堆叠存储器中的无金属氮化物通孔

文档序号:1600427 发布日期:2020-01-07 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 堆叠存储器中的无金属氮化物通孔 (Metal-free nitride vias in stacked memory ) 是由 A.雷达埃利 D.R.埃科诺米 M.博拉 于 2019-05-30 设计创作,主要内容包括:非易失性存储器装置包括三维(3D)交叉点架构上的金属硅氮化物层,其中金属硅氮化物层在存储器阵列处理中。金属硅氮化物层根据存储器阵列结构被图案化,而不是成为金属层的底层。金属层提供位线或字线选择路径,并且可连接到与存储器阵列堆叠平行的通孔。金属硅氮化物层在金属层和存储器阵列之间,并且不存在于通孔上方。(A non-volatile memory device includes a metal silicon nitride layer on a three-dimensional (3D) cross-point architecture, where the metal silicon nitride layer is in a memory array process. The metal silicon nitride layer is patterned according to the memory array structure rather than being the bottom layer of the metal layer. The metal layer provides a bit line or word line select path and may be connected to vias parallel to the memory array stack. The metal silicon nitride layer is between the metal layer and the memory array and is not present over the vias.)

堆叠存储器中的无金属氮化物通孔

技术领域

描述一般涉及堆叠存储器装置,并且更具体的描述涉及具有无金属氮化物通孔的堆叠存储器。

背景技术

许多新兴存储器装置使用三维装置堆叠的应用,其中在半导体衬底上在三维中而不是仅在平面中的二维中建立存储器单元。存储器结构通常包括存储器阵列上面的金属层以提供用于电路的连接线,诸如位线连接或字线连接。结构经常采用向下触及与驱动存储器阵列相关联的电路特征的通孔。通常,用化学气相沉积(CVD)形成通孔以形成垂直结构中的金属。

减少处理步骤的数量通常改善成本和工艺流程。然而,减少处理步骤的数量可能要求在某些架构选取的益处和非意图效果之间的权衡。例如,在电路中包括钨硅氮化物可为某些存储器单元提供复位电流(I复位)改进,但是钨硅氮化物的电阻率增加了通孔中的电流的损失。

具体实施方式

如本文中所描述的,非易失性存储装置包括在三维(3D)交叉点架构上的金属硅氮化物层,其中金属硅氮化物层在存储器阵列处理中。金属硅氮化物层根据存储器阵列结构被图案化,而不是成为金属层的底层。金属硅氮化物层在金属层和存储器阵列柱之间的存储器阵列的连接器或顶部电极上方,并且不存在于将顶部连接器或顶部电极连接到底部电路系统的通孔处。金属层提供位线或字线选择路径,并且可连接到与存储器阵列堆叠平行的通孔。

下面的某些示例特定地引用利用钨(W)作为金属的实现,但那些描述要被理解为仅是示例。可使用其他金属。如本文中所描述的,金属硅氮化物(诸如钨硅氮化物(WSiN))可被沉积作为存储器电路的部分以提供期望的复位电流响应行为,但是可从通孔的顶部被移除。在存储器阵列上包括金属硅氮化物,并且将它从通孔移除可改善到存储器单元的电流输送。在一个示例中,存储器单元是三维(3D)存储器单元,诸如非易失性3D交叉点(3DXP)存储器单元。

在一个示例中,金属硅氮化物在3D交叉点单元膜和用于字线(WL)或位线(BL)的金属之间中实现。在钨的示例中,相对于钨,WSiN的电阻更大(大约1-1000mΩ-cm),当存在于CVD(化学气相沉积)填充的通孔顶部时,这将限制电流输送。WSiN的电阻率比W的电阻率高大约六个数量级(x10^6)。

虽然通篇描述钨(W)作为金属的示例,但钨仅是一个示例。可使用的其他金属包括但不限于诸如钽(Ta)、钼(Mo)和铌(Nb)的耐熔金属。取决于使用的定义,耐熔金属可包括W、Ta、Mo和Nb,以及钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)和锆(Zr)。存在可被认为是耐熔金属的其他金属,但是不是常用的。金属硅氮化物的示例可包括半导体和氮化物,诸如但不限于:钛硅氮化物(TiSiN)、钽硅氮化物(TaSiN)以及其他。

在一个示例中,存储器电路可包括金属的硅化物晶种层。例如,在使用钨金属的系统中,电路可包括WSix晶种层。符号“WSix”包括针对钨的化学符号引用“W”,针对硅的化学符号引用“Si”,并且“x”指硅与钨的比率。比率可以是诸如1、2、3等的整数,或者可以是诸如1.25、1.5、1.67、2.5的非整数,或者其他整数。用于半导体工艺的常见化学复合物具有约0.25至5的比率,尽管某些化学复合物可落在该范围之外。考虑一个示例,其中“x”可以是诸如2的数字,参考WSi2,指的是每钨原子有两个硅原子的比例,诸如WSi2,W2Si4或其他。备选金属硅化物可包括但不限于:WSi3,WSi4,TiSi2(硅化钛),TaSi2(硅化钽)或其他。WSix晶种层或其他相关晶种层可为装置性能提供更低的WL/BL电阻率,并且为结构性屈服提供增加的抗张强度。通篇提供硅化钨作为示例,但将理解可使用不同硅化物。将理解,不同金属硅化物将具有对应不同的化学符号。

在一个示例中,金属硅氮化物被包括到存储器单元处理中以将它从针对存储器装置的金属路线选择路径移除。与试图防止在金属层和通孔之间存在氮化物的其他方法相比,在存储器阵列处理中包括氮化物以确保从通孔移除氮化物提供了相对低成本的途径。在一个示例中,氮化物层被包括在存储器单元的完全图案化的交叉点内,而不是用WL或BL来被图案化。所述过程可被称为将金属硅氮化物重新安置到存储器单元堆叠中。

图1是在通孔上方没有金属硅氮化物层的存储器电路的示例的框图。电路100包括堆叠存储器装置的元件。电路100包括衬底110,所述衬底110表示在其上可形成存储器电路的半导体材料。电路100包括在衬底110上形成的存储器阵列120。存储器阵列120是或者包括如由单元堆叠122指示的存储器单元的堆叠。单元堆叠122表示存储器阵列结构的三维性质,其包括堆叠元件而不是仅仅在衬底110的表面上在二维中构建所有存储器单元元件。

单元堆叠122可指通过将多个元件每个堆叠或层叠在彼此的顶部上以建立相对于衬底110的表面垂直的存储器单元组件来形成存储器单元的事实。电路100包括作为将存储器阵列120与通孔140分离的绝缘体的氧化物130。电路100中的中断旨在指示在电路元件之间可存在未示出的空间。将理解,电路100中的元件不一定按比例绘制。在一个示例中,电路100包括作为存储器阵列120上的层的氮化物160,所述氮化物160不被形成在通孔140上或者被从通孔140移除。区域142图示了金属150和通孔140之间的直接连接,而不是在金属150和通孔140之间具有氮化物160的一部分。

衬底110可包括互连112以将金属150耦合到存储器阵列120的一个或多个组件。在一个示例中,互连112表示完成选择线(例如BL或WL)的连接的铜层。金属150表示金属接触层,所述金属接触层可提供到存储器阵列120的存储器单元或选择特定存储器元件的连接。通孔140提供从金属150到互连112或衬底110上的其他电路系统的电气路径。在一个示例中,金属150表示字线。在一个示例中,金属150表示位线。将理解,在存储器单元堆叠中,可存在存储器堆叠的其他部分或其他层。例如,如果金属150表示位线,则附加的类似堆叠可表示存储器堆叠结构的包括到字线的连接的一部分。

包括氮化物160可为存储器阵列120的存储器单元的选择提供电流益处。在金属150和通孔140之间缺少氮化物可提供附加的电流益处。可认为传统的存储器电路在电路处理中具有两种不同的图案化序列,其中图案化提供3D结构。图案化序列可被认为是“第一切割”和“第二切割”。第一切割指从顶部电极向下通过字线的字线方向上的图案化。可在第一切割之后沉积位线。然后第二切割可指位线方向上的图案化,并且将从位线的顶部垂直地图案化并且在底部电极中的字线的顶部停止。电路100可将传统上存在于WL/BL堆叠的第二切割中的金属硅氮化物重新安置到存储器单元堆叠122的顶部处的第一切割内。

