具有逐步复位的相变存储器的制作方法

具有逐步复位的相变存储器


背景技术：

1.本发明总体上涉及电气、电子和计算机领域，并且更具体地涉及相变存储器。
2.相变存储器(pcm)是通过改变制造器件的物质的状态来存储数据的随机存取存储器(ram)的形式。pcm单元的核心是半导体合金(例如，硫族化物)的小区域，其可以在具有较低电阻的有序结晶相和具有高得多的电阻的无序、非晶相之间快速改变。结晶相与非晶相之间的电阻的这种变化以及因此pcm单元的逻辑状态是可容易辨别的。因为不需要电力来保持材料的任一相，所以相变存储器是非易失性的。
3.根据加热材料的所施加的电脉冲的振幅和持续时间来设置(即，写入)形成pcm单元的相变材料的状态(即，相位)。当被加热到刚好高于其熔点的温度(例如，超过约600摄氏度)时，半导体合金的激励原子四处移动成随机排列。逐渐地(例如，超过约10纳秒(ns))关闭所施加的电脉冲为原子将其自身重新组织回它们优选的良好有序的结晶相提供了足够的时间；这通常被称为设定状态。或者，将原子冻结成无序的非晶相需要突然停止所施加的电脉冲；这通常被称为复位状态。


技术实现要素：

4.如在其一个或多个实施例中所表明的，本发明有益地提供相变存储器(pcm)结构以及用于制造pcm结构的方法，该pcm结构提供逐步复位功能。在一个或多个实施例中，使用新颖的器件几何结构和所施加的偏置信号来实现此逐渐复位功能。具体地，如在一个或多个实施例中表明的，本发明的各方面涉及pcm结构，其包括以盘状形状因数夹在两个电极之间的相变材料，具有被配置为允许不均匀地加热相变材料的间隙。这种新颖的pcm几何结构，结合具有规定的振幅和持续时间特性的所施加的偏置信号，有利地使得pcm结构能够实现逐渐的复位功能。
5.根据本发明的实施例，被配置为执行逐步复位操作的pcm结构包括第一电极和第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的相变材料层。pcm结构还包括热绝缘层，其至少设置在第一和第二电极以及相变材料层的侧壁上。热绝缘层被配置为提供相变材料层的非均匀加热。可选地，热绝缘层可以形成为气隙。所述pcm结构可配置为具有以垂直或横向布置对准的所述第一电极和所述第二电极。
6.根据本发明的实施例，提供了一种形成pcm结构的方法，该pcm结构被配置成用于执行逐步复位操作。所述方法包括：形成第一电极和第二电极；在所述第一电极和所述第二电极之间形成相变材料层；以及在所述第一电极和所述第二电极以及相变材料层的至少侧壁上形成热绝缘层，所述热绝缘层被配置为提供所述相变材料层的非均匀加热。
7.根据本发明的另一实施例，提供了一种在pcm结构中执行逐步复位操作的方法，所述pcm结构包括第一电极和第二电极、设置在第一电极和第二电极之间的相变材料层、以及至少设置在第一电极和第二电极以及相变材料层的侧壁上的热绝缘层。该方法包括在第一电极与第二电极之间施加第一复位脉冲达预定持续时间，该第一复位脉冲具有大于结晶相变材料切换阈值电压且小于非晶相变材料切换阈值电压的振幅，以使得相变材料层的温度
升高直到相变材料层的中心部分中的温度超过相变材料熔化温度，导致相变材料层的中心部分切换到高电阻非晶状态。所述方法进一步包括在所述第一电极与所述第二电极之间施加至少一个后续复位脉冲，所述后续复位脉冲具有与所述第一复位脉冲相同的振幅和持续时间，使所述相变材料层的温度升高，直到所述相变材料层的与所述中心部分相邻的部分中的温度超过相变材料熔化温度，导致相变材料层的与中心部分相邻的部分切换到高电阻非晶状态，而相变材料层的中心部分保持在高电阻非晶状态。
8.如本文中所使用的，“促进”动作包括执行动作、使动作更容易、帮助执行动作或者使得动作被执行。由此，仅作为示例而非限制，在半导体制造方法学的上下文中，由一个实体执行的步骤可促进由另一个实体执行的动作，以引起或帮助执行期望的动作。为了避免疑问，在动作者通过除了执行动作之外的动作来促进该动作的情况下，该动作仍然由某个实体或实体的组合执行。
