３つ以上の状態が蓄積され得る。蓄積された情報にアクセスするために、電子デバイスのコンポーネントは、メモリデバイス内の蓄積状態を読み出し得、又はセンシングし得る。情報を蓄積するために、電子デバイスのコンポーネントは、メモリデバイス内に状態を書き込み得、又はプログラムし得る。
【０００４】
磁気ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、同期型ダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、強誘電体ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ）、磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、抵抗変化ＲＡＭ（ＲＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、及び相変化メモリ（ＰＣＭ）等を含む多数の種類のメモリデバイスが存在する。メモリデバイスは揮発性又は不揮発性であり得る。不揮発性メモリ、例えば、フラッシュメモリ又はＦｅＲＡＭは、外部電源が存在しなくても長時間、それらの蓄積された論理状態を蓄積し得る。揮発性メモリデバイス、例えば、ＤＲＡＭは、外部電源により定期的にリフレッシュされない限り、それらの蓄積状態を時間と共に喪失し得る。メモリデバイスの改善は、メトリックの中でもとりわけ、メモリセル密度の増加、読み出し／書き込み速度の増加、信頼性の増加、データ保持の増加、電力消費の削減、又は製造コストの削減を含み得る。メモリデバイスの幾つかの種類は、異なる論理状態をプログラミング及びセンシングするために、セルに渡る抵抗の変化又は電圧降下を使用し得る。例えば、自己選択メモリは、セル内のイオン移動特性を活用し得る。
【０００５】
メモリデバイスの製造は、メモリデバイスの一部を画定するパターンに従って材料を形成すること、パターニングすること、及び除去することを含み得る。製造は、一般的に、高度に専門化した製造装置を使用してクリーンルーム内で実施され、製造施設は、“ウェハファブ”又は“半導体ファブ”としばしば称される。こうした製造施設と、関連する装置は、実質的な設備投資を必要とし、したがって、効率的な製造は、こうした設備の処理能力と利用とを強化する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の側面に従ったクロスポイントメモリアレイ内の自己整列されたメモリデッキをサポートするメモリアレイの一例を説明する。
【図２】本開示の側面に従ったクロスポイントメモリアレイ内の自己整列されたメモリデッキの一例を説明する。
【図３】本開示の例に従った機構及び動作をサポートするクロスポイントメモリデバイスのブロック図を説明する。
【図４Ａ】本開示の例に従った製造中の第１のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図４Ｂ】本開示の例に従った製造中の第１のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図５Ａ】本開示の例に従った製造中の第１の行処理に後続する第１のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図５Ｂ】本開示の例に従った製造中の第１の行処理に後続する第１のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図６Ａ】本開示の例に従った製造中の第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図６Ｂ】本開示の例に従った製造中の第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図７Ａ】本開示の例に従った製造中の第１の列処理に後続する第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図７Ｂ】本開示の例に従った製造中の第１の列処理に後続する第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図７Ｃ】本開示の例に従った製造中の第１の列処理に後続する第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図８Ａ】本開示の例に従った製造中の最上部電極の堆積に後続する第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図８Ｂ】本開示の例に従った製造中の最上部電極の堆積に後続する第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図９Ａ】本開示の例に従った製造中の第２の行処理に後続する第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図９Ｂ】本開示の例に従った製造中の第２の行処理に後続する第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図１０Ａ】本開示の例に従った製造中の第１のメモリデッキ、第２のメモリデッキ、及び第３のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図１０Ｂ】本開示の例に従った製造中の第１のメモリデッキ、第２のメモリデッキ、及び第３のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図１１Ａ】本開示の例に従った製造中の第２の行処理に後続する第１のメモリデッキ、第２のメモリデッキ、及び第３のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図１１Ｂ】本開示の例に従った製造中の第２の行処理に後続する第１のメモリデッキ、第２のメモリデッキ、及び第３のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図１２Ａ】本開示の例に従った製造中の最上部電極の堆積と第２の列処理とに後続する第１のメモリデッキ、第２のメモリデッキ、及び第３のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図１２Ｂ】本開示の例に従った製造中の最上部電極の堆積と第２の列処理とに後続する第１のメモリデッキ、第２のメモリデッキ、及び第３のメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図１３Ａ】本開示の例に従った製造中の自己整列されたメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図１３Ｂ】本開示の例に従った製造中の自己整列されたメモリデッキの一部の断面を説明する。
【図１４】本開示の側面に従ったクロスポイントメモリアレイ内の自己整列されたメモリデッキを製造するための１つ以上の方法を説明する。
【図１５】本開示の側面に従ったクロスポイントメモリアレイ内の自己整列されたメモリデッキを製造するための１つ以上の方法を説明する。
【図１６】本開示の側面に従ったクロスポイントメモリアレイ内の自己整列されたメモリデッキを製造するための１つ以上の方法を説明する。
【図１７】本開示の側面に従ったクロスポイントメモリアレイ内の自己整列されたメモリデッキを製造するための１つ以上の方法を説明する。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
Ｎ個のメモリデッキがＮ＋１個のマスキング動作を用いて製造され得る自己選択メモリセルの多数のメモリデッキを有するアレイを有する多層メモリデバイス。本明細書で論じられる技術は、製造効率の改善と製造コストの削減とを可能にし得る。また、多数のメモリデッキは、自己整列され得、幾つかの製造動作は、多数のメモリデッキに対して同時に実施され得る。幾つかの場合、第１のメモリデッキのビット線方向と、第１のメモリデッキよりも上の第２のメモリデッキ内のワード線方向とをパターニングすることは、単一のマスキング動作中に実施され得、両デッキは、後続のエッチング動作中にエッチングされ得る。こうした技術は、２つ以上のマスキング及びエッチング動作を使用して各メモリデッキが処理される処理技術と比較して、製造設備に対する処理能力の強化と付加的な容量とを可能にし得る効率的な製造を提供し得る。更に、より少ない処理ステップは、メモリデッキ内の欠陥の可能性をも削減し得、歩留まりを増加させ得る。
【０００８】
自己選択メモリは、論理状態をプログラミングし、その後センシングするための相変化材料のイオン移動特性を活用し得る。自己選択メモリセルは、第１の電極及び第２の電極により包囲されたメモリ蓄積素子を含み得る。自己選択メモリは、選択及び蓄積に仕える単一の素子を含むクロスバーメモリ素子である。非線形電流電圧特性は、ダイオードと同様に、低電圧オフ領域と高電圧オン状態とを有するセレクタとしてメモリ素子が使用されることを可能にする。同時に、該電流電圧特性は、少なくとも２つのプログラム可能状態を示し、したがって、メモリ素子として挙動する。自己選択メモリは、幾つかの例では、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のタスク等の、相対的に時間依存の動作に用いられ得る。
【０００９】
幾つかの例では、第１のクロスバーメモリアレイのセルと、第１のクロスバーメモリアレイ上に積み重ねられた第２のクロスバーメモリアレイのセルは、マルチレベルセルとして動作し得る。マルチレベルセル（ＭＬＣ）は、電極により各々分離された２つ以上の物理的メカニズム（例えば、メモリ素子）を含み得、３つ以上のデータ（例えば、多数のビット）が蓄積されることを可能にし得る。
【００１０】
上で紹介した機構及び技術は、メモリセルの多数のデッキを有するメモリアレイの文脈で以下で更に説明される。本明細書で論じられる技術は、他の相変化メモリセル（例えば、相変化材料（ＰＣＭ）素子及び別個の選択素子を含む相変化メモリセル）に使用され得るが、自己選択メモリセルを含む多層メモリアレイを製造するための具体例がその後説明される。開示のこれら又はその他の機構は、装置図、システム図、及びフローチャートによって更に説明され、装置図、システム図、及びフローチャートを参照しながら更に説明される。
【００１１】
図１は、本開示の様々な実施形態に従った例示的なメモリアレイ１００を説明する。メモリアレイ１００は、電子メモリ装置とも称され得る。メモリアレイ１００は、異なる状態を蓄積するようにプログラム可能なメモリセル１０５を含む。各メモリセル１０５は、論理０及び論理１として示される２つの状態を蓄積するようにプログラム可能であり得る。幾つかの場合、メモリセル１０５は、３つ以上の論理状態を蓄積するように構成される。
【００１２】
メモリセル１０５は、論理状態を表す可変で構成可能な電気抵抗を有するメモリ素子又はメモリ蓄積素子を指し得る材料を含み得る。例えば、クロスバーメモリセルは、アモルファス状態の材料を有するメモリ素子を含み得、それと関連する閾値電圧を有し得、すなわち、閾値電圧を越えた後に電流が流れる。異なる閾値電圧は、ＳＥＴ状態とＲＥＳＥＴ状態とを区別することを可能にし得る。
【００１３】
メモリアレイ１００は、２次元（２Ｄ）メモリアレイが相互に重なって形成された３次元（３Ｄ）メモリアレイであり得る。これは、２Ｄアレイと比較して、単一のダイ又は基板上に形成され得るメモリセルの数を増加させ得、それは、順次、産出コストを削減し得、メモリアレイの性能を増加させ得、又はそれら両方であり得る。図１に描写する例に従えば、メモリアレイ１００は、メモリセル１０５の（幾つかの例では、“層”とも称され得る）２つのレベルを含み、それ故、３次元メモリアレイとみなされ得るが、レベルの数は２つに限定されない。各レベルは、メモリセル１０５が各レベルに渡って相互に整列され得、メモリセルスタック１４５を形成するように整列され得、又は位置付けられ得る。
【００１４】
メモリセル１０５の各行はワード線１１０に接続され、メモリセル１０５の各列はビット線１１５に接続される。ワード線１１０及びビット線１１５は、アレイを創出するように相互に実質的に直角であり得る。図１に示すように、メモリセルスタック１４５内の２つのメモリセル１０５は、ビット線１１５等の共通のアクセス線を共有し得る。すなわち、ビット線１１５は、上部のメモリセル１０５の底部電極、及び下部のメモリセル１０５の最上部電極と電子通信し得る。その他の構成が可能であり得、例えば、第３の層は、下部の層とワード線１１０を共有し得る。一般的に、１つのメモリセル１０５は、ワード線１１０及びビット線１１５等の２つのアクセス線の交点に配置され得る。この交点は、メモリセルのアドレスと称され得る。対象のメモリセル１０５は、通電したワード線１１０とビット線１１５との交点に配置されたメモリセル１０５であり得、すなわち、ワード線１１０及びビット線１１５は、それらの交点におけるメモリセル１０５を読み出す又は書き込むために通電され得る。同じワード線１１０又はビット線１１５と電子通信する（例えば、接続された）他のメモリセル１０５は、非対象のメモリセル１０５と称され得る。