至少因为将图案化集成到现有序列中的能力,在存储器阵列120上并且不在通孔140上存在金属硅氮化物160可比其他处理选项成本更低。例如,在单元堆叠122上氮化物160的图案化将不要求附加的光刻或平板印刷(photo or lithography)水平,并且将不要求重新配置沉积工具。经验已经向发明人表明在使用钨金属的电路中不存在对WSiN的真正的厚度要求。相反,仅仅WSiN的存在看起来足够为存储器单元堆叠提供电流益处。因此,在一个示例中,氮化物160可提供作为氮化物CMP(化学机械抛光)的停止层以便使用的灵活性。薄的WSiN膜不会严重影响干法刻蚀性能。

将意识到,处理操作可能导致电路中处理人为结果(artifact)或人为结果的存在。例如,CMP也导致意图被移除的一些剩余材料的存在,所述一些剩余材料基本上已经被抛光到被抛光的层中。备选地,人为结果可以是被抛光层的削薄,以及尤其是阻挡层(barrier)处的材料的混合。例如,CMP可导致通孔140与氧化物130的边界处的金属和氧化物的混合。

与传统的电路处理途径形成对照,电路100将包括在存储器阵列120上并且不在通孔140上的氮化物160。氮化物160将不是金属150下方的连续膜,但可存在于交叉点结构中的单元堆叠122的顶部处。因此,例如,氮化物160可以是画有交叉影线的、在相对于衬底110的表面的平面的x和y方向两者上在存储器单元堆叠柱之间具有空间。当被包括作为金属150下方的连续膜时,氮化物160将在x或y方向上具有空间,但是将延伸到整个存储器阵列120或重要部分。

可通过横截面分析(诸如用透射电子显微镜(TEM)或电子能量损失能谱法(EELS)执行的分析)在成品电路100中检测氮化物160。层保留在完成的电路中,这提供了优于不包括所描述的相同结构的电路的性能改进。

图2是在通孔上方没有金属硅氮化物层并且具有金属硅化物晶种层的存储器电路的示例的框图。电路200包括堆叠存储器装置的元件,并且可以是根据电路100的电路的一个示例,其中添加用于金属层的硅化物晶种层。电路200包括衬底210,所述衬底210表示在其上可形成存储器电路的半导体材料。电路200包括在衬底210上形成的存储器阵列220。存储器阵列220是或者包括如由单元堆叠222指示的存储器单元的堆叠。单元堆叠222表示具有堆叠元件的存储器阵列220的2D存储器阵列结构。

单元堆叠222可指通过将多个元件每个堆叠或层叠在彼此的顶部上以建立相对于衬底210的表面垂直的存储器单元组件来形成存储器单元的事实。电路200包括作为将存储器阵列220与通孔240分离的绝缘体的氧化物230。电路200中的中断可指示在电路元件之间可存在未示出的空间。将理解,电路200中的元件不一定按比例绘制。

在一个示例中,电路200包括作为存储器阵列220上的层的氮化物260,所述氮化物260不形成在通孔240上或者从通孔240被移除。在一个示例中,将氮化物260集成到单元堆叠222中虑及从通孔240的顶部移除氮化物。区域242图示了金属250和通孔240之间的连接,而金属250和通孔240之间没有氮化物260的层。衬底210可包括用来将金属250耦合到存储器阵列220的一个或多个组件的互连212。在一个示例中,互连212表示完成选择线(例如BL或WL)的连接的铜层。金属250表示金属接触层,所述金属接触层可提供到存储器阵列220的存储器单元或选择特定存储器元件的连接。通孔240提供从金属250到互连212或衬底210上的其他电路系统的电气路径。在一个示例中,金属250表示字线。在一个示例中,金属250表示位线。将理解,在存储器单元堆叠中,可存在存储器堆叠的其他部分或其他层。例如,如果金属250表示位线,则附加的类似堆叠可表示存储器堆叠结构的包括到字线的连接的一部分。

包括氮化物260可有益于针对存储器阵列220的存储器单元的选择的电流。由于氮化物260相对于金属250的更高电阻率,在金属250和通孔240之间缺少氮化物可提供附加的电流益处。在一个示例中,可认为用第一切割和第二切割图案化序列来处理电路200。电路200可将传统上存在于WL/BL堆叠的第二切割中的金属硅氮化物重新安置到存储器单元堆叠222的顶部处的第一切割内。

电路200可包括CMP人为结果,并且可包括如同电路200一样的最终电路结构中可检测的电路结构特征。与传统的电路处理途径形成对照,电路200将包括在存储器阵列220上并且不在通孔240上的氮化物260。氮化物260将不是金属250下方的连续膜,而可存在于交叉点结构中的单元堆叠222的顶部处。

在一个示例中,电路200包括硅化物层270。硅化物270可为金属250提供晶种层。硅化物270可以是或者包括非晶形金属硅化物。硅化物270允许金属250构造良好。在具有钨金属的示例中,硅化物270表示WSix,这可导致金属250的W的更好的结构,导致更大的晶粒大小。

在区域242处,可观察到,虽然在金属250和通孔240之间不存在氮化物,但是存在硅化物层。然而,将理解,与氮化物的增加的电阻率相反,硅化物的电阻率与金属本身是可比较的。另外,考虑到对金属250的晶粒大小的益处,硅化物270可降低电流路径的电阻率或者改善电流输送,同时还增加电路的应力性能,诸如改善电路200的线弯曲(linebending)。

图3是在存储器结构上方具有金属硅氮化物层并且在通孔上方不具有金属硅氮化物层的存储器电路的示例的框图。电路300包括堆叠存储装置的元件,并且可以是根据电路100的电路或根据电路200的电路的一个示例。电路300包括硅化物层以及碳层。电路300包括衬底310,所述衬底310表示在其上可形成存储器电路的半导体材料。电路300包括存储器单元堆叠320,所述存储器单元堆叠320表示存储器阵列的存储器单元。单元堆叠322表示具有堆叠元件的3D存储器阵列结构。电路300将单元堆叠320表示为与彼此电气地分离的多个柱322。柱322可表示可选择的存储器单元或存储器单元的堆叠。

单元堆叠322图示了存储器单元的不同层。图示的层叠仅仅说明存储器单元由材料的层形成的事实,并且不在用于形成堆叠的材料类型或有多少层的方面进行限制。不同阴影和交叉影线表示材料可与彼此不同。阴影或交叉影线的不同区域可表示层叠在一起的多个元件,并且因此不一定表示不同材料的分离的层。电路300包括氧化物330以将单元堆叠320与通孔340分离。电路300中的中断可指示在电路元件之间可存在未示出的空间。将理解,电路300中的元件不一定按比例绘制。

在一个示例中,电路300包括作为单元堆叠320上的层的氮化物360,所述氮化物360不被形成在通孔340上或者从通孔340被移除。在一个示例中,将氮化物360集成到单元堆叠320中虑及从通孔340的顶部移除氮化物。区域342图示了金属350和通孔340之间的连接,而在金属和通孔之间没有氮化物360。衬底310可包括互连312以将金属350耦合到单元堆叠320的一个或多个组件。在一个示例中,互连312表示完成选择线(例如BL或WL)的连接的铜层。金属350表示金属接触层,所述金属接触层可提供到单元堆叠320的存储器单元或选择特定存储器元件的连接。通孔340提供从金属350到互连312或衬底310上的其他电路系统的电气路径。在一个示例中,金属350表示字线。在一个示例中,金属350表示位线。将理解,在存储器单元堆叠中,可存在存储器堆叠的其他部分或其他层。例如,如果金属350表示位线,则附加的类似堆叠可表示存储器堆叠结构的包括到字线的连接的一部分。