9.本发明的技术可以提供实质性有益的技术效果。仅作为示例而非限制，根据本发明的实施例的pcm结构和/或制造pcm结构的方法可以提供以下优点中的一个或多个：
10.逐步复位功能；
11.使得单个pcm单元能够用于设置和复位操作两者；
12.在存储器阵列应用的上下文中，实现整体存储器阵列的增加的密度；
13.提高使用pcm单元的人工智能(ai)芯片的速度；
14.降低了使用pcm单元的ai芯片的功耗。
15.从以下结合附图阅读的对本发明的示范性实施例的详细描述中，本发明的这些和其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
16.以下附图仅通过示例而非限制的方式呈现，其中，遍及几个视图，相同的参考标号(当使用时)指示对应的元件，并且其中：
17.图1是锗-锑-碲(ge-sb-te)三元合金体系的相图，其中示出了一些已知的相变合金；
18.图2是描绘可用于切换标准pcm单元中的相变材料的状态的示例性温度曲线的图；
19.图3a和3b分别是根据本发明的实施例描绘示范性垂直pcm单元的截面图和顶视图；
20.图3c是示出根据本发明的另一实施例的具有气隙作为热绝缘层的示范性垂直pcm单元的至少一部分的横截面图；
21.图4a和4b分别是根据本发明的实施例描绘示范性横向pcm单元的截面图和顶视图；
22.图4c是示出根据本发明的另一实施例的具有气隙作为热绝缘层的示例性横向pcm单元的至少一部分的横截面图；
23.图5以图形方式描绘了根据本发明的实施例的可以施加到图3a-3c和图4a-4c所示的pcm单元以执行逐步复位操作的示范性复位信号；
24.图6a-6c概念性地示出了根据本发明的实施例的在逐渐复位操作期间从施加的第一复位脉冲产生的图3a的示范性垂直pcm单元中的相变材料的示范性非晶化；
25.图7a-7c概念性地示出了根据本发明的实施例的在逐渐复位操作期间从施加的第二复位脉冲产生的图6c的示范性垂直pcm单元中的相变材料的示范性非晶化；以及
26.图8以图形方式描绘了根据本发明的实施例的作为所施加的复位脉冲的数量的函数的pcm单元电导的曲线图。
27.应当理解，为了简单和清晰起见，示出了附图中的元件。在商业上可行的实施例中可能有用或必需的通用但很好理解的元件可能未被示出，以便促进所示实施例的较少受阻的视图。
具体实施方式
28.本发明的原理，如在其一个或多个实施例中所表明的，将在说明性相变存储器(pcm)结构以及用于制造具有逐步复位功能的这种pcm结构的方法的背景下进行描述。在一个或多个实施例中，使用新颖的器件几何结构和所施加的偏置信号曲线来实现这种逐步复位功能。然而，应当理解，本发明不限于在此说明性地示出和描述的具体结构和/或方法。相反，在给出此处的教导的情况下，对本领域的技术人员而言将显而易见的是，可以对所示出的实施例做出在要求保护的本发明的范围内的许多修改。即，并非旨在或应当推断出关于本文所示出和描述的实施例的限制。
29.如前所述，相变材料存在于具有较低电阻的有序结晶相(或多个结晶相)和具有较高电阻的无序、非晶相中。这些相变材料可以在它们的结晶相与非晶相之间快速且重复地切换，通常通过所施加的电脉冲和/或光脉冲的加热来诱导。
30.许多合适的相变材料包含称为硫族化物的一类化合物。硫族化物通常表现出强的光学和电气对比度、快速的结晶和高的结晶温度(例如，几百摄氏度)。通常用作相变材料的一种这样的硫族化物是化合物锗-锑-碲(ge
x
sbytez或gst)。图1是ge-sb-te三元合金系统的相图100，其中示出了一些已知的相变合金。参见图1，沿sb2te3和gete之间的伪二元线102的合金(具有成分(gete)m(sb2te3)n，包括合金ge2sb2te5)用于现代pcm器件中。对于更快的开关应用，还制造了使用组成为ge
15
sb
85