【００１５】
上で論じたように、電極は、メモリセル１０５と、ワード線１１０又はビット線１１５とに結合され得る。用語、電極は、電気伝導体を指し得、幾つかの場合、メモリセル１０５への電気的コンタクトとして用いられ得る。電極は、メモリアレイ１００の素子又はコンポーネント間の導電経路を提供するトレース、ワイヤ、導電線、又は導電層等を含み得る。
【００１６】
読み出し及び書き込み等の動作は、ワード線１１０及びデジット線１１５を活性化又は選択することによってメモリセル１０５上で実施され得る。ワード線１１０は行線１１０としても知られ得、ビット線１１５はデジット線１１５としても知られ得る。ワード線及びビット線、又はそれらの類似物は、理解又は動作を失うことなく交換可能であり、ワード線及びビット線は、一般的にアクセス線と称され得る。ワード線１１０又はデジット線１１５を活性化又は選択することは、個別の線に電圧を印加することを含み得る。ワード線１１０及びデジット線１１５は、金属（例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）等）、金属合金、炭素、導電的にドープされた半導体等の導電性材料、又はその他の導電性材料、合金、化合物等で作られてもよい。
【００１７】
メモリセル１０５へのアクセスは、行デコーダ１２０及び列デコーダ１３０を通じて制御され得る。例えば、行デコーダ１２０は、メモリコントローラ１４０から行アドレスを受信し得、受信した行アドレスに基づいて適切なワード線１１０を活性化し得る。同様に、列デコーダ１３０は、メモリコントローラ１４０から列アドレスを受信し、適切なデジット線１１５を活性化する。例えば、メモリアレイ１００は、ＷＬ＿１〜ＷＬ＿Ｍとラベルが付された多数のワード線１１０と、ＢＬ＿１〜ＢＬ＿Ｎとラベルが付された多数のビット線１１５とを含み得、Ｍ及びＮはアレイのサイズに依存する。したがって、ワード線１１０及びビット線１１５、例えば、ＷＬ＿２及びＢＬ＿３を活性化することによって、それらの交点におけるメモリセル１０５がアクセスされ得る。
【００１８】
アクセスすると、メモリセル１０５は、メモリセル１０５の蓄積状態を判定するために、センスコンポーネント１２５によって読み出され得又はセンシングされ得る。例えば、（対応するワード線１１０及びビット線１１５を使用して）メモリセル１０５に電圧が印加され得、もたらされる電流の存在は、印加された電圧とメモリセル１０５の閾値電圧とに依存し得る。幾つかの場合、２つ以上の電圧が印加され得る。また、印加された電圧が電流の流れをもたらさない場合、センスコンポーネント１２５によって電流が検出されるまでその他の電圧が印加され得る。電流の流れをもたらした電圧を評価することによって、メモリセル１０５の蓄積された論理状態が判定され得る。幾つかの場合、電流の流れが検出されるまで、電圧は、その大きさが増強され得る。他の場合、電流が検出されるまで、所定の電圧が順次印加され得る。同様に、メモリセル１０５に電流が印加され得、電流を創出するための電圧の大きさは、メモリセル１０５の電気抵抗又は総閾値電圧に依存し得る。
【００１９】
センスコンポーネント１２５は、ラッチと称され得る、信号中の差を検出及び増幅するために様々なトランジスタ又はアンプを含み得る。メモリセル１０５の検出された論理状態は、出力１３５として、列デコーダ１３０を通じてその後出力され得る。幾つかの場合、センスコンポーネント１２５は、列デコーダ１３０又は行デコーダ１２０の一部であり得る。又は、センスコンポーネント１２５は、列デコーダ１３０又は行デコーダ１２０に接続され得、或いは列デコーダ１３０又は行デコーダ１２０と電子通信し得る。
【００２０】
メモリコントローラ１４０は、メモリセル１０５の動作（例えば、読み出し、書き込み、再書き込み、リフレッシュ、放電等）を様々なコンポーネント、例えば、行デコーダ１２０、列デコーダ１３０、及びセンスコンポーネント１２５を通じて制御し得る。幾つかの場合、行デコーダ１２０、列デコーダ１３０、及びセンスコンポーネント１２５の内の１つ以上はメモリコントローラ１４０と共同設置され得る。メモリコントローラ１４０は、所望のワード線１１０及びデジット線１１５を活性化するために、行及び列のアドレス信号を生成し得る。メモリコントローラ１４０はまた、メモリアレイ１００の動作中に使用される様々な電圧又は電流を生成及び制御し得る。例えば、それは、１つ以上のメモリセル１０５にアクセスした後に、ワード線１１０又はデジット線１１５に放電電圧を印加し得る。一般的に、本明細書で論じる印加される電圧又は電流の振幅、形状、又は存続期間は、調整又は変更され得、メモリアレイ１００の動作において論じられる様々な動作に対して異なり得る。更に、メモリアレイ１００内の１つの、多数の、又は全てのメモリセル１０５は同時にアクセスされ得、例えば、メモリアレイ１００の多数の又は全てのセルは、全てのメモリセル１０５又はメモリセル１０５のグループが単一の論理状態にセットされるリセット動作中に同時にアクセスされ得る。
【００２１】
図２は、本開示の例に従った機構及び動作をサポートする多層クロスポイントメモリデバイスの実施形態を説明する。メモリデバイス２００は、図１を参照しながら説明したメモリアレイ１００の一部の例であり得る。メモリデバイス２００は、セルの第１のアレイ又はデッキ２０５と、第１のアレイの最上部の上の、セルの第２のアレイ又はデッキ２１０とを含み得る。メモリデバイス２００はまた、図１を参照しながら説明したようなワード線１１０及びビット線１１５の例示であり得るワード線１１０−ａ及びワード線１１０−ｂと、ビット線１１５−ａとを含み得る。セルの第２のデッキ２１０のメモリセルは、自己選択メモリ蓄積素子を有し得、セルの第１のデッキ２０５の対応するメモリセルの上に横たわり得る。
【００２２】
セルの第１のデッキ２０５のメモリセルは、第１の電極層２１５−ａ、メモリ蓄積素子層２２０−ａ、及び第２の電極層２２５−ａを含み得る。第２のメモリデッキ２１０は、第１の電極層２１５−ｂ、メモリ蓄積素子層２２０−ｂ、及び第２の電極層２２５−ｂを含み得るメモリセルの別個のデッキを含み得る。他の実施形態では、１つ以上の電極（例えば、炭素）層が一方向（例えば、ＷＬ及び／又はＢＬ方向）に沿ってのみ画定される構造体等、他の構造体が製造され得る。例えば、こうした代替的な構造体は、ワード線１１０−ａ、第１の電極層２１５−ａ、及びメモリ蓄積素子層２２０−ａを堆積することと、第２の電極層２２５−ｂ、ビット線１１５−ａ層、電極層２１５−ｂ、及び自己選択メモリ蓄積素子層２２０−ｂを堆積する前にワード線（１１０−ａ）方向に沿ってパターニングすることと、ビット線（１１５−ａ）方向に沿ってパターニングし、自己選択メモリ材料が両方向で画定された後にパターニング及びエッチングを中断することのための修正された手順に従って、電極層の堆積とアレイのパターニングとを実施することによって実装され得る。この時点では、（ワード線に対するシャントとしての機能を果たし得る）ワード線方向に連続するワード線１１０−ａに隣接の電極層２１５−ａの一部が依然としてあり得る。また、こうした実施形態では、ビット線１１５−ａに隣接の電極層は、（例えば、一方向に、ビット線方向の連続的な線で伸長する）ビット線１１５−ａに対するシャントとしての機能をそれ自身が果たし得る。幾つかの場合、電極材料は、完全に回避され得る。
【００２３】
セルの第１のデッキ２０５及びセルの第２のデッキ２１０のメモリセルは、幾つかの例では、セルの各デッキ２０５及び２１０の対応セルが図１を参照しながら説明したようにビット線１１５又はワード線１１０を共有し得るように、共通の導電線を有し得る。例えば、セルの第２のデッキの第１の電極層２１５−ｂと、セルの第１のデッキ２０５の第２の電極層２２５−ａとは、垂直に隣接するメモリセルによってビット線１１５−ａが共有されるように、ビット線１１５−ａに結合され得る。
【００２４】
メモリデバイス２００のアーキテクチャは、クロスポイントアーキテクチャと称され得る。それは、ピラー構造体とも称され得る。例えば、図２に示すように、ピラー（例えば、第１のメモリセルを含む第１のメモリデッキ２０５）は、第１の導電線（例えば、ワード線１１０−ａ）及び第２の導電線（例えば、ビット線１１５−ａ）に接触し得、第１のメモリデッキ２０５のピラーは、第１の電極層２１５−ａ、メモリ蓄積素子層２２０−ａ、及び第２の電極層２２５−ａを含む。それに応じて、第２のメモリデッキ２１０のピラーは、第１の導電線（例えば、ビット線１１５−ａ）及び第２の導電線（例えば、ワード線１１０−ｂ）に接触し得、第１の電極層２１５−ｂ、メモリ蓄積素子層２２０−ｂ、及び第２の電極層２２５−ｂを含み得る。
【００２５】
こうしたピラーアーキテクチャは、他のメモリアーキテクチャと比較して、低い産出コストと共に、相対的に高密度のデータ蓄積を提供し得る。例えば、クロスポイントアーキテクチャは、他のアーキテクチャと比較して、面積の削減と、結果としてメモリセル密度の増加とを有するメモリセルを有し得る。例えば、該アーキテクチャは、３端子選択を有するもの等の６Ｆ２のメモリセル面積を有する他のアーキテクチャと比較して４Ｆ２のメモリセル面積を有し得、Ｆは、最小の機構サイズである。例えば、ＤＲＡＭは、メモリセル毎の選択コンポーネントとして、３端子デバイスであるトランジスタを使用し得、該ピラーアーキテクチャと比較してより大きなメモリセル面積を有し得る。
【００２６】
前述のとおり、多数のメモリセルは、メモリアレイと称され得る。そのため、第１のアレイは、３次元クロスポイントメモリアーキテクチャの第１のデッキであり得、又は３次元クロスポイントメモリアーキテクチャの第１のデッキを含み得、第２のアレイは、３次元クロスポイントメモリアーキテクチャの第２のデッキを含み得る。第１のデッキ及び第２のデッキは、メモリ蓄積素子及び選択デバイスの両方を有し得るＰＣＭメモリセルと比較して削減された第１のピッチ又はアスペクト比を有し得る。幾つかの場合、異なるデッキは、２方向において異なるピッチによって特徴付けられ得る。例えば、蓄積素子、及びことによれば関連するピラーの上方視点の断面は、正方形よりもむしろ長方形であり得る（例えば、対向する側面の各対は、ワード線又はビット線の何れかの方向等で個別のエッチングマスクに自己整列される）。こうした異なるピッチは、例えば、ハードマスキングの異なる寸法によって、又はパターニング中の水平方向のオーバエッチングによって得られ得る。楕円又は円形の素子、及びことによっては関連するピラー等、その他の上方視点の断面も可能であり得る。
【００２７】
図２の例は２つのメモリデッキを示すが、その他の構成が可能である。例えば、３次元クロスポイントアーキテクチャの同様の方法で、３つ又は４つのメモリデッキが構成され得る。幾つかの例では、メモリデッキの内の１つ以上は、相変化メモリ蓄積デバイスと選択デバイスとの両方を含むＰＣＭセルを含み得る。例えば、ＰＣＭセルを含む最下部のデッキと、自己選択メモリセルを含む中間の２つのデッキと、ＰＣＭセルを含む最高位のデッキとを用いて、メモリアレイの４つのデッキは存在し得る。幾つかの実施形態では、ＰＣＭセルと自己選択メモリセルとが同じ方法でアドレス指定され得るように、１つ以上のＰＣＭデッキは、ワード線又はビット線よりも上にあり得る（例えば、ＰＣＭセルは、奇数デッキ上にあり、自己選択メモリセルは偶数デッキ上にあり、又はその逆である）。自己選択メモリセルのデッキのアスペクト比は、以下でより詳細に論じられるように、共通のパターニング及びエッチングステップが自己選択メモリデッキに使用され得るようなものであり得る。メモリ蓄積素子層２２０は、例えば、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、炭素（Ｃ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びシリコン（Ｓｉ）の合金等のカルコゲナイドガラスを例えば含み得る。
【００２８】
メモリデバイス２００は、材料の形成及び除去の様々な組み合わせによって作られ得る。例えば、ワード線１１０−ａ、第１の電極層２１５−ａ、メモリ蓄積素子層２２０−ａ、第２の電極層２２５−ａ、ビット線１１５−ａ、第１の電極層２１５−ｂ、メモリ蓄積素子層２２０−ｂ、第２の電極層２２５−ｂ、及びワード線１１０−ｂに対応する材料の層が堆積し得る。図４〜図１３に関してより詳細に論じられるように、図２に描写したピラー構造体等の所望の機構をその後創出するために、材料は選択的に除去され得る。任意の接着又は障壁層の材料（例えば、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔａ等、又はそれらの組み合わせ）等、その他の材料が電極層に使用され得るが、電極層は、例えば、炭素から形成され得る。
