[發(fā)明專利]可變電阻存儲(chǔ)器件及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310582995.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN104241525A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭夏彰;李恩俠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號(hào): H01L45/00
• 分類號(hào): H01L45/00;G11C13/00
• 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: 俞波;許偉群

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2013年6月21日向韓國(guó)專利局提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0-2013-0071497的韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施例涉及一種非易失性存儲(chǔ)器件，且更具體而言，涉及一種可變電阻存儲(chǔ)器件及其制造方法。

背景技術(shù)

近年，需要呈現(xiàn)出高性能和低功率的半導(dǎo)體器件。根據(jù)這種需求，已經(jīng)研究了刷新不是必要的下一代半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。下一代非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的典型實(shí)例是可變電阻存儲(chǔ)器件。例如，可變電阻存儲(chǔ)器件包括：相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（PCRAM）、阻變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ReRAM）、磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（MRAM）、自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（STTMRAM）和聚合物隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（PoRAM）。

可變電阻存儲(chǔ)器件通過將構(gòu)成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的相變材料分別控制成結(jié)晶狀態(tài)或非晶狀態(tài)，來執(zhí)行存儲(chǔ)器操作以具有設(shè)定狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)。

已經(jīng)進(jìn)行嘗試來減小復(fù)位電流，即在可變電阻存儲(chǔ)器件中將相變材料轉(zhuǎn)換成非晶狀態(tài)需要的電流。更具體地，為了減小可變電阻存儲(chǔ)器件中的復(fù)位電流，越來越多地嘗試減小下電極和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元之間的接觸面積。

近年，由于可變電阻存儲(chǔ)器件的高集成，已經(jīng)進(jìn)行了單元收縮來防止存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元之間的沖突，即干擾。然而，如果利用當(dāng)前的工藝，則在確保數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和上電極之間足夠的覆蓋余量方面存在限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例涉及一種可以減小復(fù)位電路的可變電阻存儲(chǔ)器件及其制造方法。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種可變電阻存儲(chǔ)器件。所述可變電阻存儲(chǔ)器件包括：多層絕緣層，形成在形成有下電極的半導(dǎo)體襯底上，并且包括直徑在第一高度或更高處增大的多個(gè)孔；可變電阻材料層，形成在下電極上至每個(gè)孔的第二高度；以及上電極，形成在可變電阻材料層上以掩埋在每個(gè)孔中。

根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種制造可變電阻存儲(chǔ)器的方法。所述方法可以包括以下步驟：在半導(dǎo)體襯底上形成下電極；在下電極上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成具有孔的第二絕緣層；在孔的側(cè)壁上形成第一間隔件和第二間隔件；形成延伸孔，所述延伸孔從形成在第二絕緣層中的孔延伸至第一絕緣層，以暴露下電極的上表面的一部分；在延伸孔中的下電極上形成可變電阻材料層至延伸孔的第一高度；以及在可變電阻材料層上形成上電極以掩埋在孔中。

在以下標(biāo)題為“具體實(shí)施方式”的部分描述這些和其他的特征、方面以及實(shí)施例。

附圖說明

通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，可以更清楚地理解本發(fā)明主題的以上和其他的特征、方面和其他的優(yōu)點(diǎn)，其中：

圖1是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的可變電阻存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的截面圖；以及

圖2A至2H是說明一種制造根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的可變電阻存儲(chǔ)器件的方法的截面圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖更詳細(xì)地描述示例性實(shí)施例。

本文參照截面圖描述示例性實(shí)施例，截面圖是示例性實(shí)施例（以及中間結(jié)構(gòu)）的示意性圖示。照此，可以預(yù)料到圖示的形狀變化緣于例如制造技術(shù)和/或公差。因而，示例性實(shí)施例不應(yīng)被解釋為局限于本文所說明的區(qū)域的特定形狀，而是可以包括例如來自于制造的形狀差異。在附圖中，為了清楚起見，可能對(duì)層和區(qū)域的長(zhǎng)度和尺寸進(jìn)行夸大。附圖中的相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。也應(yīng)理解的是，當(dāng)提及一層在另一層或襯底“上”時(shí)，其可以直接在另一層或襯底上，也可以存在中間層。另外，只要未在句子中特意提出，單數(shù)形式可以包括復(fù)數(shù)形式。

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的可變電阻存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的截面圖。