[發(fā)明專利]可變電阻存儲(chǔ)器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210532366.4
• 申請(qǐng)日: 2012-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103325806B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宰淵;宋錫杓;李承桓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 愛(ài)思開(kāi)海力士有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/24
• 分類號(hào): H01L27/24;H01L45/00
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11363
• 代理人: 周曉雨,俞波

1.一種可變電阻存儲(chǔ)器件，包括：

有源區(qū)，所述有源區(qū)在半導(dǎo)體襯底中由隔離層限定；

所述半導(dǎo)體襯底中的溝槽，所述溝槽沿與所述有源區(qū)相交叉的方向延伸；

電介質(zhì)層和字線，所述電介質(zhì)層和所述字線層疊在所述溝槽中；

結(jié)區(qū)，所述結(jié)區(qū)形成在位于所述溝槽兩側(cè)的有源區(qū)中；以及

可變電阻圖案，所述可變電阻圖案插入在所述字線與所述結(jié)區(qū)之間，

其中，字線沿垂直于半導(dǎo)體襯底的上表面的方向?qū)盈B為多個(gè)層，

其中，電介質(zhì)層插入在字線之間。

2.如權(quán)利要求1所述的可變電阻存儲(chǔ)器件，其中，所述可變電阻圖案覆蓋所述字線的側(cè)面和底部。

3.如權(quán)利要求1所述的可變電阻存儲(chǔ)器件，其中，所述可變電阻圖案包括電阻通過(guò)空位或離子的遷移或通過(guò)相變而改變的物質(zhì)。

4.如權(quán)利要求3所述的可變電阻存儲(chǔ)器件，其中，所述可變電阻圖案包括選自氮氧化物層、過(guò)渡金屬氧化物、基于鈣鈦礦的物質(zhì)、以及基于硫族化合物的物質(zhì)中的至少任何一種。

5.如權(quán)利要求1所述的可變電阻存儲(chǔ)器件，其中，所述溝槽具有像燈泡的形狀。

6.如權(quán)利要求5所述的可變電阻存儲(chǔ)器件，其中，具有像燈泡形狀的所述溝槽的球形部分用所述電介質(zhì)層填充。

7.如權(quán)利要求1所述的可變電阻存儲(chǔ)器件，其中，所述結(jié)區(qū)形成得比所述溝槽的深度淺。

8.如權(quán)利要求1所述的可變電阻存儲(chǔ)器件，還包括：

接觸插塞，所述接觸插塞與所述結(jié)區(qū)連接；以及

位線，所述位線與所述接觸插塞連接，并沿與所述字線相交叉的方向延伸。

9.如權(quán)利要求1所述的可變電阻存儲(chǔ)器件，

其中，所述字線包括第一字線和第二字線，所述第二字線形成在所述第一字線之上，所述電介質(zhì)層插入在所述第一字線和所述第二字線之間，以及

其中，所述可變電阻存儲(chǔ)器件還包括：

第一接觸插塞，所述第一接觸插塞與所述第一字線連接；

間隔件層，所述間隔件層插入在所述第一接觸插塞與所述第二字線之間；以及

第二接觸插塞，所述第二接觸插塞與所述第二字線連接。

10.如權(quán)利要求9所述的可變電阻存儲(chǔ)器件，其中，所述第一接觸插塞和所述第二接觸插塞沿與所述第一字線和所述第二字線相交叉的方向交替地布置。

11.一種制造可變電阻存儲(chǔ)器件的方法，包括以下步驟：

在半導(dǎo)體襯底中形成隔離層以限定有源區(qū)；

在所述半導(dǎo)體襯底中限定沿與所述有源區(qū)相交叉的方向延伸的溝槽；

在所述溝槽中順序地形成可變電阻圖案和字線；以及

在位于所述溝槽兩側(cè)的有源區(qū)中形成結(jié)區(qū)。

12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，形成所述可變電阻圖案和所述字線的步驟包括以下步驟：

在所述溝槽的內(nèi)壁之上形成可變電阻層；

在所述可變電阻層之上形成用于字線的導(dǎo)電層以填充所述溝槽；以及

回刻蝕所述可變電阻層和所述用于字線的導(dǎo)電層。

13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，形成所述可變電阻圖案和所述字線的步驟包括以下步驟：

在所述溝槽中順序地形成第一可變電阻圖案和第一字線；

在所述第一可變電阻圖案和所述第一字線之上形成電介質(zhì)層；以及

在形成有所述電介質(zhì)層的所述溝槽中順序地形成第二可變電阻圖案和第二字線。

14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述可變電阻圖案由電阻通過(guò)空位或離子的遷移或通過(guò)相變而改變的物質(zhì)形成。

15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，形成所述可變電阻圖案的步驟包括以下步驟：

在所述溝槽的內(nèi)壁上形成氮化物層；以及

部分地或完全地氧化所述氮化物層。

16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，限定所述溝槽的步驟包括以下步驟：

通過(guò)選擇性地和各向異性地刻蝕所述有源區(qū)和所述隔離層的一部分來(lái)限定初次溝槽；

在所述初次溝槽的側(cè)壁上形成犧牲層；以及

通過(guò)各向同性地刻蝕所述初次溝槽的下端部來(lái)限定二次溝槽。