【００２９】
図２に説明したピラー構造体を有し、技術に従って製造されたメモリデバイスは、（その両者がカルコゲナイドガラスを含み得る）別個のＰＣＭメモリ素子及び選択デバイス素子を使用するメモリデバイスに対して複数の利点を提供し得る。例えば、メモリデバイス２００のピラー構造体は、セルスタックのアスペクト比の削減を提供し、幾つかの場合、もたらされる厚さは、ＰＣＭメモリ素子と選択デバイスとの両方を含むメモリセルの半分未満であり得る。また、自己選択メモリデバイスは、相対的に低電流（例えば、ＰＣＭメモリ素子のプログラミング電流の２０％〜３０％）で実現され得る上で論じたような極性効果を使用するので、メモリデバイス２００内等の自己選択メモリデバイスは、ＰＣＭメモリ素子と選択デバイスとの両方を含むメモリセルと比較して、削減された厚さを有する、アクセス線（例えば、ビット線及びワード線）に対する金属被覆層を有し得る。したがって、アレイ内で必要な電圧降下を維持しながら、金属層の厚さは削減され得る。
【００３０】
更に、ＰＣＭメモリ素子と選択デバイスとの両方を含むメモリセルは、該ＰＣＭメモリ素子及び選択デバイスに対してカルコゲナイドガラスの異なる組成物を使用し得る。カルコゲナイドガラスの異なる組成物は、エッチング動作中に該組成物の内の一方が該組成物の内の他方に露出される場合に相互汚染の問題が存在し、こうした相互汚染は、カルコゲナイドガラス層の電気特性の著しい変更を生じさせ得る。したがって、ＰＣＭメモリ素子と選択デバイスとの両方を含むメモリセルメモリセルを製造する場合、両方のカルコゲナイドガラス層の同時の露出を回避する別個のエッチング及びシーリング手順を通じて相互汚染は防止される。自己選択メモリセル構造体は、各デッキ２０５及び２１０内に唯一のカルコゲナイドガラス層を使用し、したがって、相互汚染の源を制限する。本明細書で提供される様々な技術は、多数のメモリデッキ内の別個のカルコゲナイドガラス層がエッチング動作中に同時に露出され得る製造を可能にする。前述したように、こうした技術は、Ｎ＋１個のマスキング及びエッチング動作を使用して製造されるＮ個のデッキのメモリアレイを提供し得る。
【００３１】
図３は、本開示の例に従った機構及び動作をサポートする例示的な多層クロスポイントメモリデバイス３００を示す。デバイス３００は、電子メモリ装置と称され得る。メモリデバイス２００−ａは、第１のメモリデッキ３０５及び第２のメモリデッキ３１０を含み得る。第１のメモリデッキ３０５は、図２を参照しながら説明した第１のデッキ２０５と同様のセルのアレイを含み得る。第２のメモリデッキ３１０は、図２を参照しながら説明した第２のデッキ２１０と同様のセルのアレイを含み得る。第１のメモリデッキ３０５は、第２のメモリデッキ３１０に結合され得る。第１のメモリデッキ３０５は、第１のアクセス線と第２のアクセス線との間に結合された自己選択メモリ蓄積素子を含む第１のメモリセルを含み得、第２のメモリデッキ３１０は、第２のアクセス線と第３のアクセス線との間に結合された自己選択メモリ蓄積素子を含む第２のメモリセルを含み得る。各自己選択メモリ蓄積素子は、例えば、炭素の層と、メモリ蓄積素子層と、炭素の別の層とを含み得る自己選択メモリスタックを含み得る。他の実施形態では、自己選択メモリ蓄積素子は、材料の異なるスタックを有し得、幾つかの実施形態では、異なるメモリデッキは、材料の異なるスタックを有し得る。幾つかの実施形態では、上で論じたように、１つ以上の電極層は、一方向（例えば、ＷＬ及び／又はＢＬ方向）に沿ってのみ画定され得る。更に、幾つかの実施形態では、ワード線及びビット線方向に異なるピッチが存在し得る。
【００３２】
メモリデバイス２００−ａは、第１のメモリデッキ３０５に、並びにワード線１１０−ｃ及びビット線１１５−ｂに結合され得るインタフェース３１５と結合され得る。インタフェース３１５は、制御回路とも称され得、第１のアレイ及び第２のアレイがインタフェース３１５の上に横たわるように方向付けられ得る。これらのコンポーネントは、相互に電子通信し得、本明細書で説明される機能の内の１つ以上を実施し得る。幾つかの場合、メモリコントローラ１４０−ａは、バイアスコンポーネント３２０及びタイミングコンポーネント３２５を含み得る。メモリコントローラ１４０−ａは、図１及び図２を参照しながら説明したようなワード線１１０、ビット線１１５、及びセンスコンポーネント１２５の例示であり得るワード線１１０−ｃ、ビット線１１５−ｂ、及びセンスコンポーネント１２５−ａと電子通信し得る。幾つかの場合、センスコンポーネント１２５−ａ及びラッチ３３０は、メモリコントローラ１４０−ａのコンポーネントであり得る。これらのコンポーネントは、その他のコンポーネント、接続部、又はバスを介して、上で列挙されていないコンポーネントに加えて、メモリアレイデバイスの内側及び外側の両方のその他のコンポーネントとも電子通信し得る。
【００３３】
メモリコントローラ１４０−ａは、ワード線１１０−ｃ又はビット線１１５−ｂを、それらの様々なノードに電圧を印加することによって活性化するように構成され得る。例えば、バイアスコンポーネント３２０は、上で説明したように、第１のメモリデッキ３０５及び第２のメモリデッキ３１０を読み出す又は書き込むために、メモリアレイのデバイスを動作するための電圧を印加するように構成され得る。幾つかの場合、メモリコントローラ１４０−ａは、図１を参照しながら説明したように、行デコーダ、列デコーダ、又はそれら両方を含み得る。このことは、メモリコントローラ１４０−ａが１つ以上のメモリセルにアクセスすることを可能にし得る。バイアスコンポーネント３２０は、センスコンポーネント１２５−ａの動作のための電圧を提供し得る。図３の例では、バイアスコンポーネント３２０は、メモリコントローラ１４０−ａのコンポーネントとして示されているが、バイアスコンポーネント３２０は、メモリコントローラ１４０−ａの外部にあり得る。バイアスコンポーネント３２０は、第１のメモリデッキ３０５及び第２のメモリデッキ３１０を含むメモリチップの内部で管理され得る。
【００３４】
インタフェース３１５は、ワード線１１０−ｃ及びデジット線１１５−ｂを介してメモリコントローラ１４０−ａに結合され得る。インタフェース３１５は、第１のメモリデッキ３０５のセルのメモリ蓄積素子に（例えば、図２のメモリ蓄積素子層２２０−ａに）第１の論理値を書き込むように構成され得る。第１の状態は、第１の極性を使用して第１のメモリデッキ３０５に書き込まれ得る。同様に、インタフェース３１５は、第２のメモリデッキ３１０のセルのメモリ蓄積素子に（例えば、図２のメモリ蓄積素子層２２０−ｂに）第２の論理値を書き込むように構成され得る。第１の状態は、第２の極性を使用して第２のメモリデッキ３１０に書き込まれ得る。第２の極性は第１の極性の反対であり得る。
【００３５】
インタフェース３１５は、第１のメモリデッキ３０５のセルに書き込まれた第１の論理値と、第２のメモリデッキ３１０の対応するセルに書き込まれた第２の論理値とを読み出すように構成され得る。論理値は、第１の極性の反対であり得る第２の極性を使用して読み出され得る。
【００３６】
幾つかの場合、メモリコントローラ１４０−ａは、その動作をタイミングコンポーネント３２５を使用して実施し得る。例えば、タイミングコンポーネント３２５は、本明細書で論じる読み出し及び書き込み等のメモリ機能を実施するためのスイッチング及び電圧印加に対するタイミングを含む、様々なワード線選択又はプレートバイアスのタイミングを制御し得る。幾つかの場合、タイミングコンポーネント３２５は、バイアスコンポーネント３２０の動作の時間を制御し得る。
【００３７】
第１のメモリデッキ３０５及び第２のメモリデッキ３１０の論理状態を判定すると、センスコンポーネント１２５−ａは、ラッチ３３０内に出力を蓄積し得、それは、メモリデバイス３００を含む電子デバイスの動作に従って使用され得る。センスコンポーネント１２５−ａは、ラッチ及びメモリデバイス２００−ａと電子通信するセンスアンプを含み得る。
【００３８】
メモリコントローラ１４０−ａ、又はその様々なサブコンポーネントの内の少なくとも幾つかは、ハードウェア、プロセッサにより実行されるソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせで実装され得る。プロセッサにより実行されるソフトウェアで実装される場合、メモリコントローラ１４０−ａ、又はその様々なサブコンポーネントの内の少なくとも幾つかの機能は、本開示で説明する機能を実施するように設計された汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）若しくはその他のプログラム可能論理デバイス、別々のゲート若しくはトランジスタロジック、別々のハードウェアコンポーネント、又はそれらの任意の組み合わせによって実行され得る。
【００３９】
メモリコントローラ１４０−ａ、又はその様々なサブコンポーネントの内の少なくとも幾つかは、１つ以上の物理的デバイスによって異なる物理的場所において機能の（複数の）部分が実装されるように分散されることを含む、様々な位置に物理的に配置され得る。幾つかの例では、メモリコントローラ１４０−ａ、又はその様々なサブコンポーネントの内の少なくとも幾つかは、本開示の様々な例に従った別個の別々のコンポーネントであり得る。他の例では、メモリコントローラ１４０−ａ、又はその様々なサブコンポーネントの内の少なくとも幾つかは、１つ以上の他のハードウェアコンポーネントと組み合わせられ得る。
【００４０】
図４Ａ及び図４Ｂは、本開示の例に従った多層クロスポイントメモリデバイス４００の第１のメモリデッキの一部を示す。図４Ａは、アクセス線（例えば、ワード線１１０）の第１のセットがＸ方向に対して直角であり得、アクセス線（例えば、ビット線１１５）の第２のセットがＸ方向に対して平行であり得るＸ方向における第１のメモリデッキの断面を示す。図４Ｂは、アクセス線（例えば、ワード線１１０）の第１のセットがＹ方向に対して平行であり得、アクセス線（例えば、ビット線１１５）の第２のセットがＹ方向に対して直角であり得るＹ方向における第１のメモリデッキの断面を示す。第１のメモリデッキの一部は、例えば、図２を参照しながら説明した第１のメモリデッキ２０５の一部であり得る。
【００４１】
この実施形態では、第１のメモリデッキのワード線１１０−ｄ層に対する金属被覆を形成するために使用され得る、底部電極金属被覆層のブランケット堆積は、基板上に体先され得、第１の電極層２１５−ｃ、メモリ蓄積素子層２２０−ｃ、及び第２の電極層２２５−ｃの形成が続く。これらの層は、処理後には、図１及び図２を参照しながら説明したような第１のメモリデッキ２０５のワード線１１０及びメモリセル１０５の一例であり得る。メモリ蓄積素子層２２０−ｃは、例えば、可変抵抗材料、カルコゲナイド、又は相変化材料であり得る。ワード線１１０−ｄ層は、導電層であり得、幾つかの例では、タングステン、アルミニウム、チタン、窒化チタン、シリコン、ポリシリコン、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。図４の層を堆積するために、例えば、薄膜成長技術の中でもとりわけ、化学気相成長（ＣＶＤ）、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、プラズマ増強ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、物理気相成長（ＰＶＤ）、スパッタ堆積、原子層堆積（ＡＬＤ）、又は分子線エピタキシー（ＭＢＥ）等の様々な技術が使用され得る。幾つかの例では、基板又はその一部は、図１〜図３を参照しながら上で論じたようなメモリコントローラ１４０、インタフェース３１５、センスコンポーネント１２５、ラッチ３３０、又はそれらの任意の組み合わせと関連する論理回路等の、メモリデバイスのその他のコンポーネントを含み得る。幾つかの例では、基板又はその一部は、シリコン基板、二酸化シリコン若しくはシリコン窒化物等の絶縁基板、ポリシリコン基板、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。
【００４２】
図５Ａ及び図５Ｂは、本開示の例に従った第１のパターニング動作、第１のエッチング動作、及び第１の充填動作に後続する多層クロスポイントメモリデバイス５００の第１のメモリデッキの一部を示す。図４Ａ及び図４Ｂに関して上で論じたのと同様に、図５Ａは、Ｘ方向における断面を示し、図５Ｂは、Ｙ方向における断面を示す。
【００４３】
