[發明專利]具有阻變器件的半導體器件

有效

• 申請號: 201110413950.3
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102569649A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 白承范;具滋春;李泳昊;金珍赫
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24;G11C13/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 郭放;許偉群

相關申請的交叉引用

本申請要求2010年12月15日在韓國專利局提交的申請號為10-2010-0128007的韓國專利申請的優先權，本文通過引用包括該申請的全部內容。

技術領域

本發明的示例性實施例涉及一種半導體存儲器件，更具體而言涉及一種具有阻變元件的半導體存儲器件。

背景技術

隨著移動通信和數字儲存技術的飛速發展，現有的基于電子電荷控制的器件將達到它們的性能極限。因此，正在開發不同類型的存儲器件來克服現有的電子電荷器件的性能極限。例如，正在開發具有大容量、超高速度、超低功率的下一代存儲器件來滿足對先進的移動通信和數字儲存設備的需求。

更具體而言，正在開發采用阻變元件作為存儲介質的阻變式存儲器，例如相變存儲器件。相變儲存器件通常使用相變材料作為阻變介質，其中，相變材料響應于熱量而在結晶態與非晶態之間切換。作為相變材料，可以使用基于硫屬元素化物(GST)的材料，所述基于硫屬元素化物(GST)的材料為鍺(Ge)、銻(Sb)和碲(Te)的化合物。

用于向相交材料提供熱量的來源可以是電流，其中，施加給相變材料的熱量的量取決于所提供的電流的強度和提供電流的時間。相變材料具有根據其結晶狀態而變化的電阻，以便通過不同狀態間的電阻差來確定邏輯信息。

在開發相變儲存器件時，增加存儲器件的集成度和面積是有用的。然而，由于與使用光源有關的技術限制，難以降低最小特征尺寸。

發明內容

根據本發明的一個示例性實施例的一個方面，一種半導體存儲器件包括：多個字線，所述多個字線被垂直地形成在半導體襯底的表面上，其中，所述多個字線中的每一對字線形成字線組并且將一對字線配置為一組；多個位線，所述多個位線被形成為平行于半導體襯底的表面，其中，位線以一個層疊在另一個之上的形式被層疊在一個字線組中的一對字線之間；以及單位存儲器單元，所述單位存儲器單元設置在各個位線與所述一個字線組的一對字線中的相鄰的一個字線之間。

根據另一個示例性實施例的另一個方面，一種半導體存儲器件包括：一對字線，所述一對字線垂直地形成在半導體襯底的表面上并延伸；多個位線，所述多個位線被設置成平行于半導體襯底的表面，其中，所述位線彼此等間距間隔開并且以一個層疊在另一個上的形式層疊，且以恒定的間距層疊在所述一對字線之間；第一單位存儲器單元，所述第一單位存儲器單元被形成在各個位線與所述一對字線中的一個字線之間；以及第二單位存儲器單元，所述第二單位存儲器單元被形成在各個位線與所述一對字線中的另一個字線之間。第一單位存儲器單元和第二單位存儲器單元沿著與半導體襯底的表面平行的方向延伸形成，且垂直于各個位線。

根據另一個示例性實施例的另一個方面，一種半導體存儲器件包括：三個字線，所述三個字線垂直地形成在半導體襯底的表面上并延伸，并且以等間距間隔開；多個位線，所述多個位線被設置成平行于半導體襯底的表面，其中，所述位線以等間距間隔開并且被設置在一對字線之間，并且以一個層疊在另一個之上的形式層疊在所述字線中的各個一對字線之間的間隔中；第一單位存儲器單元，所述第一單位存儲器單元被形成在各個位線與所述字線中的相應的一個字線之間；以及第二單位存儲器單元，所述第二單位存儲器單元被形成在各個位線與其它字線中的另一個字線之間。第一單位存儲器單元和第二單位存儲器單元沿著平行于半導體襯底表面的方向延伸形成，并垂直于各個位線。第一單位存儲器單元和第二單位存儲器單元中的每個都包括與各個位線電連接的開關器件和與各個字線電連接的阻變器件層。

在下面標題為“具體實施方式”的部分中對這些以及其它的特征、方面和實施例進行描述。

附圖說明

結合附圖從以下詳細描述中將更清楚地理解本發明主題的上述以及其它方面、特征和其它優點，其中；

圖1是說明根據一個示例性實施例的半導體存儲器件的立體圖；

圖2是說明圖1的單位存儲器單元的放大的立體圖；

圖3A至圖3D是說明根據一個示例性實施例的半導體存儲器件的制造方法的俯視圖；

圖4A至圖4D是說明根據一個示例性實施例的半導體存儲器件的制造方法的截面圖；

圖5是根據另一個示例性實施例的半導體存儲器件的立體圖；

圖6是圖5的半導體存儲器件的俯視圖；

圖7和圖8是說明根據另一個示例性實施例的半導體存儲器件的截面圖；

圖9是說明根據又一個示例性實施例的半導體存儲器件的立體圖；

圖10是說明根據又一個示例性實施例的半導體存儲器件的俯視圖；