專利名稱：阻變存儲(chǔ)器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體集成電路器件及其制造方法，更具體而言，涉及一種層疊型阻變存儲(chǔ)器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)和數(shù)字信息通信行業(yè)以及設(shè)備行業(yè)的迅速發(fā)展，現(xiàn)有的基于電荷控制的器件將達(dá)到物理極限。因而，正開(kāi)發(fā)不同類型的存儲(chǔ)器件。例如，為了增大不同器件的存儲(chǔ)容量，希望下一代存儲(chǔ)器件具有大容量、高速以及低功耗。目前，已提出將可用作存儲(chǔ)媒介的阻變存儲(chǔ)器件作為下一代存儲(chǔ)器件。示例性阻變存儲(chǔ)器件是相變存儲(chǔ)器、阻變存儲(chǔ)器以及磁阻變存儲(chǔ)器。每個(gè)阻變存儲(chǔ)器件基本上包括開(kāi)關(guān)器件和阻變器件，并根據(jù)阻變器件的狀態(tài)來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)“O”或“I”。這里，希望增大阻變存儲(chǔ)器件的集成密度，且因而增大限定的空間內(nèi)的存儲(chǔ)容量。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，一種阻變存儲(chǔ)器件包括:半導(dǎo)體襯底；多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元，所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元被配置成層疊在所述半導(dǎo)體襯底上并彼此絕緣，其中，所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元每個(gè)都包括開(kāi)關(guān)晶體管和與開(kāi)關(guān)晶體管電連接的阻變器件層；公共源極線，所述公共源極線與層疊的所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元電連接；以及位線，所述位線與層疊的所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器件單元電連接并與公共源極線絕緣。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，一種阻變存儲(chǔ)器件包括:半導(dǎo)體襯底；形成在所述半導(dǎo)體襯底上的一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元；形成在所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元上的第一層間絕緣層；形成在所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元的上方位置處的所述第一層間絕緣層上的一對(duì)第二阻變存儲(chǔ)器單元；與所述第一阻變存儲(chǔ)器單元和所述第二阻變存儲(chǔ)器單元電連接的公共源極線；以及與所述第一阻變存儲(chǔ)器單元和所述第二阻變存儲(chǔ)器單元電連接的位線。第一阻變存儲(chǔ)器單元和第二阻變存儲(chǔ)器單元每個(gè)都包括開(kāi)關(guān)晶體管和與開(kāi)關(guān)晶體管連接的阻變器件層。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，提供了一種制造阻變存儲(chǔ)器件的方法。所述方法包括以下步驟:在半導(dǎo)體襯底上形成第一有源層；在第一有源層中形成第一開(kāi)關(guān)晶體管和阻變器件層；在包括第一有源層的結(jié)構(gòu)上形成第一層間絕緣層；在第一層間絕緣層上形成第二有源層；在第二有源層上形成第二開(kāi)關(guān)晶體管和阻變器件層；形成與第一開(kāi)關(guān)晶體管和第二開(kāi)關(guān)晶體管的源極區(qū)接觸的公共源極線；在包括公共源極線的結(jié)構(gòu)上形成第二層間絕緣層；形成與阻變器件層接觸的位線接觸單元；以及在第二層間絕緣層上形成與位線接觸單元連接的位線。在以下標(biāo)題為“具體實(shí)施方式
”的部分中描述這些和其它的特點(diǎn)、方面和實(shí)施例。