この例では、行の第１のセット５１５は、第１のパターニング動作中に第２の電極層２２５−ｃ上にパターニングされ得る。行の第１のセット５１５は、図１〜図２のワード線１１０に対応するようにパターニングされた行であり得る。幾つかの実例では、フォトリソグラフィ技術をしてパターンが形成され得る。パターニングに続いて、第１のエッチング動作は、パターニングされた行の第１のセット５１５の間にある第２の電極層２２５−ｃ、メモリ蓄積素子層２２０−ｃ、第１の電極層２１５−ｃ、及びワード線１１０−ｄ層の一部をエッチングし得る。第１のエッチング動作は、例えば、（“ウェットエッチング”とも称される）化学エッチング、（“ドライエッチング”とも称される）プラズマエッチング、又はそれらの組み合わせを含み得る複数の技術を使用して材料を除去し得る。
【００４４】
第１の充填動作は、行の第１のセット５１５上に密封層５０５を堆積することと、行の第１のセット５１５の行間に誘電体材料５１０を堆積することとを含み得る。幾つかの場合、第１の充填動作は、第１のメモリデッキの一部を平坦化するために、化学機械平坦化（ＣＭＰ）等の平坦化動作を含み得る。
【００４５】
密封層５０５は、例えば、幾つかの例を挙げるとＰＥＣＶＤ、ＣＶＤ、ＡＬＤ、又はスピンオンの内の１つ以上を使用して堆積し得るシリコン窒化物、シリコン酸化物、又はシリコン酸窒化物等の絶縁材料を含み得る。誘電体材料５１０は、例えば、上で論じたような堆積技術の内の１つ以上を使用して堆積し得るシリコン窒化物、シリコン酸化物、又はシリコン酸窒化物等の絶縁材料を含み得る。幾つかの場合、密封層５０５は、メモリ蓄積素子層２２０−ａ内で使用され得るカルコゲナイドガラスからのガス抜けを防止するのを助力するために低温で堆積し得、誘電体材料５１０は、より一貫した膜の均一性を提供し得る、より高温で堆積し得る。
【００４６】
図６Ａ及び図６Ｂは、ビット線１１５−ｃ層を形成し得る第２の電極層、並びに第２のメモリデッキの第１の電極層２１５−ｄ、メモリ蓄積素子層２２０−ｄ、及び第２の電極層２２５−ｄの堆積に後続する多層クロスポイントメモリデバイス６００の第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部を示す。図４〜図５に関して上で論じたのと同様に、図６Ａは、Ｘ方向における断面を示し、図６Ｂは、Ｙ方向における断面を示す。
【００４７】
この実施形態では、第１のメモリデッキと第２のメモリデッキとの間で共有され得るビット線１１５−ｃ層に対する金属被覆を形成するために使用され得る第２の電極金属被覆層を形成するために、ブランケット堆積が使用され得る。幾つかの実施形態では、第２の電極金属被覆層は、単一の堆積動作中に堆積し得、従って、層内の境界を有さなくてもよく、第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの両方に対する電極として役立つことに起因して、ワード線１１０−ｄ層の第１の電極金属被覆層よりも薄くてもよい。他の実施形態では、第２の電極金属被覆層は、２つ以上の別個の堆積動作中に堆積し得、又は多数の異なる導電性材料を含み得る。ビット線１１５−ｃ層は、上で論じたような堆積技術の内の何れかに従って堆積し得、第２のメモリデッキの第１の電極層２１５−ｄ、メモリ蓄積素子層２２０−ｄ、及び第２の電極層２２５−ｄの形成が続く。これらの層は、処理後には、図１及び図２を参照しながら論じたような第２のメモリデッキ２１０のビット線１１５及びメモリセル１０５の例示であり得る。メモリ蓄積素子層２２０−ｄは、例えば、可変抵抗材料、カルコゲナイド、又は相変化材料であり得る。ビット線１１５−ｃ層は、導電体層であり得、幾つかの例では、タングステン、アルミニウム、チタン、窒化チタン、シリコン、ポリシリコン、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。第２のメモリデッキの層を堆積するために、上で論じたような堆積技術の内の何れかを含む様々な技術が使用され得る。
【００４８】
図７Ａ〜図７Ｃは、本開示の例に従った第２のパターニング動作、第２のエッチング動作、及び第２の充填動作に後続する多層クロスポイントメモリデバイス７００の第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部を示す。図４〜図６に関して上で論じたのと同様に、図７Ａは、Ｘ方向における断面を示し、図７Ｂ及び図７Ｃは、Ｙ方向における断面を示す。
【００４９】
この例では、列の第１のセット７０５は、第２のパターニング動作中に第２の電極層２２５−ｄ上にパターニングされ得る。列の第１のセット７０５は、図１〜図２のビット線１１５に対応するようにパターニングされた列であり得る。幾つかの実例では、該パターンは、フォトリソグラフィ技術を使用して形成され得る。パターニングに続いて、第２のエッチング動作は、第２のメモリデッキ及び第１のメモリデッキの両方の一部をエッチングし得る。該エッチング動作は、列の第１のセット７０５を形成するために第２のメモリデッキを貫通してエッチングし得、第１のメモリデッキのメモリセルの第１のセットを形成するために列の第１のセット７０５の隣接する列間に配置された行の第１のセット５１５の一部を貫通してエッチングし得る。幾つかの場合、第２のエッチング動作は、第２のメモリデッキの第２の電極層２２５−ｄ、メモリ蓄積素子層２２０−ｄ、第１の電極層２１５−ｄを含む第２のメモリデッキの層を貫通してエッチングし得、ビット線１１５−ｃ層を貫通してエッチングし得、列の第１のセット７０５の下及び間に配置された第１のメモリデッキ、すなわち、第１のメモリデッキの第２の電極層２２５−ｃ、メモリ蓄積素子層２２０−ｃ、第１の電極層２１５−ｃの一部を貫通してその後エッチングし得る。
【００５０】
第２のエッチング動作は、ワード線１１０−ｄ層に達した場合に停止し得る。幾つかの実施形態では、該エッチングは、自己選択メモリ材料をエッチングした後、又は第１の電極層２１５−ｃの部分的なエッチングの後に停止され得、第１の電極層２１５−ｃは、ワード線１１０−ｄに対して平行であり、ワード線１１０−ｄに対するシャントとしての機能を果たすであろう。同様の方法で、第１のデッキの第２の電極層２２５−ｃは、ワード線内のエッチングの後に堆積され得、ビット線１１５−ｃに対する平行なシャントを提供する。第２のエッチング動作は、上で論じたように複数の技術を使用して材料を除去し得る、幾つかの場合、エッチングされている材料の化学的組成に基づいた最終点の検出を利用するドライエッチング動作が使用され得、ワード線１１０−ｄ層の材料が検出された場合にエッチングを停止し得る。ワード線１１０−ｄ層及びビット線１１５−ｃ層が同じ材料（例えば、タングステン）で形成される場合、第２のエッチング動作は、材料の第１の検出を通じて（例えば、ビット線１１５−ｃ層と関連するタングステンの第１の検出を通じて）エッチングを継続し得、材料の第２の検出時に停止し得る。
【００５１】
第２の充填動作は、列の第１のセット７０５上に密封層５０５を堆積することと、列の第１のセット７０５の列間に誘電体材料５１０を堆積することとを含み得る。幾つかの場合、第２の充填動作は、第２のメモリデッキの一部を平坦化するために、ＣＭＰ等の平坦化動作を含み得る。密封層５０５及び誘電体材料５１０は、図５に関して上で論じたように同じ材料で形成され得、上で論じたような堆積技術の内の１つ以上を使用して堆積し得る。
【００５２】
図７Ｂに見られ得るように、ビット線１１５に対応する列７０５と、第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの両者の関連するメモリセルとは、両メモリデッキ及びビット線１１５−ｃ層が同じエッチング動作中にエッチングされるので、したがって、列７０５の方向に自己整列される。また、（複数の）層は、同じパターニングの位置合わせを有し、同じエッチング動作中にエッチングされるので、列の第１のセット７０５の各列の幅は、各列７０５の下に配置された第１のメモリデッキの各個別のメモリ素子の幅と同じ幅である。図７Ａと比較して図７Ｃに見られ得るように、各列７０５の幅は、幾つかの場合、各行１１０の幅とは異なり得る。
【００５３】
図８Ａ及び図８Ｂは、第２のメモリデッキのワード線１１０−ｅ層を形成し得る第３の電極層の堆積に後続する多層クロスポイントメモリデバイス８００の第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部を示す。図４〜図７に関して上で論じたのと同様に、図８Ａは、Ｘ方向における断面を示し、図８Ｂは、Ｙ方向における断面を示す。
【００５４】
この実施形態では、ワード線１１０−ｅ層に対する金属被覆として使用され得る第３の電極被覆層を形成するために、ブランケット堆積が使用され得る。ワード線１１０−ｅ層は、上で論じたような堆積技術の内の何れかに従って堆積し得る。ワード線１１０−ｅ層は、導電体層であり得、幾つかの例では、タングステン、アルミニウム、チタン、窒化チタン、シリコン、ポリシリコン、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。第２のメモリデッキのワード線１１０−ｅ層を堆積するために、上で論じたような堆積技術の内の何れかを含む様々な技術が使用され得る。
【００５５】
図９Ａ及び図９Ｂは、本開示の例に従った第３のパターニング動作、第３のエッチング動作、及び第３の充電動作に後続する多層クロスポイントメモリデバイス９００の第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの一部を示す。図４〜図８に関して上で論じたのと同様に、図９Ａは、Ｘ方向における断面を示し、図９Ｂは、Ｙ方向における断面を示す。
【００５６】
この例では、第３のパターニング動作中に、ワード線１１０−ｅ層上に行の第２のセットがパターニングされ得る。行の第２のセットは、行の第１のセット５１５を覆うようにパターニングされ得る。図面の説明では、行の第１のセット５１５の上方に、同じ位置合わせで整列された行の第２のセットが示されているが、実際には、行の異なるセットのパターニングが異なるパターニング動作中に実施されることに起因して、行の異なるセットの若干のズレがあり得る。幾つかの実施形態では、行の第２のセットの幅は、行の第１のセット５１５の幅とは異なり得る。行の第２のセットは、図１〜図２のワード線１１０に対応するようにパターニングされた行であり得る。
【００５７】
パターニングに続いて、第３のエッチング動作は、ワード線１１０−ｅ層及び第２のメモリデッキの両者の一部をエッチングし得る。該エッチング動作は、ワード線１１０−ｅに対する行の第２のセットを形成するために、ワード線１１０−ｅ層を貫通してエッチングし得、第２のメモリデッキのメモリセルの第２のセットを形成するために、行の第２のセットの隣接する行間に配置された列７０５の第１のセットの一部を貫通してエッチングし得る。第３のエッチング動作は、上で論じたように複数の技術を使用して材料を除去し得る。幾つかの実施形態では、上で論じたのと同様に、第３のエッチング動作は、自己選択メモリ材料をエッチングした後、又は第２の電極層２１５−ｄの部分的エッチングの後に停止され得、第２の電極層２１５−ｄは、ビット線１１５−ｃに対して平行であり、ビット線１１５−ｃに対するシャントとしての機能を果たすであろう。同様の方法で、第２のデッキの第２の電極層２２５−ｄは、ワード線内をエッチングした後に堆積し得、ワード線１１０−ｅに対する平行なシャントを提供する。第３のエッチング動作は、ビット線１１５−ｃ層に達した場合に停止し得る。
【００５８】
第３の充填動作は、行の第２のセット上に密封層５０５を堆積することと、行の第２のセットの行間に誘電体材料５１０を堆積することとを含み得る。幾つかの場合、第３の充填動作は、第２のメモリデッキの一部を平坦化するために、ＣＭＰ等の平坦化動作を含み得る。密封層５０５及び誘電体材料５１０は、図５及び図７に関して上で論じたように同じ材料で形成され得、上で論じたような堆積技術の内の１つ以上を使用して堆積し得る。図９Ａに見られ得るように、最上部のワード線１１０−ｅに対応する行と、第２のデッキの両方の関連するメモリセルとは、したがって、最上部の行の方向に自己整列される。
【００５９】
したがって、図９で説明されるメモリデバイス９００の一部は、３つのパターニング及びエッチング動作を使用して製造されたクロスポイントメモリデバイスの２つのメモリデッキを示す。幾つかの場合、３つ以上のメモリデッキがメモリデバイス内に製造され得、Ｎ＋１個のパターニング及びエッチング動作を使用してメモリセルのＮ個のデッキが製造され得るように同様の技術が使用され得る。図１０〜図１３は、３つ以上のメモリデッキを有する他の実施形態の例を提供する。
【００６０】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、多層クロスポイントメモリデバイス１０００の第１のメモリデッキ、第２のメモリデッキ、及び第３のメモリデッキの一部を示す。この例では、第３のメモリデッキに対する層は、図７Ａ及び図７Ｂに関して上で論じた動作の後に堆積し得る。第３のメモリデッキは、ワード線１１０−ｅ層を形成し得る第３の電極層と、第３のメモリデッキの第１の電極層２１５−ｅ、メモリ蓄積素子層２２０−ｅ、及び第２の電極層２２５−ｅとから形成され得る。図４〜図９に関して上で論じたのと同様に、図１０Ａは、Ｘ方向における断面を示し、図１０Ｂは、Ｙ方向における断面を示す。
