[發明專利]包括數據存儲圖案的半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 202010040953.6
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111490062A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 宋蘇智;樸日穆;樸圭述
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;H01L45/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 翟然

本發明構思涉及一種包括數據存儲圖案的半導體器件及其制造方法。該半導體器件包括：第一導線，在基板上且沿第一方向延伸；第二導線，在第一導線上且沿第二方向延伸；數據存儲結構，在第一導線和第二導線之間，其中每個數據存儲結構包括下數據存儲電極、數據存儲圖案和上數據存儲電極，其中下數據存儲電極的上部的寬度小于下數據存儲電極的下部的寬度，數據存儲圖案的上部的寬度大于數據存儲圖案的下部的寬度，下數據存儲電極的上部的寬度不同于數據存儲圖案的下部的寬度。

技術領域

本發明構思的示例性實施方式涉及半導體器件以及制造該半導體器件的方法，更具體而言，涉及包括數據存儲圖案的半導體器件及制造該半導體器件的方法。

背景技術

諸如相變隨機存取存儲器(PRAM)等的下一代存儲器件已經被開發以實現高性能并以低功率運行。使用具有可變或可維持的電阻值的數據存儲材料來制造這種下一代存儲器件。例如，這些器件中的一些可以具有根據電流或電壓而改變的電阻值，而其他器件可以在電流或電壓被切斷時保持電阻值。為了增加下一代存儲器件的集成度，存儲單元以三維(3D)結構布置。然而，例如，存儲單元的這種3D布置會導致意外的缺陷和可靠性的降低。

發明內容

根據本發明構思的一示例性實施方式，一種半導體器件包括：第一導線，設置在基板上并且沿平行于基板的上表面的第一方向延伸；第二導線，設置在第一導線上并且沿交叉第一方向且沿著基板的上表面的第二方向延伸；第一數據存儲結構，設置在第一導線和第二導線之間，其中每個第一數據存儲結構包括第一下數據存儲電極、在第一下數據存儲電極上的第一數據存儲圖案和在第一數據存儲圖案上的第一上數據存儲電極；以及第一蝕刻停止層，鄰近第一數據存儲圖案的下側表面并且沿第一方向和第二方向延伸，其中在第二方向上，第一下數據存儲電極的上部的寬度小于第一下數據存儲電極的下部的寬度，在第二方向上，第一數據存儲圖案的上部的寬度大于第一數據存儲圖案的下部的寬度，且在第二方向上，第一下數據存儲電極的上部的寬度不同于第一數據存儲圖案的下部的寬度。

根據本發明構思的一示例性實施方式，一種半導體器件包括：第一導線，設置在基板上并且沿平行于基板的上表面的第一方向延伸；第二導線，設置在第一導線上并且沿垂直于第一方向且平行于基板的上表面的第二方向延伸；第一數據存儲結構和第一選擇器結構，設置在第一導線和第二導線之間并且彼此串聯連接；以及第一蝕刻停止層，鄰近第一數據存儲結構的下側表面并且沿第一方向和第二方向延伸，其中第一數據存儲結構包括第一下數據存儲電極、第一數據存儲圖案和第一上數據存儲電極，其中第一下數據存儲電極的側表面的斜率不同于第一數據存儲圖案的側表面的斜率，并且第一下數據存儲電極的上部的寬度不同于第一數據存儲圖案的下部的寬度。

根據本發明構思的一示例性實施方式，一種制造半導體器件的方法包括：在基板上形成沿平行于基板的表面的第一方向延伸的第一導線；在第一導線上形成下數據存儲電極；在下數據存儲電極上形成蝕刻停止層和模制絕緣層；在模制絕緣層上形成第一硬掩模圖案，第一硬掩模圖案沿垂直于第一方向且平行于基板的所述表面的第二方向延伸；在第一硬掩模圖案的側表面上形成第一間隔物，第一間隔物沿第二方向延伸；在第一硬掩模圖案和第一間隔物上形成第二硬掩模層；在第二硬掩模層上形成第三硬掩模圖案，第三硬掩模圖案沿第一方向延伸；在第三硬掩模圖案的側表面上形成第二間隔物，第二間隔物沿第一方向延伸；通過利用第二間隔物蝕刻第一間隔物，形成初級孔；通過蝕刻由該初級孔暴露的模制絕緣層，形成孔；以及在所述孔中形成數據存儲圖案和上數據存儲電極。

根據本發明構思的一示例性實施方式，一種半導體器件包括：設置在基板上的第一導線；設置在基板上的第二導線；以及設置在第一導線和第二導線之間的數據存儲結構，該數據存儲結構包括設置在第一數據存儲電極和第二數據存儲電極之間的數據存儲圖案，其中數據存儲圖案的下部的寬度比第一數據存儲電極的上部的寬度寬，以及其中數據存儲圖案在朝向第一數據存儲電極的方向上逐漸變細。

附圖說明

本發明構思的以上和其它特征將通過參考附圖詳細描述其示例性實施方式而被更清晰地理解，在圖中：