從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中將更加清楚地理解本發(fā)明的主題的以上和其它的方面、特征和其它的優(yōu)點(diǎn)，其中:圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)示例性實(shí)施例的阻變存儲(chǔ)器件的截面圖；圖2至圖9是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造阻變存儲(chǔ)器件的方法的截面圖；圖10至圖15是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造阻變存儲(chǔ)器件的方法的平面圖；圖16是沿圖11的線y-y’截取的阻變存儲(chǔ)器件的截面圖；以及圖17至圖22是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例的阻變存儲(chǔ)器件的截面圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖更詳細(xì)地描述示例性實(shí)施例。本文參照截面圖來(lái)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))的示意性說(shuō)明。如此，可以預(yù)料由于例如制造技術(shù)和/或公差而導(dǎo)致的形狀變化。因而，示例性實(shí)施例不應(yīng)解釋為限于本文所說(shuō)明的區(qū)域的具體形狀，而是可以包括例如源自制造的形狀差異。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，可能會(huì)夸大層和區(qū)域的長(zhǎng)度和尺寸。相同的附圖標(biāo)記在附圖中表示相同的元件。也可以理解當(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，或者還可以存在中間層。如圖1所示，根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的阻變存儲(chǔ)器件10包括第一存儲(chǔ)器單元mcl和第二存儲(chǔ)器單元mc2，所述第一存儲(chǔ)器單元mcl包括第一開(kāi)關(guān)晶體管SWl和第一阻變器件R1，所述第二存儲(chǔ)器單元mc2包括第二開(kāi)關(guān)晶體管SW2和第二阻變器件R2，其中，所述第一存儲(chǔ)器單元mcl和所述第二存儲(chǔ)器單元mc2借助于插入在它們之間的絕緣層130而層疊。第一開(kāi)關(guān)晶體管SWl和第二開(kāi)關(guān)晶體管SW2可以是MOS晶體管，并且第一阻變器件Rl和第二阻變器件R2(170)被形成為與第一開(kāi)關(guān)晶體管SWl和第二開(kāi)關(guān)晶體管SW2的結(jié)區(qū)例如漏極區(qū)125b和150b電連接。層疊的第一阻變器件Rl和第二阻變器件R2可以經(jīng)由垂直于半導(dǎo)體襯底100的表面延伸的位線接觸單元175而共同連接到位線180。層疊的第一開(kāi)關(guān)晶體管SWl和第二開(kāi)關(guān)晶體管SW2的源極區(qū)125a和150a與垂直于半導(dǎo)體襯底100的表面延伸的源極公共線160電連接。附圖標(biāo)記105、130、155以及165表示層間絕緣層，并且附圖標(biāo)記120和145表示柵電極層。另外，附圖標(biāo)記gl和g2表示包括柵絕緣層的柵電極結(jié)構(gòu)。根據(jù)本示例性實(shí)施例的阻變存儲(chǔ)器件具有層疊有存儲(chǔ)器單元mcl和mc2的結(jié)構(gòu)，使得可以將多個(gè)存儲(chǔ)器單元集成在限定的區(qū)域中。
盡管隨后將詳細(xì)描述，但在本示例性實(shí)施例中，第一開(kāi)關(guān)晶體管SWl和第二開(kāi)關(guān)晶體管SW2的柵電極gl和g2被形成為包圍具有線形狀的第一有源層110和135的上表面和側(cè)表面。由此，第一開(kāi)關(guān)晶體管SWl和第二開(kāi)關(guān)晶體管SW2的有效溝道長(zhǎng)度變長(zhǎng)，以改善電流驅(qū)動(dòng)特性。圖2至圖9是說(shuō)明根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的制造層疊型阻變存儲(chǔ)器件的方法的截面圖，并且圖10至圖15是說(shuō)明根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的制造層疊型阻變存儲(chǔ)器件的方法的平面圖。參見(jiàn)圖2和圖10，在半導(dǎo)體襯底100上形成絕緣層105。在絕緣層105上形成具有線形狀的第一有源層110。這里，第一有源層110的線寬決定開(kāi)關(guān)晶體管(圖1的SWl)的寬度，其中第一有源層110可以包括包含有娃(Si)的導(dǎo)電材料(例如，摻雜的多晶娃層)。參見(jiàn)圖3和圖11，在第一有源層110上順序地層疊第一柵絕緣層115和第一柵電極層120，并將第一柵絕緣層115和第一柵電極層120圖案化以形成第一柵電極gl，使得第一柵電極層120和第一柵絕緣層115與第一有源層110交叉。在圖11的平面圖中，盡管第一柵電極gl與第一有源層110交叉，但是，如圖16所示，可以將第一柵電極gl形成為包圍第一有源層110的三個(gè)表面。