【００６１】
この実施形態では、第２のメモリデッキと第３のメモリデッキとの間で共有され得るワード線１１０−ｅ層に対する金属被覆を形成するために使用され得る第３の電極金属被覆層を形成するために、ブランケット堆積が使用され得る。幾つかの実施形態では、第３の電極金属被覆層は、単一の堆積動作中に堆積し得、ビット線１１５−ｃ層の第２の電極金属被覆層の厚さと同様の厚さを有し得、それは、第２のメモリデッキ及び第３のメモリデッキの両者に対する電極として役立つことに起因して、ワード線１１０−ｄ層の第１の電極金属被覆層よりも厚い。他の実施形態では、第３の電極金属被覆層は、２つ以上の別個の堆積動作中に堆積し得、又は、多数の異なる導電体材料を含み得る。
【００６２】
ワード線１１０−ｅ層は、上で論じたような堆積技術の内の何れかに従って堆積し得、第３のメモリデッキの第１の電極層２１５−ｅ、メモリ蓄積素子層２２０−ｅ、及び第２の電極層２２５−ｅの形成が続く。これらの層は、処理後には、図１及び図２を参照しながら説明したような第３のメモリデッキのワード線１１０及びメモリセル１０５の例示であり得る。メモリ蓄積素子層２２０−ｅは、例えば、可変抵抗材料、カルコゲナイド、又は相変化材料であり得る。ワード線１１０−ｅ層は、導電体層であり得、幾つかの例では、タングステン、アルミニウム、チタン、窒化チタン、シリコン、ポリシリコン、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。第３のメモリデッキの層を堆積するために、上で論じたような堆積技術の内の何れかを含む様々な技術が使用され得る。
【００６３】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本開示の例に従った第３のパターニング動作、第３のエッチング動作、及び第３の充填動作に後続する多層クロスポイントメモリデバイス１１００の第１のメモリデッキ、第２のメモリデッキ、及び第３のメモリデッキの一部を示す。図４〜図１０に関して上で論じたのと同様に、図１１Ａは、Ｘ方向における断面を示し、図１１Ｂは、Ｙ方向における断面を示す。
【００６４】
この例では、行の第２のセットは、第３のパターニング動作中に第２の電極層２２５−ｅ上にパターニングされ得る。行の第２のセットは、図１〜図２のワード線１１０に対応するようにパターニングされた行であり得る。幾つかの実例では、該パターンは、フォトリソグラフィ技術を使用して形成され得る。パターニングに続いて、第３のエッチング動作は、第３のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの両方の一部をエッチングし得る。該エッチング動作は、行の第２のセットを形成するために第３のメモリデッキを貫通してエッチングし得、第２のメモリデッキのメモリセルの第２のセットを形成するために行の第２のセットの隣接する行間に配置された列の第１のセット７０５の一部を貫通してエッチングし得る。幾つかの場合、第３のエッチング動作は、第３のメモリデッキの第２の電極層２２５−ｅ、メモリ蓄積素子層２２０−ｅ、第１の電極層２１５−ｅを含む第３のメモリデッキの層を貫通してエッチングし得、ワード線１１０−ｅ層を貫通してエッチングし得、その後行の第２のセットの下及び間に配置された第２のメモリデッキ、すなわち、第２のメモリデッキの第２の電極層２２５−ｄ、メモリ蓄積素子層２２０−ｄ、第１の電極層２１５−ｄの一部を貫通してエッチングし得る。
【００６５】
第３のエッチング動作は、ビット線１１５−ｃ層に達した場合に停止し得る。第３のエッチング動作は、上で論じたように複数の技術を使用して材料を除去し得る。幾つかの場合、エッチング動作は、上で論じたように、ビット線１１５−ｃ層が達したと識別するために最終点の検出を使用し得る。第３の充填動作は、行の第２のセット上に密封層５０５を堆積することと、行の第２のセットの行間に誘電体材料５１０を堆積することとを含み得る。幾つかの場合、第３の充填動作は、第３のメモリデッキの一部を平坦化するために、ＣＭＰ等の平坦化動作を含み得る。密封層５０５及び誘電体材料５１０は、図５に関して上で論じたように同じ材料で形成され得、上で論じたような堆積技術の内の１つ以上を使用して堆積し得る。
【００６６】
図１１Ｂに見られ得るように、ワード線１１０に対応する行と、第２のメモリデッキ及び第３のメモリデッキの両者の関連するメモリセルとは、両メモリデッキ及びワード線１１０−ｅ層が同じエッチング動作中にエッチングされるので、したがって、行の方向に自己整列される。また、（複数の）層は、同じパターニングの位置合わせを有し、同じエッチング動作中にエッチングされるので、行の第２のセットの各行の幅は、行の第２のセットの各行の下に配置された第２のメモリデッキの各個別のメモリ素子の幅と同じ幅である。
【００６７】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、ビット線１１５−ｄ層を形成し得、第３のメモリデッキのメモリセルの形成を完了し得る、第４の電極層の堆積と、第４のパターニング及びエッチング動作とに後続する多層クロスポイントメモリデバイス１２００の第１のメモリデッキ、第２のメモリデッキ、及び第３のメモリデッキの一部を示す。図４〜図１１に関して上で論じたのと同様に、図１２Ａは、Ｘ方向における断面を示し、図１２Ｂは、Ｙ方向における断面を示す。
【００６８】
この実施形態では、ビット線１１５−ｄ層に対する金属被覆として使用され得る第４の電極金属被覆層を形成するために、ブランケット堆積が使用され得る。ビット線１１５−ｄ層は、上で論じたような堆積技術の内の何れかに従って堆積し得る。ビット線１１５−ｄ層は、導電体層であり得、幾つかの例では、タングステン、アルミニウム、チタン、窒化チタン、シリコン、ポリシリコン、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。第３のメモリデッキのビット線１１５−ｄ層を堆積するために、上で論じたような堆積技術の内の何れかを含む様々な技術が使用され得る。
【００６９】
この例では、第４のパターニング動作中に、ビット線１１５−ｄ層上に列の第２のセットがパターニングされ得る。列の第２のセットは、列の第１のセット７０５を覆うようにパターニングされ得る。図面の説明では、列の第１のセット７０５の上方に、同じ位置合わせで整列された列の第２のセットが示されているが、実際には、列の異なるセットのパターニングが異なるパターニング動作中に実施されることに起因して、列の異なるセットの若干のズレがあり得る。幾つかの実施形態では、列の第２のセットの幅は、列の第１のセット７０５の幅とは異なり得る。列の第２のセットは、図１〜図２のビット線１１５に対応するようにパターニングされた列であり得る。
【００７０】
パターニングに続いて、第４のエッチング動作は、ビット線１１５−ｄ層及び第３のメモリデッキの両者の一部をエッチングし得る。該エッチング動作は、ビット線１１５−ｄに対する列の第２のセットを形成するために、ビット線１１５−ｄ層を貫通してエッチングし得、第３のメモリデッキのメモリセルの第３のセットを形成するために、列の第２のセットの隣接する列間に配置された行の第２のセットの一部を貫通してエッチングし得る。第４のエッチング動作は、ワード線１１０−ｅ層に達した場合に停止し得る。第４のエッチング動作は、上で論じたような複数の技術を使用して材料を除去し得る。
【００７１】
第４の充填動作は、列の第２のセット上に密封層５０５を堆積することと、列の第２のセットの列間に誘電体材料５１０を堆積することとを含み得る。幾つかの場合、第４の充填動作は、第３のメモリデッキの一部を平坦化するために、ＣＭＰ等の平坦化動作を含み得る。密封層５０５及び誘電体材料５１０は、図５及び図１１に関して上で説明したように同じ材料で形成され得、上で説明したような堆積技術の内の１つ以上を使用して堆積し得る。図１２Ａに見られ得るように、最上部のビット線１１５−ｄに対応する列と、第３のメモリデッキの関連するメモリセルとは、したがって、最上部の列の方向に自己整列される。したがって、図１２に説明するメモリデバイス１２００の一部は、４つのパターニング及びエッチング動作を使用して製造されたクロスポイントメモリデバイスの３つのメモリデッキを示す。
【００７２】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、多層クロスポイントメモリデバイス１３００のＮ−１番目のデッキ１３０５及びＮ番目のデッキの一部を示す。図４〜図１２に関して上で論じたのと同様に、図１３Ａは、Ｘ方向における断面を示し、図１３Ｂは、Ｙ方向における断面を示す。メモリセルのＮ個のデッキがＮ＋１個のパターニング及びエッチング動作を使用して製造され得るように提供するために、後に堆積したメモリデッキが、一方向において下部のメモリデッキと自己整列され得るように、下部のメモリデッキと該方向においてパターニング及びエッチング動作を共有する、上で論じたような堆積、パターニング、及びエッチング手順に従って、メモリデバイスの付加的なデッキは製造され得る。上述したように、幾つかの実施形態では、ビット線及びワード線方向に対して異なるピッチが使用され得、それは、使用されるマスキング及びエッチング技術に依存して、正方形、長方形、又は別の形状であり得る自己選択メモリ材料の水平方向の断面であり得る。
【００７３】
図１４は、様々な実施形態に従った製造プロセス１４００のフロー図である。初めに、第１のメモリデッキに対する層を形成するために、基板は、１つ以上の堆積ツール１４０５において処理され得る。幾つかの場合、上で論じたように、基板は、メモリデッキが制御回路の最上部に形成されるように製造された制御回路を有し得る半導体基板（例えば、シリコンウェハ）であり得る。幾つかの場合、堆積ツールは、第１の電極層を堆積する金属被覆堆積ツールと、第１の電極層を堆積する電極層堆積ツールと、メモリ素子層を堆積するメモリ素子堆積ツールと、第２の電極層を堆積する電極層堆積ツールとを含み得る。幾つかの例では、堆積ツールは、図４Ａ及び図４Ｂで説明したようなメモリデッキに対する層を堆積し得る。堆積ツールは、ＣＶＤツール、ＭＯＣＶＤツール、ＰＥＣＶＤツール、ＰＶＤツール、スパッタ堆積ツール、ＡＬＤ、ＭＢＥツール、スピンオンツール、又はその他の薄膜堆積ツールの内の１つ以上を含み得る。
【００７４】
メモリデッキに対する層の堆積に続いて、１つ以上のパターニングツール１４１０は、エッチングされるメモリデッキに依存してエッチングマスクされた行又はエッチングマスクされた列を含み得るエッチングマスク線のセット中にエッチングマスクを堆積及びパターニングし得る。こうしたエッチングマスクは、例えば、フォトレジスト、誘電体、又は線のパターン中へのエッチングが比較的容易なその他の材料を含み得る。パターニングは、幾つかの例を挙げると、フォトリソグラフィ（例えば、直接プリント、露光／シフト／露光、露光／ポジティブな現像／ネガティブな現像）、ピッチダブリングプロセス（例えば、スペーサ）を有するフォトリソグラフィ、及びインプリントを使用して実施され得る。
【００７５】
製造プロセス１４００を続けると、１つ以上のエッチングツール１４１５は、メモリデッキの層をエッチングし得る。幾つかの実施形態では、エッチングツール１４１５においてプラズマエッチングが使用され得る、他の実施形態では、ウェットエッチングが単独で、又は１つ以上のプラズマ若しくはドライエッチングと組み合わせて使用され得る。エッチングマスクは、幾つかの例では、（例えば、ウェットフォトレジスト除去プロセスを介して）除去され得る。他の例では、エッチングマスクは、メモリデッキ層の最上部上に残り得、後続の平坦化プロセス中に犠牲層として使用され得る。エッチングが一旦完了すると、密封ツール１４２０は、メモリデッキ層の列の行上に密封層を堆積し得る。密封ツール１４２０は、ＣＶＤ又はＰＥＣＶＤプロセス又は任意の他の薄膜堆積プロセスを使用して誘電体材料（例えば、ＳｉＯ２）を堆積し得る処理装置を含み得る。誘電体充填ツール１４２５は、密封された行又は列上に誘電体充填材料を堆積し得る。誘電体充填ツール１４２５は、ＣＶＤ又はＰＥＣＶＤプロセス又は任意の他の薄膜堆積プロセスを使用して誘電体材料（例えば、ＳｉＯ２）を堆積し得る処理装置を含み得る。幾つかの場合、充填材料の堆積と関連するより高い温度での処理が密封層の不存在時に使用された場合に相対的に高い比率で生じ得るメモリ素子層材料のガス抜けの削減を助力するために（例えば、カルコゲナイドガラスのガス抜けを削減するために）、密封層の堆積は、誘電体充填材料の堆積よりも低温で行われ得る。