包括氮化物360可为单元堆叠320的存储器单元的选择提供电流益处。由于氮化物360相对于金属350的较高电阻率,在金属350和通孔340之间缺少氮化物可提供附加的电流益处。在一个示例中,可用第一切割和第二切割图案化序列来处理电路300。电路300可将传统上存在于WL/BL堆叠的第二切割中的金属硅氮化物重新安置到存储器单元堆叠320的顶部处的第一切割内。

在单元堆叠320上存在并且不在通孔340上存在金属硅氮化物360可比其他处理选项成本更低,类似于上面关于电路100所描述的内容。电路300可同样包括CMP人为结果,并且可包括如同电路100一样的最终电路结构中可检测的电路结构特征。与传统的电路处理途径形成对照,电路300将包括在单元堆叠320上并且不在通孔340上的氮化物360。氮化物360将不是金属350下方的连续膜,但可存在于交叉点结构中的单元堆叠322的顶部处。如所图示的,作为交叉点结构的部分,氮化物360具有间隙而不是在金属350下面连续。

在一个示例中,电路300包括硅化物层370。硅化物370可为金属350提供晶种层。硅化物370可以是或包括非晶形金属硅化物。硅化物370允许金属350构造良好。硅化物370可向电路300提供更高的张应力以获得结构益处,以及改善系统的电流输送。在区域342处,可观察到,虽然在金属350和通孔340之间不存在氮化物,但是存在硅化物层。

在一个示例中,电路300包括存储器单元上的碳层,如由单元堆叠320上的碳324所图示的。碳324可被称为顶部电极(TE)层。在一个示例中,碳324直接通过界面接合或直接接触氮化物360。如在存储器阵列内具有氮化物360的电路300中所提供的,电路300可保持在碳324和氮化物360之间的界面(例如TE-WSiN界面),但虑及在存储器阵列外部的氮化物360的移除。如所描述的,阵列外部的移除将从通孔340的顶部移除氮化物。碳324可提供期望的热阻挡层和期望的电气装置性能,同时仍虑及向存储器单元的高电流输送。

将理解,电路300可以是诸如存储器芯片的集成电路(I/C)芯片的部分。存储器芯片可耦合到处理器。处理器可以是主机系统的部分,或者可以是存储器电路的部分,诸如固态存储器装置内的控制器。

图4是在存储器结构上方具有金属硅氮化物层并且在通孔上方不具有金属硅氮化物层的存储器电路的示例的透视图。电路400提供根据电路100或电路200或电路300的电路的示例。特定层仅仅是示例,并且在这里将不被详细描述。电路400图示了根据前面所描述的内容的硅化物和氮化物的用途。

电路400构建在诸如硅或其他半导体的衬底410上。电路400包括多个柱420作为存储器单元堆叠。在电路400的图解中,将观察到字线和位线与彼此正交,并且在交叉影线图案中彼此横穿或交叉。交叉点存储器结构包括在位线和字线的层之间的堆叠中的至少一个存储器单元。如所图示的,字线(WL)430在元件的层之间,并且位线(BL)440位于电路的顶部处。这样的配置仅是示例,并且可交换位线和字线结构。因此,在电路400的一个表示中,字线可以是标记为440的金属结构,并且位线可以是标记为430的金属结构。更一般地,字线和位线可被称为“存取线”,指用来对存储器单元进行寻址的信号线路。不同架构可使用不同数量的装置的堆叠以及字线和位线的不同配置。在一个示例中,WSiN在每个柱420和WL/BL之间,但是不在柱之间的间隙中。将理解,柱420之间的空间通常是绝缘体。在一个示例中,WSiN不在绝缘体上方。在备选实现中,WSiN在柱之间的绝缘体上方,但不在通孔上方。

在一个示例中,电路400的位线和字线由钨金属制成。在一个示例中,电路400包括在存储器单元堆叠与字线或位线或其两者之间的WSiN。例如,电路400包括在存储器单元结构和WL 430之间的WSiN 452。作为另一示例,电路400包括在存储器单元结构和BL 440之间的WSiN 454。在一个示例中,电路400包括WSiN 452和WSiN 454两者。在一个示例中,用柱420的存储器单元图案化钨硅氮化物。这样的处理可导致WSiN和在顶部上的BL/WL钨之间的连接,而没有通孔上的阻塞(在电路400中没有具体示出)。通孔可到达完成WL/BL的连接的铜层。在一个示例中,除了WSiN之外,柱420还包括在存储器单元结构的顶部上的碳。

在一个示例中,电路400包括WSix作为WL或BL或其两者的金属的晶种层。例如,电路400包括存储器单元结构和WL 430之间的WSix 462。作为另一示例,电路400包括存储器单元结构和BL 440之间的WSix 464。代替用柱420的存储器单元结构来图案化WSix,用位线或字线的金属来图案化WSix。

图5是用来示出基于钨硅氮化物的存在的不同电流响应的图解的示例的表示。图解500提供了具有和没有WSiN的复位电流性能的差异的表示。将理解,线仅是代表性的,并且对于测量或模拟的系统的绘图将具有不是直线的线。

图解图示了触发复位的单元的百分比与I复位电流的关系。轴512表示单元的百分比,从低于中值点3个标准偏差(-3 σ)到高于中值点3个标准偏差(+3 σ)。轴514表示在页上从左向右移动的递增电流。

存在将触发存储器单元的复位的某个复位电流(I复位),直到增加的电流触发阈值数量的单元。目标是在电流中的三个标准偏差增加内触发+3 σ百分比的单元。线522示出了没有WSiN的存储器电路的性能,并且线524示出了具有WSiN的存储器电路的性能。线522没有实现期望的性能,而线524示出了期望的性能。

图6是用于建立存储器堆叠电路装置的过程的示例的流程图。过程600提供了用来建立堆叠存储器装置的过程的示例。在一个示例中,过程在衬底上形成存储器堆叠结构(602)。存储器堆叠结构可以是连接到位线的堆叠存储器电路的一部分或者连接到字线的部分。在一个示例中,用于连接到位线或字线的过程是类似或相同的。在一个示例中,存储器堆叠结构包括碳层。

过程在第一切割之前在存储器堆叠的垂直柱上建立金属硅氮化物层(604)。在一个示例中,过程建立通孔以将金属层连接到存储器堆叠电路的较低部分(606)。例如,通孔可连接到金属层然后完成连接。

在一个示例中,过程用第一切割将金属硅氮化物图案化并且从存储器阵列外部的电路移除氮化物,包括从通孔移除金属硅氮化物(608)。在一个示例中,移除氮化物包括执行CMP过程。

在一个示例中,电路还使用金属晶种层。如果电路使用金属晶种层(610的是分支),则过程沉积金属晶种层(612)。过程然后可在电路上方形成金属层(614)。如果电路不包括金属晶种层(610的否分支),则过程在电路上方形成金属层(614),而不首先沉积晶种层。过程可将金属图案化作为第二切割(616)。

图7是其中可实现具有无氮化物通孔的存储器装置的存储器子系统的示例的框图。系统700包括计算装置中的存储器子系统的元件和处理器。存储器装置可根据电路100、电路200、电路300或电路400的示例。

在一个示例中,存储器阵列760包括根据本文中提供的任何示例的堆叠存储器单元。堆叠存储器单元结构包括存储器单元结构上的金属硅氮化物层。金属硅氮化物层在存储器阵列上并且利用交叉点架构来被图案化,并且不在提供从字线或位线到其他电路系统的连接的通孔上。在一个示例中,堆叠存储器单元结构包括金属硅化物层。在一个示例中,存储器装置740表示非易失性存储器装置。在这样的示例中,存储器模块770可表示非易失性DIMM模块或诸如固态存储装置的存储装置。

