[發明專利]高集成半導體存儲器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201610989412.1
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN106847854B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 李章旭;金圣哲;崔康植;金錫基
• 申請（專利權）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: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 王建國;許偉群

本發明公開了一種半導體存儲器件及其制造方法，半導體存儲器件包括：半導體襯底；有源區，所述有源區包括多個單位有源區，且被設置在半導體襯底之上以及與半導體襯底間隔開；字線對，所述字線對被形成在單位有源區的頂表面和側面上；虛設字線，所述虛設字線被設置在單位有源區的接觸處，并被形成在單位有源區的頂表面和側面上；源極區域，所述源極區域被形成在字線對之間的單位有源區中，并與半導體襯底電連接；漏極區域，所述漏極區域被形成在字線對與虛設字線之間的單位有源區中；以及第一儲存層，所述第一儲存被形成在漏極區域上并與漏極區域電連接。

本專利申請是申請日為2012年10月17日、申請號為201210395361.1、發明名稱為“高集成半導體存儲器件及其制造方法”的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年3月14日向韓國專利局提交的申請號為10-2012-0026091的韓國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明的示例性實施例涉及一種半導體器件及其制造方法，更具體而言，涉及一種相變隨機存取存儲(PCRAM)器件及其制造方法。

背景技術

PCRAM器件是非易失性存儲器件中的一種，包括電阻根據溫度而改變的相變材料。相變材料通常包括含有鍺(Ge)、銻(Sb)以及碲(Te)的硫族化物材料。相變材料根據溫度改變成非晶狀態或結晶狀態，以定義RESET(或邏輯“1”)或SET(或邏輯“0”)。

如同動態隨機存取存儲(DRAM)器件，PCRAM器件可以包括由字線和位線限定的多個存儲器單元，并且多個存儲器單元每個都可以包括由相變材料形成的可變電阻器以及被配置成選擇性地驅動可變電阻器的開關元件。

在PCRAM中，可以將字線以結區類型設置在半導體襯底中，且可以將位線設置為導線類型。二極管或MOS晶體管可以用作開關元件。

正在研究PCRAM以在減小其芯片尺寸的同時增加其集成度。然而，由于分辨率的限制，在最小化特征尺寸方面存在限制。

為此，已經提出了一種制造3維(3D)PCRAM的方法，在所述3維(3D)PCRAM中，將二極管形成為垂直柱體形狀，或者利用柵極的垂直柱體來形成開關晶體管。

然而，實際上，很難在3D PCRAM中形成垂直柱體。

尤其，為了改善垂直柱體的二極管開關元件的關斷電流特性，要增加垂直柱體的高度。因而，增加垂直柱體的高寬比導致工藝難度和二極管傾斜。

即使在垂直柱體的晶體管開關元件中，也要增加垂直柱體的高度以保證有效的溝道長度。由于在二極管開關元件中，垂直柱體的高寬比增加，因而會增加工藝難度并引起傾斜現象。

發明內容

根據示例性實施例的一個方面，提出了一種半導體存儲器件。所述半導體存儲器件可以包括：半導體襯底；有源區，所述有源區包括多個單位有源區，且設置在半導體襯底之上并與半導體襯底間隔開；字線對，所述字線對被形成在單位有源區的頂表面和側面上；虛設字線，所述虛設字線被設置在單位有源區的接觸處，并被形成在單位有源區的頂表面和側面上；源極區域，所述源極區域被形成在字線對之間的單位有源區中，并與半導體襯底電連接；漏極區域，所述漏極區域形成在所述字線對與所述虛設字線之間的單位有源區中；以及第一儲存層，所述第一儲存層形成在漏極區域上，并與漏極區域電連接。

根據示例性實施例的另一個方面，提出了一種半導體存儲器件。所述半導體存儲器件可以包括：半導體襯底；多個有源區，所述多個有源區以線形圖案結構形成在半導體襯底上；多個字線，所述多個字線與所述多個有源區交叉并包圍所述多個有源區；源極區域和漏極區域，所述源極區域和所述漏極區域形成在所述多個字線之間的所述多個有源區中；以及儲存層，所述儲存層形成源極區域和漏極區域上。源極區域中的每個可以被形成在從有源區延伸到半導體襯底的樁結構中。