的未掺杂和稍微ge掺杂的sb相变材料的pcm器件。还已经研究了沿着gete和sb之间的伪二元线104的另一组相变材料用于pcm器件中。以线104上的合金ge2sb1te2开始，增加ge在合金中的百分比(如沿着线106的箭头所示)导致具有非晶相的较高热稳定性的相变材料，其非常适合于高温pcm应用。
31.如先前所解释的，传统上根据加热材料的所施加的电脉冲的振幅和持续时间来设置(即，写入)形成pcm单元的相变材料的状态。参见图2，示出了描绘用于切换标准pcm单元中的相变材料的状态的示范性温度曲线的图。具体地，在pcm单元的某个阈值电压处，单元的电阻突然下降，并且大电流流过单元，该单元将相变材料加热到其结晶温度tc以上足够长的时间以结晶。逐步关断所施加的电流脉冲为相变材料中的原子提供了足够的时间来将自身重新组织成它们的良好有序的结晶相。该设置操作由温度曲线202表示。在结晶态下，pcm单元的电阻较低。施加到pcm单元的较大幅度、较短持续时间的电流脉冲将相变材料加热到其熔化温度tm以上。通过突然地去除电流脉冲，相变材料被熔融淬火并返回到其非晶、高电阻状态。该复位操作由温度曲线204表示。由此，传统pcm单元可具有逐步设置但突然复位。
32.本发明的一些方面，如在其一个或多个实施例中所表明的，有利地提供pcm结构，
该pcm结构除了具有逐步设置特性之外，还提供逐步复位功能。在一个或多个实施例中，使用新颖的器件几何结构和所施加的偏置信号曲线来实现这种逐步复位功能。
33.尽管本文所述的总体制造方法和由此形成的结构完全是新颖的，但是实现该方法所需的某些单独的处理步骤可以结合常规半导体制造技术和常规半导体制造工具。鉴于本文中的教导，这些技术和工具加工对于相关领域中的普通技术人员已经是熟悉的。此外，用于制造半导体器件的许多处理步骤和工具也在许多容易获得的出版物中描述，包括例如：p.h.。holloway等人，handbook of compound semiconductors：growth，processing，characterization，and devices，cambridge university press，2008；以及r.k.willardson et al.，processing and properties of compound semiconductors，academic press，2001，出于所有的目的将二者通过引用以其全文结合在此。需要强调的是，虽然本文阐述了一些单独的处理步骤，但是这些步骤仅仅是说明性的，并且本领域技术人员可以熟悉同样落入本发明范围内的几个同样合适的替代方案。
34.应当理解，附图中所示的各个层和/或区域可以不按比例绘制。此外，在给定图中可能未明确展示通常用于此类集成电路装置中的类型的一个或一个以上半导体层，以促进更清楚的描述。这并不意味着在实际集成电路器件中省略未明确示出的半导体层。
35.仅作为示例而非限制，图3a和3b分别是根据本发明的实施例描绘示范性垂直pcm单元300的截面图和顶视图。在这个说明性的实施例中，pcm单元300被配置为具有平的、圆形的(即，盘状或盘形)形状因数(form factor)。更具体地，pcm单元300包括第一电极302和第二电极304，第一电极302可以是底部电极，第二电极304可以是顶部电极。pcm单元300还包括夹在顶部电极与底部电极之间的相变(pc)材料层306。即，pc材料层306设置在底部电极302的上表面上，底部电极302基本上用作pc材料层的基板，并且顶部电极304设置在pc材料层306的上表面上。在一个或多个实施例中，第一电极302和第二电极304以及pc材料层306可以使用标准沉积工艺来形成，如本领域技术人员已知的。