因此，可以增加開(kāi)關(guān)晶體管的有效溝道長(zhǎng)度。盡管可以在第一有源層110上形成多個(gè)第一柵電極gl，但是在本示例性實(shí)施例中，為了說(shuō)明目的，僅描述一對(duì)柵電極gl。第一柵絕緣層115可以是氧化硅層或金屬氧化物層。第一柵電極層可以包括諸如鎢(W)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鑰(Mo)以及鉭(Ta)的金屬層、諸如氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、氮化鎢(WN)、氮化鑰(MoN)、氮化鈮(NbN)、氮化鈦硅(TiSiN)、氮化鈦鋁(TiAlN)、氮化鈦硼(TiBN)、氮化鋯硅(ZrSiN)、氮化鎢硅(WSiN)、氮化鎢硼(WBN)、氮化鋯鋁(ZrAlN)、氮化鑰硅(MoSiN)、氮化鑰鋁(MoAlN)、氮化鉭硅(TaSiN)以及氮化鉭鋁(TaAlN)的金屬氮化物層、諸如硅化鈦(TiSi)的金屬硅化物層、諸如鈦鎢(TiW)的異質(zhì)金屬層、以及諸如氧氮化鈦(TiON)、氧氮化鎢(WON)以及氧氮化鉭(TaON)的金屬氧氮化物層中的任何一種。 參見(jiàn)圖4，將雜質(zhì)注入到每個(gè)第一柵電極gl的兩側(cè)的第一有源層110中，以形成第一結(jié)區(qū)125。這里，在第一結(jié)區(qū)125之中，布置在第一柵電極gl之間的第一結(jié)區(qū)125可以是稍后描述的MOS晶體管的漏極區(qū)125b，并且布置在每個(gè)第一柵電極gl的相對(duì)側(cè)的結(jié)區(qū)125可以是MOS晶體管的源極區(qū)125a。因此，形成第一開(kāi)關(guān)晶體管SWl。接著，在半導(dǎo)體襯底100的所得結(jié)構(gòu)上形成第一層間絕緣層130。參見(jiàn)圖5和圖12，在第一層間絕緣層130上形成第二有源層135，并且順序?qū)盈B第二柵絕緣層140和第二柵電極層145。第二柵電極層145可以包括與第一柵電極層120相同的材料。將第二柵電極層145和第二柵絕緣層140圖案化以形成第二柵電極g2，使得在與第一柵電極gl相對(duì)應(yīng)的位置處布置第二柵電極g2。如同第一柵電極gl，可以將第二柵電極g2形成為包圍第二有源層135的上表面和側(cè)表面。另外，可以在第二有源層135上形成多個(gè)第二柵電極g2。使用第二柵電極g2作為掩模將雜質(zhì)注入到第二有源層135中，以形成第二結(jié)區(qū)150。相似地，在第二結(jié)區(qū)150之中，布置在第二柵電極g2之間的第二結(jié)區(qū)150可以是稍后描述的MOS晶體管的漏極區(qū)150b，并且布置在每個(gè)柵電極g2的相對(duì)側(cè)的第二結(jié)區(qū)150可以是MOS晶體管的源極區(qū)150a。因此，在第二有源層135上形成第二開(kāi)關(guān)晶體管Sff20隨后，在半導(dǎo)體襯底100的所得結(jié)構(gòu)上形成第二層間絕緣層155。
參見(jiàn)圖6和圖13，形成公共源極線160，以使公共源極線160與布置在第一柵電極gl和第二柵電極g2的外側(cè)的第一結(jié)區(qū)125和第二結(jié)區(qū)150即源極區(qū)125a和150a電連接。更具體地，刻蝕第二層間絕緣層155、第二有源層135、第一層間絕緣層130、第一有源層110、絕緣層105以及半導(dǎo)體襯底100以暴露出與源極區(qū)125a和150a相對(duì)應(yīng)的第一結(jié)區(qū)125和第二結(jié)區(qū)150，由此形成第一接觸孔(未示出)。經(jīng)由第一接觸孔的側(cè)壁暴露出第一源極區(qū)125a和第二源極區(qū)150a，并且導(dǎo)電材料填充第一接觸孔，由此形成與第一源極區(qū)125a和第二源極區(qū)150a接觸的公共源極線160。公共源極線160可以包括構(gòu)成第一柵電極120的材料中的任何一種。參見(jiàn)圖7，在形成有公共源極線160的半導(dǎo)體襯底100的所得結(jié)構(gòu)上形成第三層間絕緣層165。接著，刻蝕第三層間絕緣層165、第二層間絕緣層155、第二結(jié)區(qū)150、第一層間絕緣層130以及第一結(jié)區(qū)125以將在同一層上被布置成彼此相鄰的柵電極gl和g2之間的結(jié)區(qū)125和150分成開(kāi)關(guān)晶體管的漏極區(qū)125b和150b，由此形成第二接觸孔HI。通過(guò)第二接觸孔Hl的形成，漏極區(qū)125b和150b可以被分成開(kāi)關(guān)晶體管的漏極區(qū)并且經(jīng)由第二接觸孔Hl的側(cè)壁暴露出來(lái)。在形成第二接觸孔Hl之后,執(zhí)行額外的過(guò)刻蝕(overetching)工藝以將漏極區(qū)125b和150b向柵電極gl和g2的方向拉回預(yù)定的長(zhǎng)度。