[發明專利]三維相變存儲器器件及其形成方法

有效

• 申請號: 202180001588.0
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113454786B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 劉峻
• 申請（專利權）人: 長江先進存儲產業創新中心有限責任公司
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;H01L45/00
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 林錦輝;劉景峰

1.一種三維(3D)存儲器器件，包括：

多條位線，所述多條位線橫向延伸；

公共板，所述公共板橫向延伸；

多條字線，所述多條字線橫向延伸并且設置在所述多條位線與所述公共板之間；以及

多個相變存儲器(PCM)單元，每個相變存儲器單元設置在所述多條位線中的一條相應的位線與所述多條字線中的一條相應的字線的相交處，

其中，所述多個相變存儲器單元中的每一個包括：

相變存儲器結構，所述相變存儲器結構位于所述相應的字線與所述公共板之間，并且所述相變存儲器結構包括兩個電極和垂直位于所述兩個電極之間的相變存儲器元件；以及

選擇器，所述選擇器垂直延伸穿過所述相應的字線并且設置在所述相變存儲器結構與所述相應的位線之間，

其中，所述兩個電極、所述相變存儲器元件以及所述選擇器彼此垂直地堆疊在一起。

2.根據權利要求1所述的三維存儲器器件，其中，所述相應的字線包括包裹所述選擇器的柵極電極。

3.根據權利要求2所述的三維存儲器器件，其中

所述選擇器包括柵極電介質和溝道；并且

所述柵極電極、所述柵極電介質和所述溝道徑向設置。

4.根據權利要求3所述的三維存儲器器件，其中，至少所述柵極電極、所述柵極電介質和所述溝道形成垂直延伸的全環繞柵極(GAA)晶體管。

5.根據權利要求1所述的三維存儲器器件，其中，所述公共板接地。

6.根據權利要求1-5中的任何一項所述的三維存儲器器件，其中，所述位線和所述公共板包括金屬，并且所述字線包括多晶硅。

7.根據權利要求1所述的三維存儲器器件，其中，所述相變存儲器元件包括基于硫屬化物的合金，并且所述電極包括碳。

8.根據權利要求1-5和7中的任何一項所述的三維存儲器器件，其中，所述多條字線和所述多條位線位于交叉點架構中。

9.一種相變存儲器(PCM)單元，包括：

相互堆疊的相變存儲器結構和全環繞柵極(GAA)晶體管，

其中，所述全環繞柵極晶體管的源極或漏極中的一個電連接到所述相變存儲器結構的一個節點，

其中，所述相變存儲器結構包括兩個電極和垂直位于所述兩個電極之間的相變存儲器元件，其中，所述兩個電極、所述相變存儲器元件、以及所述全環繞柵極晶體管彼此垂直地堆疊在一起。

10.根據權利要求9所述的相變存儲器單元，其中，所述全環繞柵極晶體管包括徑向設置的柵極電極、柵極電介質和溝道。

11.根據權利要求10所述的相變存儲器單元，其中，所述柵極電極是所述相變存儲器單元的字線的一部分。

12.根據權利要求11所述的相變存儲器單元，其中，所述全環繞柵極晶體管的柵極電連接到所述字線。

13.根據權利要求9-12中的任何一項所述的相變存儲器單元，其中，所述全環繞柵極晶體管的所述源極或所述漏極中的另一個電連接到所述相變存儲器單元的位線。

14.根據權利要求9-12中的任何一項所述的相變存儲器單元，其中，所述相變存儲器結構的另一節點接地。

15.根據權利要求9所述的相變存儲器單元，其中，所述相變存儲器元件包括基于硫屬化物的合金，并且所述電極包括碳。