36.在一个或多个实施例中，当在顶部电极304与底部电极302之间施加偏置信号(例如，偏置电压)时，电流将相对于彼此从具有较高电压电势的电极流过pc材料层306、流到具有较低电压电势的电极。流过pc材料层306的电流将导致局部加热发生在pc材料层的一部分中。当相变材料的温度达到规定的阈值水平时，如之前解释的，相变材料的状态的变化将达到。由于电极302、304相对于彼此以垂直关系布置，所以感应电流将垂直流过pc材料层。由此，pcm单元300在本文中可称为垂直pcm装置。
37.有益的是，在这个说明性实施例中，底部电极302和顶部电极304以及pc材料层306同心地被热绝缘层308包围。热绝缘层308用于将pcm单元300与相邻结构(例如，存储器设备中的其他pcm单元)热隔离。通过防止热逸出到周围结构，热绝缘层308有利地允许相变材料的非均匀加热。热绝缘层308还可以帮助减少切换pcm单元300的结晶状态所需的热量以及因此所施加的偏置信号。
38.如图3a所示，示范性pcm单元300的宽度w优选地远大于pcm单元的高度h。在一个或多个实施例中，pcm单元300被配置为具有在从大约5纳米(nm)至大约50nm的范围内的高度，并且具有在从大约100nm至大约1微米(μm)的范围内的宽度，使得pcm单元300的宽度与高度的比率为大约20：1。参考图3b，在一个或多个实施方式中，热绝缘层308的厚度d在约10nm至约300nm的范围内。尽管通常期望最小化热绝缘层308的厚度以增加集成密度，但应当理解
的是，本发明的实施例不限于pcm单元300的任何特定尺寸。
39.在一个或多个实施例中，用于形成底部电极302和顶部电极304的材料包括具有增加的热阻的材料，诸如但不限于硅、锗、碳、钨、锰镍铜合金(含有铜、锰和镍的合金)等，尽管本发明的实施例不限于用于形成底部电极和顶部电极的任何特定材料。此外，底部电极302和顶部电极304不需要由相同的材料形成。在一个或多个实施例中，第一电极302和第二电极304的热导率优选地小于约100瓦特每米-开尔文(w/m
·
k)。热绝缘层308优选地包括具有足够热绝缘特性的材料，诸如具有小于约0.1w/m
·
k的热导率的材料。用于形成热绝缘层308的合适材料包括但不限于多孔氧化物(例如，二氧化硅)或空气。
40.替代地，图3c是示出根据本发明的另一实施例的具有气隙作为热绝缘层的示范性垂直pcm单元350的至少一部分的横截面图。参见图3c，在说明性pcm结构350中，热绝缘层形成为气隙，因为空气的性质适合用作热绝缘体。在一个或多个实施例中，当将热绝缘层形成为气隙时，电介质盖层352形成在pcm单元的上表面和热绝缘层的侧壁上方(图3a中的308)；在本实施例中，热绝缘层仅用作虚设层。然后，执行选择性蚀刻以去除虚设层，留下充当热绝缘层的气隙354。在去除虚设层(图3a中的308)之后，在图3c中示出了所产生的pcm结构350。
41.仅作为示例而非限制，图4a和4b分别是示出根据本发明另一实施例的示例性横向pcm结构或单元400的截面图和顶视图。在这个说明性实施例中，pcm单元400被配置为具有平的矩形形状因数。更具体地，pcm单元400包括设置在电介质基板406的上表面上的第一电极402和第二电极404。不同于图3a和3b中所示的示范性pcm单元300中的第一电极302和第二电极304，第一电极402和第二电极404横向分离，并且相对于彼此基本上在相同的平面中。
42.pcm单元400还包括pc材料层408，该pc材料层408设置在第一电极402和第二电极404之间的基板406的一部分上，并且设置在第一和第二电极的上表面的至少一部分上。在一个或多个实施例中，第一和第二电极402、404和pc材料层408可以使用标准沉积工艺来形成，如本领域技术人员已知的。
43.在一个或多个实施例中，pc材料层408的上表面的一部分包括形成于其中的沟槽或沟道410，使得pc材料层的上表面具有阶梯状轮廓而非平面轮廓。然后在pcm单元400上形成热绝缘层412，包括在pc材料层408的上表面上、在第一和第二电极402、404和pcm层的侧壁上、以及在基板406的一部分上。以这种方式，在一个或多个实施例中，热绝缘层412基本上包封pc材料层408。pcm单元400或其至少一部分可以在后段(beol)处理期间形成。