【００７６】
平坦化ツール１４３０は、メモリデッキをその後平坦化し得、余分な密封材料又は誘電体充填材料を除去し得る。平坦化ツール１４３０は、例えば、メモリデッキを平坦化し得、したがって、図５Ａ及び図５Ｂで説明したようなメモリデッキの層の行又は列を残すＣＭＰ処理装置を含み得る。ツール１４０５〜１４３０における処理は、１つのマスキング方向に対するパターニング、エッチング、密封／充填、及び平坦化プロセス（例えば、行のパターン又は列のパターン）を共有する上部のメモリデッキ及び下部のメモリデッキを有する、メモリデバイスに対して製造され得るメモリデッキの数だけ繰り返され得る。例えば、メモリデバイスが２つのメモリデッキを有する場合、ツール１４０５〜１４３０における処理は、２回繰り返され得、図７Ａ及び図７Ｂの例で説明したように、エッチングツール１４１５を通じた第１のパスは、第１のメモリデッキの行に対するエッチングを提供し、エッチングツール１４１５を通じた第２のパスは、第１のメモリデッキ及び第２のメモリデッキの両方の列に対するエッチングを提供し得る。
【００７７】
最上部のメモリデッキの平坦化に続いて、最上部電極堆積ツール１４３５は、最上部電極（例えば、ワード線１１０又はビット線１１５の電極層）を堆積し得る。最上部電極堆積ツール１４３５は、別のメモリデッキの別の電極層の電極の堆積の一部として使用される同じ堆積ツール１４０５の内の幾つかを含み得る。最上部電極パターニングツール１４４０は、例えば、最上部電極がワード線であるか、それともビット線であるかに従って最上部電極層をパターニングし得る。最上部電極パターニングツール１４４０は、２つ以上のメモリデッキの自己選択メモリスタックをパターニングするために使用される同じパターニングツール１４１０の内の幾つかを含み得る。最上部電極エッチングツール１４４５は、最上部電極と、自己選択メモリスタックの最上部のメモリデッキの一部とをエッチングし得る。最上部電極エッチングツール１４４５は、２つ以上のメモリデッキの自己選択メモリスタックをパターニングするために使用される同じエッチングツール１４１５の内の幾つかを含み得る。最上部電極層と、最上部電極層と共にエッチングされた最上部のメモリデッキの一部とは、幾つかの実施形態では、密封され得、誘電体が充填され得、平坦化され得る。
【００７８】
したがって、メモリセルのＮ個のデッキは、Ｎ＋１個のパターニング、エッチング、及び誘電体密封／充填プロセスを用いて形成され得、同じエッチング動作中にエッチングされたメモリデッキの一部も自己整列される。２Ｎ個のパターニング、エッチング、及び密封／充填プロセスを必要とするであろう、メモリデッキの行及び列の両方がメモリデッキ毎に別個に処理される処理と比較して、こうした削減は、実質的な製造効率を提供し得る。例えば、２つのメモリデッキを有するメモリデバイスの製造は、メモリデッキ毎の別個の処理が使用された場合の４つのこうした動作と比較して、３つのパターニング、エッチング、及び密封／充填動作を使用し得、こうした処理動作において２５％の削減をもたらす。パターニング、エッチング、又は密封／充填（若しくは関連する平坦化）動作が製造施設のボトルネックである場合、処理ステップ中のこうした削減は、製造施設の生産能力を同様のパーセンテージだけ増加させ得る（例えば、１週間当たり５０００枚のウェハ開始（ＷＳＰＷ）の能力を有する施設は、６２５０ＷＳＰＷに潜在的に増加し得る）。何れの場合においても、処理ステップ中のこうした削減は、メモリデバイスの製造のコスト及びサイクルタイムを削減し、より効率的な製造と、産出をそれによって増強するより少ない欠陥とを提供する。
【００７９】
図１５は、本開示の様々な側面に従ったクロスポイントメモリアレイ内に自己整列されたメモリデッキを形成するための方法１５００を説明するフローチャートを示す。方法１５００の動作は、図１４を参照しながら説明した処理ツールによって実施され得る。
【００８０】
ブロック１５０５において、１つ以上の堆積ツールは、第１の電極層と、第１の電極層上の第１の自己選択メモリスタックとを基板上に形成し得る。ブロック１５０５の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１５０５の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したように堆積ツールによって実施され得る。
【００８１】
ブロック１５１０において、１つ以上のエッチングツールは、基板上に第１の方向に伸長する行の第１のセットを形成するために、第１の電極層及び第１の自己選択メモリスタックを第１のエッチング動作中にエッチングし得、行の第１のセットの各行は、第１の電極層及び第１の自己選択メモリスタックを含む。ブロック１５１０の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１５１０の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したようにエッチングツールによって実施され得る。幾つかの場合、誘電体密封及び／又は充填材料は、行の第１のセットの各行の間に堆積され得、幾つかの場合にはまた、平坦化され得る。
【００８２】
ブロック１５１５において、１つ以上の堆積ツールは、行の第１のセット上に第２の電極層及び第２の自己選択メモリスタックを形成し得る。ブロック１５１５の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１５１５の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したように堆積ツールによって実施され得る。
【００８３】
ブロック１５２０において、１つ以上のエッチングツールは、行の第１のセット上に第２の方向に伸長する列の第１のセットを形成するために、第２の電極層及び第２の自己選択メモリスタックを第２のエッチング動作中にエッチングし得、列の第１のセットの各列は、第２の電極層及び第２の自己選択メモリスタックを含む。ブロック１５２０の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１５２０の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したようにエッチングツールによって実施され得る。
【００８４】
ブロック１５２５において、１つ以上のエッチングツールはまた、メモリセルの第１のセットを形成するために、列の第１のセットの隣接する列間に配置された行の第１のセットの一部を第２のエッチング動作中にエッチングし得る。ブロック１５２５の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１５２５の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したようにエッチングツールによって実施され得る。幾つかの場合、第２のエッチング動作は、第２の自己選択メモリスタックを貫通して、第２の電極層を貫通して、及び列の第１のセットの隣接する列の下及び間の第１の自己選択メモリスタックの一部を貫通してエッチングすることを含む。
【００８５】
幾つかの場合、第２の電極は、単一の堆積プロセス中に形成され、第２のエッチング動作の一部としての単一のエッチングプロセス中にエッチングされ得る。幾つかの場合、各自己選択メモリスタックは、炭素の第１の層と、炭素の第１の層上のカルコゲナイドガラスの層と、カルコゲナイドガラスの層上の炭素の第２の層とを含む。幾つかの場合、列の第１のセットの各列の幅は、列の第１のセットの各列の下に配置された各個別のメモリ素子の幅と同じ幅である。幾つかの場合、第２の電極層は、列の第１のセットの各列の下に配置されたメモリセルの第１のセットのメモリセルの列に対する上部のアクセス線を形成し、第２の自己選択メモリスタックを使用して形成されたメモリセルの第２のセットの第２の列に対する下部のアクセス線を形成する。
【００８６】
方法１５００等の１つ以上の方法を実施するための装置が説明される。装置は、第１の電極層と第１の電極層上の第１の自己選択メモリスタックとを基板上に形成するための手段と、基板上に第１の方向に伸長する行の第１のセットを形成するために第１の電極層及び第１の自己選択メモリスタックを第１のエッチング動作中にエッチングするための手段であって、行の第１のセットの各行は、第１の電極層及び第１の自己選択メモリスタックの残存部分を含む、該手段と、行の第１のセット上に第２の電極層及び第２の自己選択メモリスタックを形成するための手段と、行の第１のセット上に第２の方向に伸長する列の第１のセットを形成するために、第２の電極層及び第２の自己選択メモリスタックを第２のエッチング動作中にエッチングするための手段であって、列の第１のセットの各列は、第２の電極層及び第２の自己選択メモリスタックの残存部分を含む、該手段と、メモリセルの第１のセットを形成するために、列の第１のセットの隣接する列間に配置された行の第１のセットの一部を第２のエッチング動作中にエッチングするための手段とを含み得る。
【００８７】
本明細書で説明する方法１５００及び装置の幾つかの例は、列の第１のセット上に第３の電極層を形成することと、列の第１のセット上に第１の方向に伸長する行の第２のセットを形成するために第３の電極層を第３のエッチング動作中にエッチングすることであって、行の第２のセットの各行は、第３の電極層を含むことと、メモリセルの第２のセットを形成するために、行の第２のセットの行間に配置された列の第１のセットの一部を第３のエッチング動作中にエッチングすることとのためのプロセス、機構、手段、又は命令を更に含み得る。
【００８８】
本明細書で説明する方法１５００及び装置の幾つかの例は、列の第１のセット上に第３の電極層及び第３の自己選択メモリスタックを形成することと、列の第１のセット上に第１の方向に伸長する行の第２のセットを形成するために、第３の電極層及び第３の自己選択メモリスタックを第３のエッチング動作中にエッチングすることであって、行の第２のセットの各行は、第３の電極層及び第３の自己選択メモリスタックを含むことと、メモリセルの第２のセットを形成するために、列の第１のセットの隣接する列間に配置された行の第２のセットの一部を第３のエッチング動作中にエッチングすることとのためのプロセス、機構、手段、又は命令を更に含み得る。
【００８９】
本明細書で説明する方法１５００及び装置の幾つかの例は、行の第２のセット上に第４の電極層を形成することと、行の第２のセット上に第２の方向に伸長する列の第２のセットを形成するために第４の電極層を第４のエッチング動作中にエッチングすることであって、列の第２のセットの各列は第４の電極層を含むことと、メモリセルの第３のセットを形成するために、列の第２のセットの隣接する列間に配置された行の第２のセットの一部を第４のエッチング動作中にエッチングすることとのためのプロセス、機構、手段、又は命令を更に含み得る。
【００９０】
本明細書で説明する方法１５００及び装置の幾つかの例では、各自己選択メモリスタックは、カルコゲナイドガラスの層の下方の、カルコゲナイドガラスの層と接触する障壁材料の第１の層と、カルコゲナイドガラスの層の上方の、カルコゲナイドガラスの層と接触する障壁材料の第２の層とを含み得る。本明細書で説明する方法１５００及び装置の幾つかの例では、第２のエッチング動作は、第２の自己選択メモリスタックを貫通して、及び列の第１のセットの隣接する列の下及び間の第１の自己選択メモリスタックの一部を貫通してエッチングすることと、第２のエッチング動作中に、カルコゲナイドガラスの第１の層と接触する障壁材料の第１の層が達せられたことを検出することであって、第１の自己選択メモリスタックは、カルコゲナイドガラスの第１の層を含むことと、第２のエッチング動作を停止することとのためのプロセス、機構、手段、又は命令を更に含み得る。
【００９１】
本明細書で説明する方法１５００及び装置の幾つかの例では、第２のエッチング動作は、第２の自己選択メモリスタックを貫通して、及び列の第１のセットの隣接する列の下及び間の第１の自己選択メモリスタックの一部を貫通してエッチングすることと、第２のエッチング動作中に、カルコゲナイドガラスの第１の層と接触する障壁材料の第２の層が達せられたことを検出することであって、第１の自己選択メモリスタックは、カルコゲナイドガラスの第１の層を含むことと、第２のエッチング動作を停止することとのためのプロセス、機構、手段、又は命令を更に含み得る。
【００９２】
本明細書で説明する方法１５００及び装置の幾つかの例では、列の第１のセットの各列の幅は、列の第１のセットの各列の下に配置された各個別のメモリ素子の幅と同じ幅である。本明細書で説明する方法１５００及び装置の幾つかの例では、各列の幅は、各行の幅と同じ幅である。本明細書で説明する方法１５００及び装置の幾つかの例では、各列の幅は、各行の幅とは異なる幅である。
【００９３】
