在存储器单元与导电存取线之间包括无源材料的半导体装置，及相关电子装置制造方法及图纸

本申请针对于在存储器单元与导电存取线之间包含无源材料的半导体装置，及相关电子装置。本发明专利技术提供一种半导体装置，其包含：第一导线，其在第一方向上延伸；第二导线，其在第二方向上延伸；存储器单元，其安置于所述第一导线与所述第二导线之间，每一存储器单元安置于第一导线与第二导线的交点处；以及无源材料，其在所述存储器单元与所述第一导线和所述第二导线中的至少一个之间。公开相关半导体装置和电子装置。

Semiconductor devices including passive materials and related electronic devices between memory units and conductive access lines

The present application is directed at semiconductor devices containing passive materials and related electronic devices between memory units and conductive access lines. The invention provides a semiconductor device, which comprises: a first conductor extending in the first direction; a second conductor extending in the second direction; a memory unit arranged between the first conductor and the second conductor, each memory unit arranged at the intersection of the first conductor and the second conductor; and a passive material, which is described in the memory unit and the second conductor. Between the first wire and at least one of the second wires. Disclosure of related semiconductor devices and electronic devices.

【技术实现步骤摘要】
在存储器单元与导电存取线之间包括无源材料的半导体装置，及相关电子装置优先权要求本申请案要求2017年7月26日提交的美国专利申请案第15/660,491号“在存储器单元与导电存取线之间包括无源材料的半导体装置，及相关电子装置(SEMICONDUCTORDEVICESINCLUDINGAPASSIVEMATERIALBETWEENMEMORYCELLSANDCONDUCTIVEACCESSLINES,ANDRELATEDELECTRONICDEVICES)”的申请日的权益。
本文中所公开的实施例涉及一种半导体装置，其包括在导电存取线与存储器单元之间的一或多种无源材料，所述存储器单元与半导体装置相关联。更确切地说，本公开的实施例涉及一种半导体装置，其包括存储器单元的阵列和安置于存储器单元与至少一个导线之间的至少一种无源材料，所述至少一个导线与存储器单元电连通；且涉及包含这类半导体装置的相关电子系统。
技术介绍
包含存储器单元的阵列的半导体装置可包含位于导电存取线之间(如导电字线与导电位线之间)的交点处的存储器单元。举例来说，三维(3D)交叉点存储器装置可包含多个存储器单元，所述多个存储器单元布置成阵列且包含可以行和列的模式布置的多个存取线行和多个存取线列。在半导体装置的操作期间，可将数据写入到存储器单元且从存储器单元读取数据。特定存储器单元可通过与特定存储器单元直接电连通的导电存取线来存取。随着对较高密度存储器单元阵列的需求增大，存储器阵列中的个别单元的大小可缩小，存储器阵列可包含较多存储器单元，或这两方面。随着阵列中的存储器单元的数目增大，与每一存取线(例如，与每一导电字线和每一导电位线)电连通的存储器单元的数目增大。然而，随着与存取线电连通的存储器单元的数目增大，用于存取特定存储器单元的存取线的电容增大。当在编程期间(例如，在写入操作期间)和/或读取操作期间为存取线充电时，电荷可积聚在存取线上。电荷可与沿整个存取线的存储器单元的数目成比例。在选择存储器单元后，半导体装置可呈现所谓的“突返(snapback)”效应，其中所选存储器单元两端的电压快速减小。突返效应可伴有流过存取的存储器单元的放电电流。然而，如果放电电流过高，那么可损坏存储器单元且可不利地影响半导体装置的性能。借助于非限制性实例，通过存储器单元的放电电流过高可干扰用于读取操作的所选存储器单元的编程状态，可在与半导体装置相关联的存储器单元的循环期间改变阈值电压，且可导致阵列中的不同存储器单元的阈值电压不同。
技术实现思路