44.如图4b所示，示范性pcm单元400的宽度w优选地远大于pcm单元的长度l。在一个或多个实施例中，pcm单元400被配置为具有在从大约5nm至大约50nm的范围内的长度，并且具有在从大约100nm至大约1μm的范围内的宽度，使得pcm单元400的宽度与长度的比率为大约20：1。参见图4a，在一个或多个实施例中，组合的热绝缘层412和基板406的厚度d在约30nm至约300nm的范围内，并且不是临界尺寸。在一个或多个实施例中，pc材料层408的横截面厚度在从约20nm到约200nm的范围中；可以至少部分地基于pcm单元400的电阻和/或功率切换需求来选择pc材料层408的厚度。然而，应当理解，本发明的实施例一般不限于pcm单元400的任何特定尺寸。
45.与图3a和3b所示的pcm单元300一致，在一个或多个实施例中，用于形成第一电极
402和第二电极404的材料包括具有高热阻的材料，诸如但不限于硅、锗、碳、钨、锰镍铜合金(含有铜、锰和镍的合金)等，尽管本发明的实施例不限于用于形成底部电极和顶部电极的任何特定材料(多种特定材料)。在一个或多个实施方式中，第一电极402和第二电极404的热导率优选地小于约100w/m
·
k。此外，第一电极402和第二电极404不需要由相同的材料形成。基板406和热绝缘层412中的每个优选地包括具有足够热绝缘特性的材料。在一个或多个实施方式中，基板406和热绝缘层412中的每一个包括具有小于约0.1w/m
·
k的热导率的材料，例如，多孔氧化物(例如，二氧化硅)。在一个或多个实施例中，基板406和热绝缘层412由相同的材料形成，但是在其他实施例中，基板和热绝缘层由不同的材料形成。
46.或者，以与图3c中所示的说明性垂直pcm单元350一致的方式，热绝缘层412可以形成为气隙，因为空气的性质有利于用作热绝缘体。参考图4c，根据本发明的另外的实施例，描绘了利用用于热绝缘层的气隙的示范性横向pcm单元450。在该实施例中，热绝缘层(图4a中的412)仅用作虚设层。电介质盖层452形成在热绝缘层的上表面和侧壁上(图4a中的412)，以便封装热绝缘层。然后，执行选择性底切蚀刻以去除热绝缘层，留下充当热绝缘层的气隙454。在去除虚设层(图4a中的412)之后，图4c中示出了所得的pcm结构450。
47.在一个或多个实施例中，参见图4a，当在第一电极402和第二电极404之间施加偏置信号(例如，偏置电压)时，电流将流经pc材料层408，相对于彼此从具有较高电压电势的电极流到具有较低电压电势的电极。流过pc材料层408的电流将导致局部加热发生在pc材料层的一部分中。当相变材料的温度达到规定的阈值水平(熔化温度tm)时，如之前解释的，将发生相变材料的状态的变化。由于电极402、404相对于彼此布置在相同平面中(即，并排)，所以感应电流将横向地(即，水平地)流过pc材料层408。由此，pcm单元400在本文中可称为横向pcm装置。
48.图5以图形方式描绘了根据本发明的实施例的可以分别施加到图3a-3b和4a-4b中所示的pcm单元300和400以执行逐步复位操作的示范性复位信号500。如从图5中显而易见的，在这个图示中，复位信号500包括一系列脉冲，每个脉冲具有小于非晶相变材料的阈值切换电压v
th(α)
的振幅，使得没有显著电流通过已经被非晶化的相变材料。回想一下，相变材料的非晶相与相变材料的结晶相的电阻相比具有高得多的电阻，并且因此电流将倾向于有利于最小电阻通过结晶相变材料的路径。优选地，每个脉冲具有持续时间(即，脉冲宽度)t
pcm
，该持续时间被配置成使得它足够长以升高结晶相变材料中的温度以熔化该材料。即，在一个或多个实施例中，所施加的复位信号500被配置为具有大于结晶相变材料切换阈值电压v
th(c)