可以通過(guò)選擇性各向異性刻蝕方法來(lái)執(zhí)行拉回工藝，并且通過(guò)拉回工藝在第二接觸孔Hl的側(cè)壁的預(yù)定部分中形成使漏極區(qū)125b和150b暴露出來(lái)的凹槽H2。參見(jiàn)圖8和圖14，用阻變器件層170掩埋凹槽H2。阻變器件層170可以包括用作阻變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ReRAM)材料的鐠鈣錳氧化物層(PCMO)、用作相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PCRAM)材料的硫族化物層、用作磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)材料的磁性層、用作自旋轉(zhuǎn)移力矩MRAM(STTMRAM)材料的磁化開(kāi)關(guān)器件層以及用作聚合物隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PoRAM)材料的聚合物層中的任何一個(gè)。由此，在每層中形成多個(gè)單位存儲(chǔ)器單元，并且所述多個(gè)單位存儲(chǔ)器單元每個(gè)都包括開(kāi)關(guān)晶體管SWl和SW2以及與開(kāi)關(guān)晶體管SWl和SW2連接的阻變器件層170。接著，用導(dǎo)電層掩埋第二接觸孔Hl以形成與阻變器件層170接觸的位線接觸單元175。位線接觸單元175可以具有插塞形狀，并且包括構(gòu)成第一柵電極120的材料中的任何一種。參見(jiàn)圖9和圖15，在第三層間絕緣層165上形成與位線接觸單元175電連接的位線180?？梢詫⑽痪€180形成為與第一有源層110和第二有源層135重疊，并沿與柵電極gl和g2垂直的方向布置。根據(jù)本示例性實(shí)施例的阻變存儲(chǔ)器件可以被配置成層疊存儲(chǔ)器單元mcl和mc2，存儲(chǔ)器單元mcl和mc2每個(gè)都包括開(kāi)關(guān)晶體管SWl和SW2以及阻變層170。因此，可以通過(guò)層疊多個(gè)單元來(lái)制造高集成存儲(chǔ)器件而不受臨界尺寸(CD)限制。另外，在本示例性實(shí)施例中，將開(kāi)關(guān)晶體管SWl和SW2的柵電極gl和g2形成為包圍有源層110和135的三個(gè)表面。因此，增加有效溝道長(zhǎng)度，使得可以改善開(kāi)關(guān)晶體管的電流特性并且制造工藝可以簡(jiǎn)單。圖17至圖20是說(shuō)明根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的阻變存儲(chǔ)器件的截面圖。參見(jiàn)圖17，開(kāi)關(guān)晶體管SWl和SW2可以包括η溝道MOS晶體管。即，源極區(qū)126a和151a以及漏極區(qū)126b和151b可以包括η類型雜質(zhì)，并可以形成在第一有源層110和第二有源層135中作為η型高濃度雜質(zhì)區(qū)。另外，參見(jiàn)圖18，可以在源極區(qū)125a和150a與公共源極線160之間形成阻變器件層171。更具體地，在執(zhí)行形成用于形成公共源極線160的接觸孔的工藝之后，對(duì)源極區(qū)125a和150a執(zhí)行拉回工藝以形成要形成有阻變器件層171的凹槽(未示出)。接著，在凹槽中形成阻變器件層171，并且在接觸孔中形成公共源極線160。參見(jiàn)圖19，在開(kāi)關(guān)晶體管SWl和SW2的一側(cè)布置位線185以使位線185與開(kāi)關(guān)晶體管SWl和SW2的源極區(qū)125a和150a接觸，并且形成公共源極線160以使公共源極線160與開(kāi)關(guān)晶體管SWl和SW2的漏極區(qū)125b和150b電連接。S卩，位線185和公共源極線160的位置與圖1、圖17以及圖18中的位置互換。這里，插塞160a是將開(kāi)關(guān)晶體管SWl和SW2的漏極區(qū)125b和150b與公共源極線160連接的導(dǎo)電插塞。導(dǎo)電插塞160a垂直于半導(dǎo)體襯底100的表面而延伸，使得導(dǎo)電插塞160a的側(cè)壁與漏極區(qū)125b和150b接觸。參見(jiàn)圖20，分別在源極區(qū)125a和150a以及漏極區(qū)125b和150b上形成硅化物層190，以增強(qiáng)開(kāi)關(guān)晶體管SWl和SW2的電流特性。圖21和圖22是根據(jù)另外的示例性實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器件的截面圖。在將本發(fā)明的示例性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于相變存儲(chǔ)器件時(shí)，如圖21所示，可以在如上述示例性實(shí)施例中形成位線接觸單元175的位置，即在第二接觸孔Hl中，形成相變材料層210和上電極220，并且可以在如上述示例性實(shí)施例中形成阻變器件層170的區(qū)域中，即在凹槽H2中，形成加熱電極230。