本明細書で説明する方法１５００及び装置の幾つかの例では、第２の電極層は、列の第１のセットの各列の下に配置されたメモリセルの第１のセットのメモリセルの列に対する上部のアクセス線を形成し、第２の自己選択メモリスタックを使用して形成されたメモリセルの第２のセットの第２の列に対する下部のアクセス線を形成する。本明細書で説明する方法１５００及び装置の幾つかの例では、第２の電極は、単一の堆積プロセス中に形成され、第２のエッチング動作の一部としての単一のエッチングプロセス中にエッチングされる。
【００９４】
図１６は、本開示の様々な側面に従ったクロスポイントメモリアレイ内に自己整列されたメモリデッキを形成するための方法１６００を説明するフローチャートを示す。方法１６００の動作は、図１４を参照しながら説明した処理ツールによって実施され得る。
【００９５】
ブロック１６０５において、処理ツールは、第１の電極層と、第１の電極層上の第１の自己選択メモリスタックとを基板上に形成し得る。ブロック１６０５の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１６０５の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したように堆積ツールによって実施され得る。
【００９６】
ブロック１６１０において、処理ツールは、基板上に第１の方向に伸長する行の第１のセットを形成するために、第１の電極層及び第１の自己選択メモリスタックを第１のエッチング動作中にエッチングし得、行の第１のセットの各行は、第１の電極層及び第１の自己選択メモリスタックを含む。ブロック１６１０の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１６１０の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したようにエッチングツールによって実施され得る。幾つかの場合、図１６の１つ以上のエッチング動作は、誘電体の密封及び充填並びに平坦化動作をも含み得る。
【００９７】
ブロック１６１５において、処理ツールは、行の第１のセット上に第２の電極層及び第２の自己選択メモリスタックを形成し得る。ブロック１６１５の動作は、図４〜１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１６１５の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したように堆積ツールによって実施され得る。
【００９８】
ブロック１６２０において、処理ツールは、行の第１のセット上に第２の方向に伸長する列の第１のセットを形成するために、第２の電極層及び第２の自己選択メモリスタックを第２のエッチング動作中にエッチングし得、列の第１のセットの各列は、第２の電極層及び第２の自己選択メモリスタックを含む。ブロック１６２０の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１６２０の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したようにエッチングツールによって実施され得る。
【００９９】
ブロック１６２５において、処理ツールは、メモリセルの第１のセットを形成するために、列の第１のセットの隣接する列間に配置された行の第１のセットの一部を第２のエッチング動作中にエッチングし得る。ブロック１６２５の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１６２５の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したようにエッチングツールによって実施され得る。
【０１００】
ブロック１６３０において、直近のエッチング動作がメモリデバイスのメモリセルの最上部のデッキ上のエッチング動作であるか否かが判定され得る。こうした判定は、例えば、製造されるメモリセルのデッキの数と、堆積及びエッチングされたメモリスタックの対応する数とに基づいてなされ得る。
【０１０１】
メモリセルのデッキが最上部のデッキではない場合、ブロック１６３５において、処理ツールは、行／列のＮ−１番目のセット上に、Ｎ番目の電極層とＮ番目の自己選択メモリスタックとを形成し得る。ブロック１６３５の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１６３５の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したように堆積ツールによって実施され得る。
【０１０２】
ブロック１６４０において、処理ツールは、列のＮ−１番目のセット上に行／列のＮ番目のセットを形成するために、Ｎ番目の電極層とＮ番目の自己選択メモリスタックとをＮ番目のエッチング動作中にエッチングし得、メモリセルのＮ−１番目のセットを形成するために、行／列のＮ−１番目のセットの一部をＮ番目のエッチング動作中にエッチングし得る。ブロック１６４０の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１６４０の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したようにエッチングツールによって実施され得る。ブロック１６３０の動作は、その後繰り返され得る。
【０１０３】
メモリセルのデッキが最上部のデッキである場合、ブロック１６４５において、処理ツールは、最上部のメモリデッキの行／列のセット上に最上部電極層を形成し得る。ブロック１６４５の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１６４５の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したように堆積ツールによって実施され得る。
【０１０４】
ブロック１６５０において、処理ツールは、行／列の最上部のセットを形成するために、最上部電極層をエッチングし得る。ブロック１６５０の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１６５０の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したようにエッチングツールによって実施され得る。
【０１０５】
ブロック１６５５において、処理ツールはまた、最上部のメモリデッキのメモリセルの最上部のセットを形成するために、最上部電極層の隣接する列／行間に配置された列／行のセットの一部を、最上部電極層をエッチングするために使用された同じエッチング動作中にエッチングし得る。ブロック１６５５の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１６５５の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したようにエッチングツールによって実施され得る。
【０１０６】
図１７は、本開示の様々な側面に従ったクロスポイントメモリアレイ内に自己整列されたメモリデッキを形成するための方法１７００を説明するフローチャートを示す。方法１７００の動作は、図１４を参照しながら説明したような技術に従って、本明細書で説明したような処理コンポーネントによって実装され得る。
【０１０７】
ブロック１７０５において、処理ツールは、３次元クロスポイントメモリの積み重ねられた複数のデッキデッキであって、Ｎ個のデッキを含む該積み重ねられた複数のデッキを制御するための制御回路を基板上に形成し得る。ブロック１７０５の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１７０５の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したように堆積、パターニング、エッチング、及び平坦化のツールによって実施され得る。
【０１０８】
ブロック１７１０において、処理ツールは、Ｎ＋１個のマスキング動作及びＮ＋１個のエッチング動作を使用して、積み重ねられた複数のデッキの少なくとも一部を、制御回路の少なくとも一部の上方に形成し得る。各マスキング動作は、１つ以上のマスキングステップ（例えば、二重パターニングマスキング動作に対する２つのマスキングステップ）を含み得、各エッチング動作は、１つ以上のエッチングステップ（例えば、エッチング動作に対する２つの別個のプラズマエッチングステップ）を含み得る。ブロック１７１０の動作は、図４〜図１３を参照しながら説明した方法に従って実施され得る。幾つかの例では、ブロック１７１０の動作の側面は、図１４を参照しながら説明したように堆積、パターニング、エッチング、及び平坦化のツールによって実施され得る。
【０１０９】
方法１７００等の１つ以上の方法を実施するための装置が説明される。装置は、３次元クロスポイントメモリの積み重ねられた複数のデッキであって、Ｎ個のデッキを含む該積み重ねられた複数のデッキを制御するための制御回路を基板上に形成するための手段と、Ｎ＋１個のマスキング動作及びＮ＋１個のエッチング動作を使用して、積み重ねられた複数のデッキの少なくとも一部を、制御回路の少なくとも一部の上方に形成するための手段とを含み得る。
【０１１０】
本明細書で説明する方法１７００及び装置の幾つかの例は、第１の電極層及び第１の自己選択メモリスタックを各々含む積み重ねられた複数のデッキの第１のデッキの第１の複数の行を形成することと、第１の複数の行上の第２の電極層と、第２の電極層上の第２の自己選択メモリスタックとを形成することと、第２の自己選択メモリスタック上に第１の複数の列をパターニングすることと、第２の自己選択メモリスタックと、第２の電極層と、第１の複数の列の隣接する列間に配置された第１の自己選択メモリスタックの一部とを単一のエッチング動作中にエッチングすることとのための処理、機構、手段、又は命令を更に含み得る。
【０１１１】
上で説明した方法は可能的実装を説明すること、動作及びステップは、再配置され得又は、さもなければ修正され得ること、及びその他の実装が可能であることに留意すべきである。更に、方法の内の２つ以上からの実施形態は組み合わせられ得る。
【０１１２】
用語“電子通信”及び“結合”は、本明細書で使用されるとき、コンポーネント間の電子流動をサポートするコンポーネント間の関係を指す。これは、コンポーネント間の直接接続を含み得、又は介在コンポーネントを含み得る。相互に電子通信する又は結合されたコンポーネントは、（例えば、通電された回路内で）電子若しくは信号を能動的に交換し得、又は（例えば、非通電の回路内で）電子若しくは信号を能動的に交換しないことがあるが、回路が通電されると電子若しくは信号を交換するように構成され得、動作可能であり得る。例として、スイッチ（例えば、トランジスタ）を介して物理的に接続された２つのコンポーネントは、スイッチの状態（すなわち、開放又は閉鎖）に関わらず電子通信し、又は結合され得る。
【０１１３】
本明細書で使用される用語“層”は、幾何学的構造体の階層又はシートを指す。各層は、３つの寸法（例えば、高さ、幅、及び深さ）を有し得、表面の内の幾つか又は全てを覆い得る。例えば、層は、２つの寸法が第３の寸法よりも大きい３次元構造体、例えば、薄膜であり得る。層は、異なる素子、コンポーネント、及び／又は材料を含み得る。幾つかの場合、１つの層は、２つ以上のサブレイヤから構成され得る。添付の図の内の幾つかでは、３次元の層の内の２次元が、説明の目的のために描写されている。当業者は、しかしながら、層が本質的に３次元であると評価するであろう。用語“層”は、階層又はシートとして初めに形成されて、例えば、パターニング及び／又はエッチング動作等の１つ以上の他の処理動作の後に残留する任意の材料をも指す。
【０１１４】
本明細書で使用されるとき、用語“実質的に”は、修飾される特徴（例えば、用語、実質的によって修飾される動詞又は形容詞）が絶対的である必要はないが、該特徴の利点を実現するのに大差ないことを意味する。
【０１１５】
本明細書で使用されるとき、用語“電極”は、電気伝導体を指し得、幾つかの場合、メモリアレイのメモリセル又は他のコンポーネントへの電気的コンタクトとして用いられ得る。電極は、メモリアレイ１００の素子又はコンポーネント間の導電経路を提供するトレース、ワイヤ、導電線、又は導電層等を含み得る。
【０１１６】
用語“フォトリソグラフィ”は、本明細書で使用されるとき、フォトレジスト材料を使用してパターニングすること、及びこうした材料を電磁放射線を使用して露光することのプロセスを指し得る。例えば、フォトレジスト材料は、例えば、基部の材料上でフォトレジストをスピンコーティングすることによって基部の材料上に形成され得る。パターンは、フォトレジストを放射線に露光することによってフォトレジスト内に創出され得る。パターンは、例えば、放射線がフォトレジストを露光する場所を空間的に描くフォトマスクによって画定され得る。露光されたフォトレジスト領域は、例えば、化学的処理によって除去され得、所望のパターンを残す。幾つかの場合、露光された領域が残存し得、露光されない領域が除去され得る。