但小于非晶相变材料切换阈值电压v
th(α)
的电压振幅。
49.仅作为示例，在一个或多个实施例中，复位信号500中的每个脉冲的振幅为约1.5伏(v)至约3.5v，并且每个脉冲的脉冲宽度或持续时间为约10ns至约50ns。然而，应当理解，本发明的实施例不限于任何特定的脉冲幅度或持续时间。
50.在根据本发明的一个或多个实施例的pcm单元中的逐步复位操作期间，通过第一复位脉冲仅使相变材料的中心部分非晶化。配置第二复位脉冲，使得相变材料的温度不会超过非晶化区域切换阈值电压，从而在该中心非晶化区域中的电流将是低的。结果，pc材料层的中心区域将不会被明显地加热并且因此将保持其非晶状态。相反，大部分复位电流将围绕中心非晶化区域流动，并且将加热紧邻并围绕中心非晶化区域的相变材料的区域；等等，用于随后的复位脉冲。以这种方式，利用每个连续的复位脉冲，围绕中心区域的相变材
料将被逐层地非晶化。
51.更具体地，图6a-6c概念性地示出了根据本发明的实施例的在逐渐复位操作期间从施加的第一复位脉冲产生的pcm单元(例如，分别为图3a或4a中的300或400)中的相变材料的示范性非晶化。参见图6a，图3的示范性垂直pcm单元300被示出为处于其结晶相。当在顶部电极304与底部电极302之间施加具有大于结晶相变材料切换阈值电压但小于非晶相变材料切换阈值电压v
th(α)
(即，v
th(c)
＜v＜v
th(α)
)的振幅v的第一复位脉冲时，电流(由图6a中的箭头表示)将以基本上均匀的方式流过pc材料层306。图6b示出了作为pc材料层306中的距离的函数的相变材料的示例性温度曲线620。如从图6b显而易见的，流过pc材料层306的电流将导致相变材料的温度升高，直到相变材料的中心部分中的温度超过相变材料熔化温度tm。这导致pc材料层306的中心部分630切换到其高电阻非晶状态，如图6c所示。在图6b和6c中，pc材料层306的该非晶部分的宽度被标记为w1。
52.类似地，图7a-7c概念性地描绘了根据本发明的实施例的在逐渐复位操作期间从施加的第二复位脉冲产生的pcm单元(例如，分别是图3a或4a中的300或400)中的相变材料的示范性非晶化。参考图7a，图6c的示例性垂直pcm单元被示出为在施加第一复位脉冲之后pc材料层306包括宽度w1的非晶中心部分630。当至少在振幅v(v
th(c)
＜v＜v
th(α)
)和持续时间方面具有与第一复位脉冲相同特性的第二复位脉冲施加在顶部电极304和底部电极302之间时，电流(由图7a中所示的箭头表示)将主要流过pc材料层306的低电阻结晶部分，并且基本上没有电流将流过高电阻非晶部分630。图7b描绘了作为pc材料层306中的距离的函数的相变材料的示范性温度曲线720。如从图7b显而易见的，流过pc材料层306的电流将导致相变材料的温度升高，直到与中心非晶部分630相邻的相变材料的温度(温度曲线720的部分722和724)超过相变材料熔化温度tm。此外，中心非晶部分630的温度将保持在临界熔化温度以下，因此中心非晶部分不会返回到其结晶状态。这导致邻近中心部分630的相变材料的部分(722和724)变为非晶化，使得pc材料层306中的非晶部分630的宽度将增加到w2(w2＞w1)，如图7c所示。可以重复该过程，直到包括在pc材料层306中的基本上所有的相变材料已经被非晶化。
53.图8以图形方式描绘了根据本发明的实施例的作为所施加的复位脉冲的数量的函数的pcm单元电导的曲线图800。从图8中显而易见，根据本发明的一个或多个实施例的pcm单元的以西门子(s)为单位的电导随着连续复位脉冲的数量基本上线性地减小，从而在pcm单元中提供逐渐的复位操作。每个连续的复位脉冲将具有可以被测量(例如，通过感测放大器等)的对应的可区分的电阻值。以此方式，根据本发明的实施例的pcm单元充当模拟存储器装置。