主机710可包括可整体被称为存储器的用户或主机的、可执行操作系统(OS)和应用程序的计算平台的处理单元。OS和应用程序执行导致存储器存取的操作。主机710可包括一个或多个单独的处理器。每个单独的处理器可包括单个处理单元、多核处理单元或其组合。处理单元可以是诸如CPU(中央处理单元)的主处理器、诸如GPU(图形处理单元)的***处理器或其组合。存储器存取也可由诸如网络控制器或硬盘控制器的装置启动。这样的装置可在一些系统中与处理器集成,或者经由总线(例如PCI高速)附接到处理器,或者其组合。系统700可被实现为SOC(芯片上系统),或者用独立组件来被实现。

对存储器装置的引用可应用于不同的存储器类型。存储器装置经常指易失性存储器技术。易失性存储器是如果对装置中断功率则存储器的状态(以及因此存储在它上的数据)是不确定的存储器。非易失性存储器指即使对装置中断功率存储器的状态也是确定的存储器。动态易失性存储器要求刷新存储在装置中的数据以保持状态。动态易失性存储器的一个示例包括DRAM(动态随机存取存储器),或诸如同步DRAM(SDRAM)的一些变体。如本文中描述的存储器子系统可与许多存储器技术兼容,诸如DDR4(DDR版本4,JESD79,由JEDEC于2012年9月发布的初始规范)、LPDDR4(低功率DDR版本4,JESD209-4,由JEDEC于2014年8月最初发布)、WIO2(宽I/O 2(WideIO2),JESD229-2,由JEDEC于2014年8月最初发布)、HBM(高带宽存储器DRAM,JESD235A,由JEDEC于2015年11月最初发布)、DDR5(DDR版本5,当前由JEDEC讨论中)、LPDDR5(当前由JEDEC讨论中)、HBM2((HBM版本2),当前由JEDEC讨论中)或其他或者存储器技术的组合,以及基于这样的规范的衍生物或扩展的技术。

除了易失性存储器之外或对于易失性存储器备选的是,在一个示例中,对存储器装置的引用还可指即使对装置中断功率其状态也是确定的非易失性存储器装置。在一个示例中,非易失性存储器装置是块可寻址存储器装置,诸如NAND或NOR技术。因此,存储器装置还可包括未来世代非易失性装置,诸如三维交叉点存储器装置、其他字节可寻址非易失性存储器装置或使用硫族化物相变材料(例如硫族化物玻璃)的存储器装置。在一个示例中,存储器装置可以是或包括多阈值级NAND闪速存储器、NOR闪速存储器、单级或多级相变存储器(PCM)或具有开关的相变存储器(PCMS)、电阻性存储器,纳米线存储器,铁电晶体管随机存取存储器(FeTRAM)、合并忆阻器技术的磁阻随机存取存储器(MRAM)存储器或自旋转移矩(STT)-MRAM或以上中的任何一种的组合或者其他存储器。

本文中引用“RAM”或“RAM装置”的描述可应用于允许随机存取的任何存储器装置,无论是易失性的还是非易失性的。引用“DRAM”或“DRAM装置”的描述可指易失性随机存取存储器装置。存储器装置或DRAM可指管芯本身,指包括一个或多个管芯的封装的存储器产品或指两者。在一个示例中,具有需要被刷新的易失性存储器的系统还可包括非易失性存储器。

存储器控制器720表示系统700的一个或多个存储器控制器电路或装置。存储器控制器720表示响应于由处理器710执行操作而生成存储器存取命令的控制逻辑。存储器控制器720对一个或多个存储器装置740进行存取。存储器装置740可以是根据任何上面提及的DRAM装置。在一个示例中,存储器装置740被组织和管理为不同通道,其中每个通道耦合到并联耦合到多个存储器装置的信号线路和总线。每个通道是独立可操作的。因此,每个通道被独立地存取和控制,并且定时、数据传递、命令和地址交换以及其他操作对于每个通道是单独的。耦合可指电气耦合、通信耦合、物理耦合或这些的组合。物理耦合可包括直接接触。电气耦合包括允许组件之间的电流动或允许组件之间的信令或其两者的接口或互连。通信耦合包括使组件能够交换数据的连接(包括有线或无线)。

在一个示例中,对于每个通道的设置由单独的模式寄存器或其他寄存器设置来控制。在一个示例中,每个存储器控制器720管理单独的存储器通道,尽管系统700可被配置成具有由单个控制器管理的多个通道,或者具有单个通道上的多个控制器。在一个示例中,存储器控制器720是主机处理器710的部分,诸如在相同管芯上实现的或者在与处理器相同的封装空间中实现的逻辑。

存储器控制器720包括I/O接口逻辑722以耦合到存储器总线,诸如如上面提及的存储器通道。I/O接口逻辑722(以及存储器装置740的I/O接口逻辑742)可包括引脚、焊盘、连接器、信号线路、迹线或导线或用来连接装置的其他硬件或这些的组合。I/O接口逻辑722可包括硬件接口。如所图示的,I/O接口逻辑722至少包括用于信号线路的驱动器/收发器。通常,集成电路接口内的导线与焊盘、引脚或连接器耦合以通过接口连接装置之间的信号线路或迹线或其他导线。I/O接口逻辑722可包括驱动器、接收器、收发器或端接或其他电路系统或电路系统的组合,以在装置之间的信号线路上交换信号。信号的交换包括传送或接收的至少其中之一。虽然示出为将I/O 722从存储器控制器720耦合到存储器装置740的I/O742,但是将理解,在其中存储器装置740的组被并行存取的系统700的实现中,多个存储器装置可包括到存储器控制器720的相同接口的I/O接口。在包括一个或多个存储器模块770的系统700的实现中,除了存储器装置本身上的接口硬件之外,I/O 742还可包括存储器模块的接口硬件。其他存储器控制器720将包括到其他存储器装置740的单独的接口。

在存储器控制器720和存储器装置740之间的总线可被实现为将存储器控制器720耦合到存储器装置740的多个信号线路。总线可通常至少包括时钟(CLK)732、命令/地址(CMD)734以及写入数据(DQ)和读取数据(DQ)736以及零个或多于零个其他信号线路738。在一个示例中,存储器控制器720和存储器之间的总线或连接可被称为存储器总线。用于CMD734的信号线路可被称为“C/A总线”(或ADD/CMD总线,或指示命令(C或CMD)和地址(A或ADD)信息的传递的某个其他命名)并且用于写入和读取DQ的信号线路可被称为“数据总线”。在一个示例中,独立通道具有不同时钟信号、C/A总线、数据总线和其他信号线路。因此,在独立接口路径可被认为是单独的总线的意义上,系统700可被认为具有多个“总线”。将理解,除了明确示出的线路之外,总线还可包括选通信令线、警报线、辅助线或其他信号线路中的至少一个或其组合。还将理解,串行总线技术可被用于存储器控制器720和存储器装置740之间的连接。串行总线技术的示例是7B10B编码和在每个方向上在信号的单个差分对上具有嵌入式时钟的高速数据的传输。在一个示例中,CMD 734表示与多个存储器装置并行共享的信号线路。在一个示例中,多个存储器装置共享CMD 734的编码命令信号线路,并且每个存储器装置具有单独的芯片选择(CS_n)信号线路以选择各个存储器装置。

将理解,在系统700的示例中,在存储器控制器720和存储器装置740之间的总线包括辅助命令总线CMD 734和用来携带写入和读取数据的辅助总线DQ 736。在一个示例中,数据总线可包括用于读取数据和用于写入/命令数据的双向线路。在另一示例中,辅助总线DQ736可包括用于从主机到存储器的写入和数据的单向写入信号线路,并且可包括用于从存储器到主机读取数据的单向线路。根据选取的存储器技术和系统设计,其他信号738可伴随总线或子总线,诸如选通线DQS(数据选通)。基于系统700的设计,或者如果设计支持多个实现则基于实现,数据总线对每个存储器装置740可具有更多或更少的带宽。例如,数据总线可支持具有x32接口、x16接口、x8接口或其他接口的存储器装置。常规“xW”(其中W是指代存储器装置740的接口的接口大小或宽度的整数)表示与存储器控制器720交换数据的信号线路的数量。存储器装置的接口大小是关于在系统700中每通道有多少存储器装置可同时被使用或者有多少存储器装置可被并联耦合到相同信号线路的控制因素。在一个示例中,高带宽存储器装置、宽接口装置或堆叠存储器配置或其组合可以能够实现更宽的接口,诸如x128接口、x256接口、x512接口、x1024接口或其他数据总线接口宽度。