將相變材料層210形成為覆蓋第二接觸孔Hl的內(nèi)表面，并且將上電極220形成為對(duì)內(nèi)表面被相變材料層210包圍的第二接觸孔Hl進(jìn)行填充。可以在凹槽H2的側(cè)壁Si和底部s2上形成加熱電極230以減小與相變材料層210的接觸面積。例如，加熱電極230可以具有“L”形狀并且可以用絕緣材料層240來(lái)掩埋具有加熱電極230的凹槽H2。通過(guò)減小加熱電極230與相變材料層210之間的接觸面積，可以改善相變存儲(chǔ)器件的復(fù)位電流特性。根據(jù)另一個(gè)實(shí)例，如圖22所示，可以僅在凹槽H3的上表面上形成加熱電極235。即，可以用絕緣材料層240最大限度地填充凹槽H3，并在凹槽H3內(nèi)的絕緣材料層上形成加熱電極235。根據(jù)示例性實(shí)施例，通過(guò)層疊阻變存儲(chǔ)器單元可以將多個(gè)存儲(chǔ)器單元集成在限定的空間內(nèi)。因此，可以提高集成密度。另外，可以使用MOS晶體管作為阻變存儲(chǔ)器單元的開(kāi)關(guān)晶體管，且因而增加電流密度。盡管以上已經(jīng)描述了某些實(shí)施例，但是將會(huì)理解的是描述的實(shí)施例僅僅是示例性的。因此，不應(yīng)基于所描述的實(shí)施例來(lái)限定本文描述的器件和方法。更確切地說(shuō)，應(yīng)當(dāng)僅根據(jù)所附權(quán)利要求并結(jié)合以上描述和附圖來(lái)限定本文描述的系統(tǒng)和方法。
權(quán)利要求
1.一種阻變存儲(chǔ)器件，包括: 半導(dǎo)體襯底； 多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元，所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元被配置成層疊在所述半導(dǎo)體襯底上并彼此絕緣，其中，所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元每個(gè)都包括開(kāi)關(guān)晶體管和與所述開(kāi)關(guān)晶體管電連接的阻變器件層； 公共源極線，所述公共源極線與層疊的所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元電連接； 位線，所述位線與層疊的所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元電連接并與所述公共源極線絕緣。
2.如權(quán)利要求1所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述開(kāi)關(guān)晶體管包括: 有源層，所述有源層具有線形狀并且形成在所述半導(dǎo)體襯底上； 柵電極，所述柵電極被形成為與所述有源層的表面交叉；以及 源極區(qū)和漏極區(qū)，所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)被分別形成在所述柵電極的相對(duì)側(cè)的有源層中。
3.如權(quán)利要求2所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述柵電極被形成為具有沿與所述有源層交叉的方向延伸的線結(jié) 構(gòu)，并且包圍所述有源層的上表面和至少一個(gè)側(cè)表面。
4.如權(quán)利要求2所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述阻變器件層被形成為與所述開(kāi)關(guān)晶體管的漏極區(qū)的一側(cè)接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述位線被形成為與所述阻變器件層電連接。
6.如權(quán)利要求4所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述位線被形成為平行于所述半導(dǎo)體襯底的表面， 所述阻變存儲(chǔ)器件還包括位線接觸單元，所述位線接觸單元被配置成將所述阻變器件層與所述位線電連接，并垂直于所述半導(dǎo)體襯底的表面而延伸。
7.如權(quán)利要求2所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述阻變器件層被形成在所述源極區(qū)與所述公共源極線之間。
8.如權(quán)利要求2所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述公共源極線被形成為垂直于所述半導(dǎo)體襯底的表面而延伸，并與層疊的所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元的開(kāi)關(guān)晶體管的源極區(qū)接觸。