54.本发明的结构和制造方法的至少一部分可以在集成电路中实现。在形成集成电路时，通常在半导体晶圆的表面上以重复的图案制造相同的管芯。每个管芯包括在此描述的器件，并且可以包括其他结构和/或电路。单个管芯从晶圆切割或切片，然后封装为集成电路。本领域的技术人员将知道如何对晶圆和封装管芯进行裸片化以生产集成电路。在附图中示出的任何示范性结构或其部分可以是集成电路的一部分。这样制造的集成电路被认为是本发明的一部分。
55.所属领域的技术人员将了解，上文论述的示范性结构可以原始形式(即，具有多个未封装芯片的单个晶圆)、作为裸片、以封装形式分布，或作为受益于在其中形成根据本发
明的一个或多个实施例的pcm装置的中间产品或最终产品的部分而并入。
56.根据本公开的各方面的集成电路可用于涉及pcm的基本上任何应用和/或电子系统，诸如但不限于存储器阵列、神经网络等。用于实现本发明的实施例的适当系统可以包括但不限于计算系统。包含此类集成电路的系统被认为是本发明的一部分。鉴于本文提供的本公开的教导，本领域普通技术人员将能够设想本发明的实施例的其他实现方式和应用。
57.本文描述的本发明的实施例的图示旨在提供对不同实施例的一般理解，并且它们不旨在充当可以利用本文描述的结构和半导体制造方法的设备和系统的所有元件和特征的完整描述。在给出此处的教导的情况下，许多其他实施例对于本领域技术人员将变得显而易见；其他实施例被利用并从中得到，使得可以在不背离本公开的范围的情况下做出结构和逻辑的替换和改变。附图也仅是代表性的并且不是按比例绘制的。因此，说明书和附图被视为是说明性的而非限制性的。
58.本发明的实施例在此单独地和/或共同地由术语“实施例”提及，这仅仅是为了方便，并且不旨在将本技术的范围限制于任何单个实施例或发明概念(如果事实上示出多于一个的话)。因此，虽然本文已经示出和描述了特定实施例，但是应当理解，实现相同目的的布置可以替代示出的特定实施例；即，本公开旨在覆盖各种实施方式的任何和所有适配或变化。给定本文的教导，上述实施例和本文未具体描述的其他实施例的组合将对本领域技术人员变得显而易见。
59.本文中使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的，而并非旨在限制本发明。如本文中使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式。还应当理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，其指定所述特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。贯穿本公开可使用的诸如“上方”、“下方”、“上部”、“下部”、“顶部”和“底部”的术语旨在指示元件或结构相对于彼此的定位而不是绝对定向。
60.以下权利要求中的所有装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等效物旨在包括用于结合如具体要求保护的其他要求保护的元件来执行所述功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的呈现了不同实施例的描述，但并不旨在是详尽的或限于所公开的形式。在不背离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。选择和描述这些实施例以便最好地解释本发明的原理和实际应用，并且使本领域的其他普通技术人员能够理解具有适合于所设想的特定用途的不同修改的不同实施例。
61.以下权利要求由此被并入详细说明中，其中每个权利要求独立地作为单独要求保护的主题。鉴于本文提供的本发明的实施例的教导，本领域普通技术人员将能够设想本发明的实施例的技术的其他实现方式和应用。虽然本文已经参考附图描述了本发明的说明性实施例，但是应理解，本发明的实施例不限于那些精确的实施例，并且在不脱离所附权利要求的范围的情况下，本领域的技术人员在其中进行各种其他改变和修改。