在一个示例中,存储器装置740和存储器控制器720以突发或连续数据传递的序列通过数据总线交换数据。突发对应于与总线频率有关的传递周期的数量。在一个示例中,传递周期可以是在相同时钟或选通信号边缘(例如,在上升边缘上)上发生的传递的整个时钟周期。在一个示例中,参考系统时钟的周期的每个时钟周期被分成多个单元间隔(UI),其中每个UI是传递周期。例如,双倍数据速率传递在时钟信号的两个边缘(例如,上升和下降)上触发。突发可持续配置数量的UI,所述配置数量的UI可以是存储在寄存器中的配置,或者在传输中被触发。例如,八个连续传递时段的序列可被认为是突发长度8(BL8),并且每个存储器装置740可在每个UI上传递数据。因此,在BL8上操作的x8存储器装置可传递64位的数据(8个数据信号线路乘以在突发上每线路传递的8个数据位)。将理解,这个简单的示例仅仅是说明并且不是限制性的。

存储器装置740表示系统700的存储器资源。在一个示例中,每个存储器装置740是单独的存储器管芯。在一个示例中,每个存储器装置740可每装置或管芯与多个(例如2个)通道通过接口连接。每个存储器装置740包括I/O接口逻辑742,所述I/O接口逻辑742具有由装置的实现确定的带宽(例如,x16或x8或某个其他接口带宽)。I/O接口逻辑742使存储器装置能够与存储器控制器720通过接口连接。I/O接口逻辑742可包括硬件接口,并且可根据存储器控制器的I/O 722,但是在存储器装置端。在一个示例中,多个存储器装置740并联连接到相同命令和数据总线。在另一示例中,多个存储器装置740并联连接到相同命令总线,并且连接到不同数据总线。例如,系统700可配置有并联耦合的多个存储器装置740,其中每个存储器装置响应于命令,并且在每个存储器装置内部存取存储器资源760。对于写入操作,独立的存储器装置740可写入整个数据字的一部分,并且对于读取操作,独立的存储器装置740可获取整个数据字的一部分。作为非限制性示例,特定存储器装置可分别提供或接收用于读取或写入事务的128位数据字的8位,或者256位数据字的8位或16位(取决于x8或x16装置)。字的剩余的位将由其他存储器装置并行提供或接收。

在一个示例中,存储器装置740直接设置在计算装置的母板或主机系统平台(例如在其上设置主机710的处理器的PCB(印刷电路板))上。在一个示例中,存储器装置740可被组织到存储器模块770中。在一个示例中,存储器模块770表示双列直插式存储器模块(DIMM)。在一个示例中,存储器模块770表示多个存储器装置的其他组织以共享存取或控制电路系统的至少一部分,所述存取或控制电路可以是与主机系统平台分离的电路、分离的装置或分离的板。存储器模块770可包括多个存储器装置740,并且存储器模块可包括对设置在存储器模块上的所包括的存储器装置的多个单独通道的支持。在另一示例中,诸如通过诸如多芯片模块(MCM)、封装上封装、硅通孔(TSV)或其他技术或者其组合的技术,存储器装置740可与存储器控制器720被合并到相同封装中。类似地,在一个示例中,多个存储器装置740可被合并到存储器模块770中,所述存储器模块770本身可被合并到与存储器控制器720相同的封装中。将意识到,对于这些和其他实现,存储器控制器720可以是主机710的部分。

存储器装置740每个包括存储器阵列760。存储器阵列760表示数据的存储器位置或存储位置。通常,存储器阵列760被管理为经由字线(行)和位线(行内的各个位)控制来存取的数据行。存储器装置740可被组织为单独通道。通道可指到存储器装置740内的存储位置的独立控制路径。

在一个示例中,存储器装置740包括一个或多个寄存器744。寄存器744表示提供用于存储器装置的操作的配置或设置的一个或多个存储装置或存储位置。在一个示例中,寄存器744可为存储器装置740提供存储位置以存储用于由存储器控制器720进行存取的数据,作为控制或管理操作的部分。在一个示例中,寄存器744包括一个或多个模式寄存器。在一个示例中,寄存器744包括一个或多个多用途寄存器。寄存器744内位置的配置可将存储器装置740配置成以不同“模式”操作,其中命令信息可基于模式触发存储器装置740内的不同操作。另外或可选地,取决于模式,不同模式还可从地址信息或其他信号线路触发不同操作。寄存器744的设置可指示用于I/O设置(例如定时、终结或ODT(管芯上终结)、驱动器配置或其他I/O设置)的配置。

存储器装置740包括控制器750,所述控制器750表示用来控制存储器装置内的内部操作的存储器装置内的控制逻辑。例如,控制器750将由存储器控制器720发送的命令解码并且生成内部操作以执行或满足命令。控制器750可被称为内部控制器,并且与主机的存储器控制器720分离。控制器750可基于寄存器744来确定选择什么模式,并且基于选择的模式来配置用于对存储器资源760的存取的操作或其他操作的内部执行。控制器750生成控制信号以控制存储器装置740内的位的路由选择以针对选择的模式提供适当的接口,并且将命令引导到适当的存储器位置或地址。控制器750可将在命令和地址信号线路上接收的命令编码解码。控制器750可以是或包括命令解码器。

再次参考存储器控制器720,存储器控制器720可生成命令以发送到存储器装置740。命令的生成可指调度之前的命令,或者准备好被发送的排队命令的准备。通常,存储器子系统中的信令包括命令内的或伴随命令的地址信息,以指示或选择其中存储器装置应当执行命令的一个或多个存储器位置。响应于对于存储器装置740的事务的调度,存储器控制器720可经由I/O 722发出命令以促使存储器装置740执行命令。在一个示例中,存储器装置740的控制器750接收并且解码从存储器控制器720经由I/O 742接收的命令和地址信息。基于所接收的命令和地址信息,控制器750可控制存储器装置740内逻辑和电路系统的操作的定时以执行命令。控制器750负责遵从存储器装置740内的标准或规范,诸如定时和信令要求。存储器控制器720可通过存取调度和控制来实现遵从标准或规范。

存储器控制器720包括调度器730,所述调度器730表示用来生成和排序事务以发送到存储器装置740的逻辑或电路系统。从一个角度来看,可以说存储器控制器720的主要功能是将存储器存取和其他事务调度到存储器装置740。这样的调度可包括生成事务本身以实现由主机710对数据的请求。事务可包括一个或多个命令,并且导致在一个或多个定时周期(诸如时钟周期或单位间隔)上命令或数据或两者的传递。事务可用于诸如读取或写入的存取或相关命令或其组合,并且其他事务可包括用于配置、设置、数据完整性的存储器管理命令或其他命令或其组合。

存储器控制器720通常包括诸如调度器730的逻辑以允许事务的选择和排序来改进系统700的性能。因此,存储器控制器720可选择未完成的事务中的哪个应当以哪种顺序被发送到存储器装置740,这通常是用比简单的先进先出算法复杂得多的逻辑来实现的。存储器控制器720管理到存储器装置740的事务的传输,并且管理与事务相关联的定时。在一个示例中,事务具有确定性定时,所述确定性定时可由存储器控制器720管理并且被用于确定如何用调度器730调度事务。

图8是其中可实现具有无氮化物通孔的存储器装置的计算系统的示例的框图。系统800表示根据本文中任何示例的计算装置,并且可以是膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、服务器、游戏或娱乐控制系统、嵌入式计算装置或其他电子装置。

在一个示例中,系统800包括存储器830,所述存储器830具有根据本文中任何示例的堆叠存储器。堆叠存储器单元结构包括存储器单元结构上的金属硅氮化物层。金属硅氮化物层在存储器阵列上并且利用交叉点架构来被图案化,并且不在提供从字线或位线到其他电路系统的连接的通孔上。在一个示例中,存储器830表示非易失性存储器装置。在一个示例中,堆叠存储器单元结构包括金属硅化物层。