9.如權(quán)利要求2所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述公共源極線被形成為平行于所述半導(dǎo)體襯底的表面， 所述阻變存儲(chǔ)器件還包括導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞垂直于所述半導(dǎo)體襯底的表面而延伸并將所述阻變器件層與所述公共源極線連接。
10.如權(quán)利要求1所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述阻變器件層包括鐠鈣錳氧化物層、硫族化物層、磁性層、磁化開(kāi)關(guān)器件層以及聚合物層中的任何一個(gè)。
11.如權(quán)利要求2所述的阻變存儲(chǔ)器件，還包括形成在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)的表面上的硅化物層。
12.如權(quán)利要求2所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述阻變器件層包括相變材料， 所述阻變存儲(chǔ)器件還包括形成在所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元中的每個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元中的開(kāi)關(guān)晶體管的漏極區(qū)與阻變器件層之間的加熱電極。
13.如權(quán)利要求12所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述阻變器件層被形成為插塞形狀以與和層疊的所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元的開(kāi)關(guān)晶體管連接的所述加熱電極接觸。
14.如權(quán)利要求13所述的阻變存儲(chǔ)器件，還包括上電極，所述上電極被所述阻變器件層包圍并被布置成與所述位線電連接。
15.如權(quán)利要求12所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述加熱電極被形成為具有比所述漏極區(qū)的深度小的厚度。
16.一種阻變存儲(chǔ)器件，包括: 半導(dǎo)體襯底； 一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元，所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元形成在所述半導(dǎo)體襯底上； 第一層間絕緣層，所述第一層間絕緣層形成在所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元上； 一對(duì)第二阻變存儲(chǔ)器單元，所述一對(duì)第二阻變存儲(chǔ)器單元被形成在所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元的上方位置處的所述第一層間絕緣層上； 公共源極線，所述公共源極線與所述第一阻變存儲(chǔ)器單元和所述第二阻變存儲(chǔ)器單元電連接；以及 位線，所述位線與所述第一阻變存儲(chǔ)器單元和所述第二阻變存儲(chǔ)器單元電連接， 其中，所述第一阻變存儲(chǔ)器單元和所述第二阻變存儲(chǔ)器單元每個(gè)都包括開(kāi)關(guān)晶體管和與所述開(kāi)關(guān)晶體管連接的阻變器件層。
17.如權(quán)利要求16所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，在所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元和所述一對(duì)第二阻變存儲(chǔ)器單元中，每個(gè)阻變器件層被形成為與每個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管的漏極側(cè)接觸。
18.如權(quán)利要求17所述的阻變存儲(chǔ)器件，還包括穿通在所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元之間和所述一對(duì)第二阻變存儲(chǔ)器單元之間的位線接觸單元， 其中，所述位線接觸單元與所述開(kāi)關(guān)晶體管的阻變器件層和所述位線連接。
19.如權(quán)利要求18所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元和所述一對(duì)第二阻變存儲(chǔ)器單元相對(duì)于所述位線接觸單元對(duì)稱布置。