【０１１７】
カルコゲナイド材料は、Ｓ、Ｓｅ、及びＴｅの元素の内の少なくとも１つを含む材料又は合金であり得る。本明細書で論じられる相変化材料又は可変抵抗材料は、カルコゲナイド材料であり得る。カルコゲナイド材料は、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ、Ａｓ、Ａｌ、Ｓｂ、Ａｕ、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、コバルト（Ｃｏ）、酸素（Ｏ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）の合金を含み得る。例示的なカルコゲナイド材料及び合金は、Ｇｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ａｓ−Ｔｅ、Ａｌ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ａｓ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｓｅ、Ｇｅ−Ｓｅ−Ｇａ、Ｂｉ−Ｓｅ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｓ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ｏ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ａｕ、Ｐｄ−Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｉ−Ｃｏ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｐｄ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｃｏ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｂｉ−Ｓｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｎ−Ｎｉ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｎ−Ｐｄ、又はＧｅ−Ｔｅ−Ｓｎ−Ｐｔを含み得るが、それらに限定されない。ハイフンで結んだ化学組成の表記法は、本明細書で使用されるとき、特定の化合物又は合金内に含まれる元素を指し示し、指し示された元素を伴う全ての化学量論を表すことを意図する。例えば、Ｇｅ−Ｔｅは、ｘ及びｙが任意の正の整数であり得るＧｅｘＴｅｙを含み得る。可変抵抗材料のその他の例は、２つ以上の金属、例えば、遷移金属、アルカリ土類金属、及び／又は希土類金属を含む二元金属酸化物材料又は混合原子価酸化物を含み得る。実施形態は、メモリセルのメモリ素子と関連する特定の１つ以上の可変抵抗材料に限定されない。例えば、可変抵抗材料の他の例は、メモリ素子を形成するために使用され得、とりわけ、カルコゲナイド材料、超巨大磁気抵抗材料、又はポリマーベースの材料を含み得る。
【０１１８】
用語“絶縁”は、コンポーネント間を電子が現在流れることができないコンポーネント間の関係を指し、コンポーネントは、それらの間に開回路がある場合に相互から絶縁される。例えば、スイッチにより物理的に接続された２つのコンポーネントは、スイッチが開放された場合に相互から絶縁され得る。
【０１１９】
メモリアレイ１００を含む本明細書で論じられるデバイスは、シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム合金、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム等の半導体基板上に形成され得る。幾つかの場合、該基板は半導体ウエハである。その他の場合、該基板は、シリコンオングラス（ＳＯＧ）若しくはシリコンオンサファイア（ＳＯＰ）等のシリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板、又は別の基板上の半導体材料のエピタキシャル層であり得る。基板又は基板のサブ地域の導電性は、リン、ホウ素、又はヒ素を含むがそれらに限定されない様々な化学種を使用したドーピングを通じて制御され得る。ドーピングは、イオン注入、拡散によって、又は任意のその他のドーピング手段によって、基板の初期の形成又は成長中に実施され得る。
【０１２０】
本明細書で論じられる１つ以上のトランジスタは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を表し得、ソース、ドレイン、及びゲートを含む３端子デバイスを含み得る。端子は、導電性材料、例えば金属を通じて他の電子素子に接続され得る。ソース及びドレインは、導電性であり得、高濃度にドープされた、例えば縮退した、半導体領域を含み得る。ソース及びドレインは、低濃度にドープされた半導体領域又はチャネルによって分離され得る。チャネルがｎ型（すなわち、主たるキャリアが電子）である場合、該ＦＥＴはｎ型ＦＥＴと称され得る。チャネルがｐ型（すなわち、主たるキャリアがホール）である場合、該ＦＥＴはｐ型ＦＥＴと称され得る。チャネルは、絶縁ゲート酸化物によって覆われ得る。チャネルの導電性は、ゲートに電圧を印加することによって制御され得る。例えば、正の電圧又は負の電圧をｎ型ＦＥＴ又はｐ型ＦＥＴに夫々印加することは、チャネルが導電性になる結果をもたらし得る。トランジスタの閾値電圧以上の電圧がトランジスタのゲートに印加された場合、トランジスタは“オン”に又は“活性化”され得る。トランジスタの閾値電圧未満の電圧がトランジスタのゲートに印加された場合、トランジスタは“オフ”に又は“不活性化”され得る。
【０１２１】
添付の図面に関連して本明細書に記載される説明は、例示的構成を説明し、実装され得る又は請求項の範囲内にある全ての例を表さない。本明細書で使用される用語“例示的（exemplary）”は、“好適”又は“その他の例よりも有利”ではなく“一例、実例、又は説明として役立つこと”を意味する。詳細な説明は、説明される技術の理解を提供する目的のための具体的詳細を含む。これらの技術は、しかしながら、これらの具体的詳細なしに実践され得る。幾つかの実例では、説明される例の内容を不明確にすることを避けるために、周知の構造及びデバイスはブロック図の形式で示される。
【０１２２】
添付の図において、同様のコンポーネント又は機構は、同じ参照ラベルを有し得る。更に、同じ種類の様々なコンポーネントは、ダッシュと、同様のコンポーネント間で区別する第２のラベルとを参照ラベルに続けることによって区別され得る。明細書中にただ第１の参照ラベルが使用される場合、説明は、第２の参照ラベルに関係なく、同じ第１の参照ラベルを有する同様のコンポーネントの内の何れか１つに適用できる。
【０１２３】
本明細書の開示と関連して説明される様々な説明される制御又はセンシングのブロック及びモジュールは、本明細書で説明される機能を実施するように設計された汎用プロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ若しくはその他のプログラム可能論理デバイス、別々のゲート若しくはトランジスタ論理、別々のハードウェアコンポーネント、又はそれらの任意の組み合わせで実装又は実施され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代わりに、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシーンであり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ（例えば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）とマイクロプロセッサとの組み合わせ、多数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携した１つ以上のマイクロプロセッサ、又は任意のその他のそうした構成）として実装され得る。
【０１２４】
本明細書に説明される機能（例えば、制御機能、センシング機能、読み出し／書き込み機能）は、ハードウェア、プロセッサにより実行されるソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせで実装され得る。また、請求項を含む本明細書で使用されるとき、項目のリスト（例えば、“少なくとも１つの”又は“の内の１つ以上”等の句により前置きされる項目のリスト）に使用されるような“又は”は、例えば、Ａ、Ｂ、又はＣの内の少なくとも１つのリストがＡ又はＢ又はＣ又はＡＢ又はＡＣ又はＢＣ又はＡＢＣ（すなわちＡ及びＢ及びＣ）を意味するように包含的リストを指し示す。また、本明細書で使用されるとき、句“基づいて”は、条件の閉集合への言及として解釈されないであろう。例えば、“条件Ａに基づいて”と説明される例示的ステップは、本開示の範囲から逸脱することなく、条件Ａ及び条件Ｂの両方に基づき得る。言い換えれば、本明細書で使用されるとき、句“基づいて”は、句“少なくとも部分的に基づいて”と同様の方法で解釈されるであろう。
【０１２５】
本明細書の説明は、当業者が開示を製作又は使用可能なように提供される。開示への様々な修正が当業者に容易に分かるであろうし、本明細書で定義される包括的な原理は開示の範囲を逸脱することなくその他の変形に適用し得る。したがって、開示は、本明細書で説明された例示及び設計に限定されず、本明細書に開示された原理及び新規の機構と一致する最も広い範囲に一致すべきである。
【図１】
2020529121.tif 000003
【図２】
2020529121.tif 000004
【図３】
2020529121.tif 000005
【図４Ａ】
2020529121.tif 000006
【図４Ｂ】
2020529121.tif 000007
【図５Ａ】
2020529121.tif 000008
【図５Ｂ】
2020529121.tif 000009
【図６Ａ】
2020529121.tif 000010
【図６Ｂ】
2020529121.tif 000011
【図７Ａ】
2020529121.tif 000012
【図７Ｂ】
2020529121.tif 000013
【図７Ｃ】
2020529121.tif 000014
【図８Ａ】
2020529121.tif 000015
【図８Ｂ】
2020529121.tif 000016
【図９Ａ】
2020529121.tif 000017
【図９Ｂ】
2020529121.tif 000018
【図１０Ａ】
2020529121.tif 000019
【図１０Ｂ】
2020529121.tif 000020
【図１１Ａ】
2020529121.tif 000021
【図１１Ｂ】
2020529121.tif 000022
【図１２Ａ】
2020529121.tif 000023
【図１２Ｂ】
2020529121.tif 000024
【図１３Ａ】
2020529121.tif 000025
【図１３Ｂ】
2020529121.tif 000026
【図１４】
2020529121.tif 000027
【図１５】
2020529121.tif 000028
【図１６】
2020529121.tif 000029
【図１７】
2020529121.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月10日(2020.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
［クロスリファレンス］
特許に対する本出願は、２０１７年７月２６日に出願の“ｓｅｌｆ−ＡＬＩＧＮＥＤ  ＭＥＭＯＲＹ  ＤＥＣＫＳ  ＩＮ  ＣＲＯＳＳ−ＰＯＩＮＴ  ＭＥＭＯＲＹ  ＡＲＲＡＹＳ”という名称のＰｉｒｏｖａｎｏ等による米国特許出願番号１５／６６０，８２９の優先権を主張する２０１８年７月２０日に出願の“ｓｅｌｆ−ＡＬＩＧＮＥＤ  ＭＥＭＯＲＹ  ＤＥＣＫＳ  ＩＮ  ＣＲＯＳＳ−ＰＯＩＮＴ  ＭＥＭＯＲＹ  ＡＲＲＡＹＳ”という名称のＰｉｒｏｖａｎｏ等によるＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０４３１５０の優先権を主張し、該出願の各々は、本願の譲受人に与えられ、該出願の各々は、参照によりその全体が本明細書に明白にこれにより組み込まれる。
【国際調査報告】
2020529121.tif 000031
2020529121.tif 000032