系统800包括处理器810,所述处理器810可包括任何类型的微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、处理核或其他处理硬件或其组合,以为系统800提供指令的执行或处理。处理器810控制系统800的总体操作,并且可以是或包括一个或多个可编程一般用途或特殊用途微处理器、数字信号处理器(DSP)、可编程控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)或这样的装置的组合。

在一个示例中,系统800包括耦合到处理器810的接口812,所述接口812可表示用于需要更高带宽连接的系统组件(诸如存储器子系统820或图形接口组件840)的更高速度的接口或高吞吐量的接口。接口812表示接口电路,其可以是独立组件或者被集成到处理器管芯上。接口812可作为电路被集成到处理器管芯上或者被集成为芯片上系统上的组件。在存在的情况下,图形接口840通过接口连接到将视觉显示提供给系统800的用户的图形组件。图形接口840可以是独立组件或者被集成到处理器管芯或芯片上系统上。在一个示例中,图形接口840可驱动向用户提供输出的高清晰度(HD)显示器。在一个示例中,显示器可包括触摸屏显示器。在一个示例中,图形接口840基于存储于存储器830中的数据或基于由处理器810执行的操作或两者来生成显示。

存储器子系统820表示系统800的主存储器,且提供对将由处理器810执行的代码或将在执行例行程序中使用的数据值的存储。存储器子系统820能够包括一个或多个存储器装置830(诸如,只读存储器(ROM)、闪速存储器、一个或多个种类的随机存取存储器(RAM)(诸如,DRAM)或其它存储器装置或这样的装置的组合)。除了其它事项之外,存储器830还存储且托管操作系统(OS)832,以提供软件平台以用于系统800中的指令的执行。另外,应用程序834能够在来自存储器830的OS 832的软件平台上执行。应用程序834表示具有其自身的操作逻辑以实行一个或多个功能的执行的程序。进程836表示将辅助功能提供给OS 832的代理程序或例行程序或一个或多个应用程序834或组合。OS 832、应用程序834以及进程836提供软件逻辑,从而为系统800提供功能。在一个示例中,存储器子系统820包括存储器控制器822,存储器控制器822是生成命令且向存储器830发出命令的存储器控制器。将理解,存储器控制器822能够是处理器810的物理部分或接口812的物理部分。例如,存储器控制器822能够是集成到带有处理器810的电路上(诸如集成到处理器管芯或芯片上系统上)的集成式存储器控制器。

虽然未具体地图示,但将理解,系统800能够包括装置之间的一个或多个总线或总线系统(诸如,存储器总线、图形总线、接口总线或其它总线)。总线或其它信号线路能够使组件通信地或电气地耦合在一起,或使组件既通信地且电气地耦合。总线能够包括物理通信线、点对点连接、电桥、适配器、控制器或其它电路系统或组合。总线能够包括例如系统总线、***组件互连(PCI)总线、超传输或工业标准架构(ISA)总线、小型计算机系统接口(SCSI)总线、通用串行总线(USB)或其他总线中的一个或多个或其组合。

在一个示例中,系统800包括接口814,接口814能够耦合到接口812。接口814能够是速度比接口812更低的接口。在一个示例中,接口814表示接口电路,其能够包括独立组件和集成电路系统。在一个示例中,多个用户接口组件或***组件或两者耦合到接口814。网络接口850给系统800提供通过一个或多个网络而与远程装置(例如,服务器或其它计算装置)通信的能力。网络接口850能够包括以太网适配器、无线互连组件、蜂窝网络互连组件、USB(通用串行总线)或其它基于有线或无线标准的接口或专有接口。网络接口850能够与远程装置交换数据,这能够包括发送存储于存储器中的数据或接收将存储于存储器中的数据。

在一个示例中,系统800包括一个或多个输入/输出(I/O)接口860。I/O接口860能够包括一个或多个接口组件,用户通过这些接口组件而与系统800交互(例如,音频、字母数字、触觉/触碰或其它接口连接)。***接口870能够包括未在上文中具体地提到的任何硬件接口。***设备通常指从属地连接到系统800的装置。从属连接是如下的连接:系统800提供软件平台或硬件平台或两者,操作在该平台上执行,并且,用户与该平台交互。

在一个示例中,系统800包括以非易失性方式存储数据的存储子系统880。在一个示例中,在某些系统实现中,存储设备880的至少某些组件能够与存储器子系统820的组件重叠。存储子系统880包括(一个或多个)存储装置884,所述(一个或多个)存储装置884能够是或包括用于以非易失性方式存储大量数据的任何常规介质(诸如,一个或多个基于磁、固态或光的盘或组合)。存储设备884以持久状态保存代码或指令和数据886(即,尽管对系统800中断功率,该值还是被保留)。存储设备884一般可被认为是“存储器”,然而,存储器830典型地是将指令提供给处理器810的执行或操作存储器。然而,存储设备884为非易失性的,存储器830能够包括易失性存储器(即,如果对系统800中断功率,则数据的值或状态是不确定的)。在一个示例中,存储子系统880包括与存储设备884通过接口连接的控制器882。在一个示例中,控制器882是接口814或处理器810的物理部分,或能够包括处理器810和接口814两者中的电路或逻辑。

电源802将功率提供给系统800的组件。更具体地,电源802典型地通过接口连接到系统802中的一个或多个功率供应器804,以将功率提供给系统800的组件。在一个示例中,功率供应器804包括***到壁式插座中的AC到DC(交流到直流)适配器。这样的AC功率能够是可再生能源(例如,太阳能)电源802。在一个示例中,电源802包括DC电源(诸如,外部AC到DC转换器)。在一个示例中,电源802或功率供应器804包括经由接近充电场而充电的无线充电硬件。在一个示例中,电源802能够包括内部电池或燃料电池源。

图9是其中可实现具有带无氮化物通孔的存储器装置的存储器系统的移动装置的示例的框图。装置900表示移动计算装置(诸如,计算平板、移动电话或智能电话、可穿戴计算装置或其它移动装置或嵌入式计算装置)。将理解,通常示出某些组件,并且,并非这样的装置的所有组件都示出在装置900中。

在一个示例中,系统900包括存储器962,所述存储器962具有根据本文中任何示例的堆叠存储器。堆叠存储器单元结构包括存储器单元结构上的金属硅氮化物层。金属硅氮化物层在存储器阵列上并且利用交叉点架构来被图案化,并且不在提供从字线或位线到其他电路系统的连接的通孔上。在一个示例中,存储器962表示非易失性存储器装置。在一个示例中,堆叠存储器单元结构包括金属硅化物层。

装置900包括处理器910,处理器910执行装置900的主处理操作。处理器910能够包括一个或多个物理装置(诸如,微处理器、应用处理器、微控制器、可编程逻辑装置或其它处理部件)。由处理器910执行的处理操作包括对在上面执行应用程序和装置功能的操作平台或操作系统的执行。处理操作包括与关于人类用户或关于其它装置的I/O(输入/输出)有关的操作、与功率管理有关的操作、与使装置900连接到另一装置有关的操作、或组合。处理操作还能够包括与音频I/O、显示I/O或其它接口连接或组合有关的操作。处理器910能够执行存储于存储器中的数据。处理器910能够写入或编辑存储于存储器中的数据。

在一个示例中,系统900包括一个或多个传感器912。传感器912表示嵌入式传感器或到外部传感器的接口或组合。传感器912允许系统900监测或检测在其中实现系统900的环境或装置的一个或多个条件。传感器912能够包括环境传感器(诸如,温度传感器、运动检测器、光检测器、相机、化学传感器(例如,一氧化碳、二氧化碳或其它化学传感器))、压力传感器、加速度计、陀螺仪、医学或生理传感器(例如,生物传感器、心率监测器或检测生理属性的其它传感器)或其它传感器、或组合。传感器912还能够包括用于生物测量系统(诸如,指纹识别系统、人脸检测或识别系统或检测或识别用户特征的其它系统)的传感器。传感器912应当被广义地理解,而非对能够与系统900一起实现的许多不同类型的传感器限制。在一个示例中,一个或多个传感器912经由与处理器910一起集成的前端电路而耦合到处理器910。在一个示例中,一个或多个传感器912经由系统900的另一组件而耦合到处理器910。