20.如權(quán)利要求17所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述公共源極線被形成為垂直于所述半導(dǎo)體襯底的表面以與層疊的所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元和所述一對(duì)第二阻變存儲(chǔ)器單元的開(kāi)關(guān)晶體管的源極區(qū)接觸。
21.如權(quán)利要求16所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述阻變器件層每個(gè)都被形成為將所述開(kāi)關(guān)晶體管中的相應(yīng)的一個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管的源極區(qū)與所述公共源極線電連接。
22.如權(quán)利要求16所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述公共源極線被形成為平行于所述半導(dǎo)體襯底的表面， 所述阻變存儲(chǔ)器件還包括導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞被配置成穿通在所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元之間和所述一對(duì)第二阻變存儲(chǔ)器單元之間，并將所述開(kāi)關(guān)晶體管的漏極區(qū)與所述公共源極線電連接。
23.如權(quán)利要求22所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元和所述一對(duì)第二阻變存儲(chǔ)器單元相對(duì)于所述導(dǎo)電插塞對(duì)稱布置。
24.如權(quán)利要求16所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述阻變器件層包括相變材料， 所述阻變器件層被形成為插塞形狀，并且穿通在所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元之間和所述一對(duì)第二阻變存儲(chǔ)器單元之間。
25.如權(quán)利要求24所述的阻變存儲(chǔ)器件，其中，所述一對(duì)第一阻變存儲(chǔ)器單元和所述一對(duì)第二阻變存儲(chǔ)器單元相對(duì)于所述阻變器件層對(duì)稱布置， 所述阻變存儲(chǔ)器件還包括形成在每個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管的漏極區(qū)與阻變器件層之間的加熱電極。
26.如權(quán)利要求24所述的阻變存儲(chǔ)器件，還包括上電極，所述上電極被所述阻變器件層包圍以與所述位線接觸。
27.一種制造阻變存儲(chǔ)器件的方法，包括以下步驟: 在半導(dǎo)體襯底上形成第一有源層； 在所述第一有源層中 形成第一開(kāi)關(guān)晶體管和阻變器件層； 在包括所述第一有源層的結(jié)構(gòu)上形成第一層間絕緣層； 在所述第一層間絕緣層上形成第二有源層； 在所述第二有源層中形成第二開(kāi)關(guān)晶體管和阻變器件層； 形成與所述第一開(kāi)關(guān)晶體管和所述第二開(kāi)關(guān)晶體管的源極區(qū)接觸的公共源極線； 在包括所述公共源極線的結(jié)構(gòu)上形成第二層間絕緣層； 形成與所述阻變器件層接觸的位線接觸單元；以及 在所述第二層間絕緣層上形成與所述位線接觸單元連接的位線。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種阻變存儲(chǔ)器件及其制造方法，其能提高集成密度。所述阻變存儲(chǔ)器件包括半導(dǎo)體襯底；多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元，所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元被配置成層疊在半導(dǎo)體襯底上且彼此絕緣，其中所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元每個(gè)都包括開(kāi)關(guān)晶體管和與開(kāi)關(guān)晶體管電連接的阻變器件層；公共源極線，所述公共源極線與層疊的所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元電連接；以及位線，所述位線與層疊的所述多個(gè)阻變存儲(chǔ)器單元電連接并與公共源極線絕緣。
文檔編號(hào)H01L27/24GK103165662SQ20121027424
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者樸南均, 崔康植 申請(qǐng)人:愛(ài)思開(kāi)海力士有限公司