[發(fā)明專利]三維可變電阻存儲器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310674314.5
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN104124257B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸南均
• 申請（專利權(quán)）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;H01L45/00
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 俞波;毋二省

一種可變電阻存儲器件，包括：多個單元柵電極，以第一方向延伸，其中所述單元柵電極以第二方向?qū)盈B，第二方向?qū)嵸|(zhì)垂直于第一方向。柵絕緣層，圍繞所述多個單元柵電極的各單元柵電極，以及單元漏極區(qū)，形成于所述單元柵電極的各單元柵電極的兩測上。溝道區(qū)，沿著所述單元柵電極的層疊以第二方向延伸，以及可變電阻層，接觸溝道層。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2013年4月25日提交的申請?zhí)枮?0-2013-0046090的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可變電阻存儲器件、一種制造可變電阻存儲器件的方法、以及一種操作可變電阻存儲器件的方法。

背景技術(shù)

近來，使用電阻材料的電阻式存儲器件已被提議，且已經(jīng)提議該電阻存儲器件可以包括相變隨機(jī)存取存儲器(phase-change random access memories,PCRAMs)、電阻隨機(jī)存取存儲器(resistance random access memories,ReRAMs)或磁阻隨機(jī)存取存儲器(magentoresistive random access memories,MRAMs)。

電阻式存儲器件可以包括開關(guān)器件和電阻器件，且可以根據(jù)電阻器件的狀態(tài)來儲存數(shù)據(jù)“0”或數(shù)據(jù)“1”。

甚至在電阻式存儲器件中，首選要改善集成密度，并且在有限的區(qū)域中集成盡可能多的存儲器單元。

近來，可變電阻存儲器件亦配置為三維結(jié)構(gòu)，但是急需穩(wěn)定層疊多個具有較小臨界尺寸(critical dimension,CD)的存儲器單元的方法。

發(fā)明內(nèi)容

一示例性可變電阻存儲器件。該可變電阻存儲器件可以包括：半導(dǎo)體襯底；公共源極區(qū)，形成于半導(dǎo)體層上；溝道層，實(shí)質(zhì)垂直于半導(dǎo)體襯底的表面而形成，溝道層被選擇性地連接至公共源極區(qū)；多個單元柵電極，沿著溝道層的側(cè)而形成；柵絕緣層，圍繞所述多個單元柵電極的各單元柵電極而形成；單元漏極區(qū)，位于所述多個單元柵電極的各單元柵電極之間；可變電阻層，沿著溝道層的另一側(cè)而形成；以及位線，電連接至溝道層與可變電阻層。

制造可變電阻存儲器件的一示例性方法。方法可以包括以下步驟：在半導(dǎo)體襯底上形成公共源極線；在公共源極區(qū)上形成選擇開關(guān)；在所述選擇開關(guān)之上，通過將多個具有第一刻蝕選擇性的第一層間絕緣層與多個具有第二刻蝕選擇性的第二層間絕緣層交替層疊來在半導(dǎo)體襯底上形成絕緣結(jié)構(gòu)，所述第二刻蝕選擇性不同于所述第一刻蝕選擇性；在絕緣結(jié)構(gòu)中形成通孔以暴露所述串選擇開關(guān)；通過去除所述多個第一層間絕緣層的透過通孔而暴露的部分來形成空間部分；在各空間部分中形成單元漏極區(qū)；在各通孔中，沿著限定各通孔的表面形成溝道層；選擇性地去除所述多個第二絕緣層來形成多個開口；在所述多個開口的各開口中形成柵絕緣層；在所述多個開口的各開口中形成單元柵電極，使得各單元柵電極被柵絕緣層圍繞；在溝道層的表面上形成可變電阻層；于通孔中形成絕緣層；以及形成位線，以電連接至溝道層與可變電阻層。

一示例性可變電阻存儲器件可以包括：以第一方向延伸的多個單元柵電極，其中所述多個單元柵電極以第二方向?qū)盈B，第二方向?qū)嵸|(zhì)垂直于第一方向；柵絕緣層，圍繞所述多個單元柵電極的各單元柵電極；單元漏極區(qū)，形成于所述多個單元柵電極的各單元柵電極的兩側(cè)；溝道層，沿著所述多個單元柵電極的層疊以第二方向延伸；以及可變電阻層，接觸溝道層。