在一个示例中,装置900包括音频子系统920,音频子系统920表示与将音频功能提供给计算装置相关联的硬件(例如,音频硬件和音频电路)和软件(例如,驱动器、编解码器)组件。音频功能能够包括扬声器或耳机输出以及麦克风输入。用于这样的功能的装置能够集成到装置900中或连接到装置900。在一个示例中,用户通过提供由处理器910接收且处理的音频命令而与装置900交互。

显示子系统930表示提供呈现给用户的视觉显示的硬件(例如,显示装置)和软件组件(例如,驱动器)。在一个示例中,显示器包括供用户与计算装置交互的触觉组件或触摸屏元件。显示子系统930包括显示接口932,显示接口932包括用于将显示提供给用户的具体屏幕或硬件装置。在一个示例中,显示接口932包括执行与显示有关的至少一些处理的与处理器910(诸如,图形处理器)分离的逻辑。在一个示例中,显示子系统930包括将输出和输入两者都提供给用户的触摸屏装置。在一个示例中,显示子系统930包括将输出提供给用户的高清晰度(HD)或超高清晰度(UHD)显示。在一个示例中,显示子系统包括或驱动触摸屏显示器。在一个示例中,显示子系统930基于存储于存储器中的数据或基于由处理器910执行的操作或两者来生成显示信息。

I/O控制器940表示和与用户的交互有关的硬件装置和软件组件。I/O控制器940能够操作,以管理作为音频子系统920或显示子系统930或两者的一部分的硬件。另外,I/O控制器940图示用于连接到装置900的额外的装置(用户可以通过这些装置而与系统交互)的连接点。例如,能够附接到装置900的装置可以包括麦克风装置、扬声器或立体声系统、视频系统或其它显示装置、键盘或键板装置或用于与特定应用一起使用的其它I/O装置(诸如,读卡器或其它装置)。

如上文中所提到的,I/O控制器940能够与音频子系统920或显示子系统930或两者交互。例如,通过麦克风或其它音频装置的输入能够为装置900的一个或多个应用或功能提供输入或命令。另外,音频输出能够代替显示输出或除此之外而提供。在另一示例中,如果显示子系统包括触摸屏,则显示装置还充当能够至少部分地由I/O控制器940管理的输入装置。还能够在装置900上存在额外的按钮或开关,以提供由I/O控制器940管理的I/O功能。

在一个示例中,I/O控制器940管理诸如加速度计、相机、光传感器或其它环境传感器、陀螺仪、全球定位系统(GPS)或能够包括在装置900中的其它硬件或传感器912之类的装置。输入能够是直接用户交互的一部分,以及将环境输入提供给系统,以影响其操作(诸如,针对噪声而滤波、针对亮度检测而调整显示、针对相机而应用闪光或其它特征)。

在一个示例中,装置900包括管理电池功率使用、电池充电以及与功率节省操作有关的特征的功率管理950。功率管理950管理来自电源952的功率,电源952将功率提供给系统900的组件。在一个示例中,电源952包括***到壁式插座中的AC到DC(交流到直流)适配器。这样的AC功率能够是可再生能源(例如,太阳能、基于运动的功率)。在一个示例中,电源952仅包括能够由DC电源(诸如,外部AC到DC转换器)提供的DC功率。在一个示例中,电源952包括经由接近充电场而充电的无线充电硬件。在一个示例中,电源952能够包括内部电池或燃料电池源。

存储器子系统960包括用于将信息存储于装置900中的(一个或多个)存储器装置962。存储器子系统960能够包括非易失性(如果对存储器装置的功率被中断,则状态不改变)或易失性(如果对存储器装置的功率被中断,则状态不确定)存储器装置或组合。存储器960能够存储应用数据、用户数据、音乐、照片、文档或其它数据以及与系统900的应用和功能的执行有关的系统数据(不论是长期的还是暂时的)。在一个示例中,存储器子系统960包括存储器控制器964(其也能够被认为是系统900的控制的一部分,且能够潜在地被认为是处理器910的一部分)。存储器控制器964包括生成命令且发出命令以控制对存储器装置962的存取的调度器。

连接性970包括硬件装置(例如,无线或有线连接器和通信硬件或有线硬件和无线硬件的组合)和软件组件(例如,驱动器、协议栈),以允许装置900与外部装置通信。外部装置能够是单独装置(诸如,其它计算装置、无线存取点或基站)以及***设备(诸如,头戴式耳机、打印机或其它装置)。在一个示例中,系统900与外部装置交换数据,以便存储于存储器中或显示于显示装置上。所交换的数据能够包括将存储于存储器中的数据或已经存储于存储器中的数据,以读取、写入或编辑数据。

连接性970能够包括多种不同类型的连接性。概括地说,装置900以蜂窝连接性972和无线连接性974图示。蜂窝连接性972通常指由无线载波提供(诸如,经由GSM(全球移动通信系统)或变型或衍生、CDMA(码分多址)或变型或衍生、TDM(时分复用)或变型或衍生、LTE(长期演进-也被称为“4G”)或其它蜂窝服务标准而提供)的蜂窝网络连接性。无线连接性974指并非蜂窝的无线连接性,且能够包括个域网(诸如,蓝牙)、局域网(诸如,WiFi)或广域网(诸如,WiMax)或其它无线通信或组合。无线通信指通过使用通过非固体介质的调制的电磁辐射的数据转移。有线通信通过固体通信介质而发生。

***连接980包括硬件接口和连接器以及软件组件(例如,驱动器、协议栈),以进行***连接。将理解,装置900既能够是到其它计算装置的***装置(“至”982),且具有连接到装置900的***装置(“从”984)。装置900一般具有出于诸如管理(例如,下载、上传、改变、同步)装置900上的内容之类的目的而连接到其它计算装置的“入坞(docking)”连接器。另外,入坞连接器能够允许装置900连接到允许装置900控制例如到视听或其它系统的内容输出的某些***设备。

除了专有的入坞连接器或其它专有的连接硬件之外,装置900还能够经由常见连接器或基于标准的连接器而进行***连接980。常见类型能够包括通用串行总线(USB)连接器(其能够包括许多不同硬件接口中的任一个)、包括MiniDisplayPort(MDP)的DisplayPort、高清晰度多媒体接口(HDMI)或其它类型。

本发明包括一组技术方案,如下:

1. 一种设备,包括:

包括多个存储器单元的存储器堆叠结构,所述存储器堆叠结构包括交叉点架构;

提供电流路径以选择所述存储器单元中的至少一个存储器单元的与所述存储器堆叠结构平行的通孔;

耦合到所述通孔并且耦合到所述存储器堆叠结构的顶部电极的金属层;以及

将所述金属层耦合到所述顶部电极的金属硅氮化物层,其中所述金属硅氮化物层是所述存储器堆叠结构的部分,所述金属硅氮化物层在所述交叉点架构的各个柱和所述金属层之间,并且不在所述金属层和所述通孔之间。

如技术方案1所述的设备,其中所述通孔要提供到位线的电流路径。

如技术方案1所述的设备,其中所述通孔要提供到字线的电流路径。

如技术方案1所述的设备,其中所述金属层包括钨(W)并且所述金属硅氮化物层包括钨硅氮化物(WSiN)。

如技术方案4所述的设备,进一步包括硅化钨(WSix)层作为所述钨金属层的晶种层。

如技术方案1所述的设备,其中所述存储器堆叠结构进一步包括碳层作为所述顶部电极。

如技术方案1所述的设备,其中所述交叉点架构包括三维(3D)交叉点(3DXP)非易失性存储器架构。

一种系统,包括:

处理器;以及

耦合到所述处理器的非易失性存储器装置,所述非易失性存储器装置包括:

交叉点架构中垂直柱中的堆叠存储器单元的存储器阵列;

提供电流路径以选择所述存储器单元中的至少一个存储器单元的与所述垂直柱平行的通孔;

耦合到所述通孔并且耦合到垂直柱的金属层;以及

将所述金属层耦合到所述垂直柱的在所述垂直柱和所述金属层之间的金属硅氮化物层,所述金属硅氮化物层存在于所述垂直柱上在所述垂直柱和所述金属层之间,并且不存在于所述通孔处。

如技术方案8所述的系统,其中所述通孔要提供到位线或到字线的电流路径。

如技术方案8所述的系统,其中所述金属层包括钨(W)并且所述金属硅氮化物层包括钨硅氮化物(WSiN);以及

进一步包括硅化钨(WSix)层作为所述钨金属层的晶种层。

如技术方案8所述的系统,其中所述存储器阵列进一步包括碳层作为所述垂直柱的顶部电极。

如技术方案8所述的系统,其中所述交叉点架构包括三维(3D)交叉点(3DXP)非易失性存储器架构。

如技术方案8所述的系统,包括以下中的一个或多个:

其中所述处理器包括多核中央处理单元(CPU);

通信地耦合到所述处理器的显示器;

为所述系统供电的电池;或者

通信地耦合到所述处理器的网络接口。

一种用于建立堆叠存储器装置的方法,包括:

形成包括交叉点架构中垂直柱中的多个存储器单元的存储器堆叠结构,所述方法包括在所述垂直柱上形成金属硅氮化物层;

建立提供电流路径以选择所述存储器单元中的至少一个存储器单元的与所述垂直柱平行的通孔;以及

形成耦合到所述通孔并且耦合到垂直柱的金属层,所述金属硅氮化物层存在于所述存储器堆叠结构和所述金属层之间,并且不存在于所述通孔上。

如技术方案14所述的方法,其中建立所述通孔包括建立到位线的电流路径。

如技术方案14所述的方法,其中建立所述通孔包括建立到字线的电流路径。

如技术方案14所述的方法,其中形成所述金属层包括沉积钨(W)并且其中形成所述金属硅氮化物层包括沉积钨硅氮化物(WSiN)。

如技术方案17所述的方法,进一步包括形成硅化钨(WSix)层作为所述钨金属层的晶种层。

如技术方案14所述的方法,其中形成所述存储器堆叠结构包括形成碳层作为所述金属层和所述金属硅氮化物层之间的顶部电极。

如技术方案14所述的方法,进一步包括:

在所述存储器堆叠结构和所述通孔上方沉积所述金属硅氮化物层;并且随后,

从所述通孔移除所述金属硅氮化物层并且使所述金属硅氮化物层保留在所述存储器堆叠结构上方。

通常,关于本文中的描述,在一个示例中,一种设备包括:包括多个存储器单元的存储器堆叠结构,存储器堆叠结构包括交叉点架构;提供电流路径以选择存储器单元中的至少一个存储器单元的与存储器堆叠结构平行的通孔;耦合到通孔并且耦合到存储器堆叠结构的顶部电极的金属层;以及将金属层耦合到顶部电极的金属硅氮化物层,其中金属硅氮化物层是存储器堆叠结构的部分,在交叉点架构的各个柱和金属层之间,并且不在金属层和通孔之间。

通常,关于本文中的描述,在一个示例中,一种系统包括:处理器;以及耦合到处理器的非易失性存储器装置,非易失性存储器装置包括:交叉点架构中垂直柱中的堆叠存储器单元的存储器阵列;提供电流路径以选择存储器单元中的至少一个存储器单元的与垂直柱平行的通孔;耦合到通孔并且耦合到垂直柱的金属层;以及将金属层耦合到垂直柱的在垂直柱和金属层之间的金属硅氮化物层,金属硅氮化物层存在于垂直柱上在垂直柱和金属层之间,并且不存在于通孔处。

在一个示例中,通孔提供到位线的电流路径。在一个示例中,通孔提供到字线的电流路径。在一个示例中,金属层包括钨(W)并且金属硅氮化物层包括钨硅氮化物(WSiN)。在一个示例中,设备或系统进一步包括硅化钨(WSix)层作为钨金属层的晶种层。在一个示例中,存储器堆叠结构进一步包括碳层作为顶部电极。在一个示例中,交叉点架构包括三维(3D)交叉点(3DXP)非易失性存储器架构。在一个示例中,系统包括以下中的一个或多个:其中处理器包括多核中央处理单元(CPU);通信地耦合到处理器的显示器;为系统供电的电池;或者通信地耦合到处理器的网络接口。

通常,关于本文中的描述,在一个示例中,一种用于建立堆叠存储器装置的方法包括:形成包括交叉点架构中垂直柱中的多个存储器单元的存储器堆叠结构,包括在垂直柱上形成金属硅氮化物层;建立提供电流路径以选择存储器单元中的至少一个存储器单元的与垂直柱平行的通孔;以及形成耦合到通孔并且耦合到垂直柱的金属层,金属硅氮化物层存在于存储器堆叠结构和金属层之间,并且不存在于通孔上。

在一个示例中,建立通孔包括建立到位线的电流路径。在一个示例中,建立通孔包括建立到字线的电流路径。在一个示例中,形成金属层包括沉积钨(W)并且其中形成金属硅氮化物层包括沉积钨硅氮化物(WSiN)。在一个示例中,方法进一步包括形成硅化钨(WSix)层作为钨金属层的晶种层。在一个示例中,形成存储器堆叠结构包括形成碳层作为金属层和金属硅氮化物层之间的顶部电极。在一个示例中,方法进一步包括:在存储器堆叠结构和通孔上方沉积金属硅氮化物层;并且随后从通孔移除金属硅氮化物层并且使金属硅氮化物层保留在存储器堆叠结构上方。

如本文中所图示的流程图提供了各种过程动作的序列的示例。流程图可指示要由软件或固件例程执行的操作以及物理操作。流程图可图示可以以硬件和/或软件实现的有限状态机(FSM)的状态的实现的示例。尽管以特定序列或顺序示出,但除非另有规定,可修改动作的顺序。因此,图示的图解应当仅被理解为示例,并且可以以不同顺序执行过程,并且一些动作可被并行执行。另外,可省略一个或多个动作;因此,并非所有实现将执行所有动作。

就在本文中描述各种操作或功能而言,可将它们描述或定义为软件代码、指令、配置和/或数据。内容可以是直接可执行的(“对象”或“可执行”形式)、源代码或差分码(“△”或“补丁”码)。可借助于其上存储有内容的制品或者借助于操作通信接口以经由通信接口发送数据的方法提供本文中描述的内容的软件内容。机器可读存储介质可促使机器执行描述的功能或操作,并且包括以由机器(例如计算装置、电子系统等)可存取的形式存储信息的任何机构,诸如可记录/非可记录介质(例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质,闪速存储器装置等)。通信接口包括通过接口连接到硬线介质、无线介质、光介质等中的任何介质以与另一装置通信的任何机构,诸如存储器总线接口、处理器总线接口、因特网连接、盘控制器等。可通过提供配置参数和/或发送信号以准备通信接口提供描述软件内容的数据信号来配置通信接口。可借助于发送到通信接口的一个或多个命令或者信号访问通信接口。

本文中所描述的各种组件可以是用于执行所描述的操作或功能的部件。本文中所描述的每个组件包括软件、硬件或这些软件和硬件的组合。组件可被实现为软件模块、硬件模块、特殊用途硬件(例如,专用硬件、专用集成电路(ASIC),数字信号处理器(DSP)等)、嵌入式控制器、硬线电路系统等。

除了本文中所描述的内容之外,在不脱离本发明的实现和所公开的内容的范围的情况下,还能够对它们作出各种修改。因此,本文中的图示和示例应当在图示性而非限制性的意义上被解释。本发明的范围应当仅仅通过参考随附权利要求而被衡量。

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