本申请的一个方面针对于一种半导体装置。在一个实施例中，半导体装置包括：第一导线，其在第一方向上延伸；第二导线，其在不同的第二方向上延伸；存储器单元，其安置于第一导线与第二导线之间，每一存储器单元安置于第一导线与第二导线的交点处；以及无源材料，其在存储器单元中的每一个与第一导线和第二导线中的至少一个之间。本申请的另一方面针对于一种半导体装置。在一个实施例中，半导体装置包括：至少一个存储器单元，其包括存储器材料、选择器材料以及在存储器材料与选择器材料之间的电极；导电存取线，其在至少一个存储器单元的第一侧上；另一导电存取线，其在至少一个存储器单元的第二相对侧上；以及至少一种无源材料，其在至少一个存储器单元与所述导电存取线和所述另一导电存取线中的至少一个之间。本申请的又一方面针对于一种电子装置。在一个实施例中，电子装置包括：处理器；存储器阵列，其可操作地连接到处理器，存储器阵列包括各自包含选择装置和存储器材料的存储器单元；第一组导线，其在存储器单元的一侧上；第二组导线，其在存储器单元的相对侧上；无源材料，其在存储器单元与第一组导线和第二组导线中的至少一者之间；以及电源，其与处理器可操作地连通。附图说明图1是根据本公开的实施例的包括安置于第一导线与第二导线之间的存储器单元的半导体装置的简化横截面图；图2是根据本公开的其它实施例的包括安置于第一导线与第二导线之间的存储器单元的半导体装置的简化横截面图；图3是根据本公开的又其它实施例的包括安置于第一导线与第二导线之间的存储器单元的半导体装置的简化横截面图；图4是根据本公开的一或多个实施例的所实施系统的简化框图；图5是根据本公开的实施例的包含多个存储器单元以及存储器单元与导电存取线之间的无源材料的存储器单元阵列的透视图；以及图6是与不包含氮化硅钨材料的存储器单元相比根据本公开的实施例的包含氮化硅钨材料的存储器单元的读取干扰的图形表示。具体实施方式在此包含的说明不意味任何特定系统、半导体结构或半导体装置的实际视图，但仅是用于描述本文中的实施例的理想化表示。图式之间共用的元件和特征可保留相同的指定数字，但为易于遵循描述，大部分地，参考标号以在其上引入或最充分地描述元件的附图的编号开始。以下描述提供特定细节，如材料类型、材料厚度和处理条件，以便提供对本文中所描述的实施例的充分描述。然而，本领域的普通技术人员将理解，可在不采用这些特定细节的情况下实践本文中所公开的实施例。实际上，可与半导体行业中采用的常规制造技术结合来实践实施例。另外，本文中提供的描述并不形成半导体装置、存储器单元或存储器单元的阵列的完全描述，或用于制造半导体装置、存储器单元或存储器单元的阵列的过程流程的完全描述。下文描述的结构并不形成完全的半导体装置、存储器单元或存储器单元的阵列。下文仅详细地描述理解本文中所描述的实施例所必须的那些过程动作和结构。可通过常规技术执行形成完全半导体装置、存储器单元或存储器单元的阵列的其它动作。如本文中所使用，术语“无源”材料意味着包含当暴露大于阈值电压的电压时呈现导电特性且当暴露小于阈值电压的电压时呈现电绝缘特性的材料。当暴露大于阈值电压的电压时，无源材料可传输泄漏电流或呈现隧穿特性。在一些实施例中，无源材料可响应于暴露于电场改变而呈现非线性阻力，所述无源材料暴露于所述电场。换句话说，无源材料可响应于无源材料暴露于其的电场的线性改变而呈现阻力的非线性改变。根据本文中所公开的实施例，半导体装置包含位于在本文中通常可称为“导电存取线”或“导线”的导线之间(如导电存取线(例如，字线)与导电数据线(例如，位线、数字线等)之间)的交点处的一或多个存储器单元。借助于非限制性实例，3D交叉点存储器半导体装置可包含多个存储器单元，每一存储器单元位于导线之间的交点处。每一存储器单元可包含存储器材料(例如，相变材料、电阻式材料、铁电材料、电荷存储材料等)且可进一步包含开关(例如，二极管、双向阈值开关、阈值开关材料、双极结晶体管等)。半导体装置可包含在导线中的一或多个与一或多个存储器单元之间的至少一种无源材料，所述一或多个存储器单元与导线相关联。在一些实施例中，无源材料可经配制，且配置成在半导体装置的使用和操作期间保护存储器单元免于暴露于大的放电电流，同时允许用于存储器单元的操作的充足电导率。在一些实施例中，无源材料可包含响应于暴露于预定电压而呈现隧穿特征的材料。在一些实施例中，无源材料可包括氧化铝(aluminumoxide)(Al2O3)，其也可称为“氧化铝(alumina)”。无源材料可大体上减少由单元选择期间放电电流的大的尖峰所导致的所谓的“突返”效应。包含无源材料的半导体装置可呈现改进的装置性能，包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其包括：第一导线，其在第一方向上延伸；第二导线，其在不同的第二方向上延伸；存储器单元，其安置于所述第一导线与所述第二导线之间，每一存储器单元安置于第一导线与第二导线的交点处；以及无源材料，其在所述存储器单元中的每一个与所述第一导线和所述第二导线中的至少一个之间。

【技术特征摘要】
2017.07.26 US 15/660,4911.一种半导体装置，其包括：第一导线，其在第一方向上延伸；第二导线，其在不同的第二方向上延伸；存储器单元，其安置于所述第一导线与所述第二导线之间，每一存储器单元安置于第一导线与第二导线的交点处；以及无源材料，其在所述存储器单元中的每一个与所述第一导线和所述第二导线中的至少一个之间。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述无源材料选自由以下组成的群组：氧化铝、氮化硅钨、氮化硅钛、金属氮化物、氮化硅、金属硅化物以及其组合。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述存储器单元中的每一个与所述第一导线和所述第二导线中的至少一个之间的所述无源材料包括：所述存储器单元与所述第一导线之间的无源材料；以及所述存储器单元与所述第二导线之间的另一无源材料。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述无源材料包括氧化铝。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述无源材料的厚度介于约0.5nm与约10nm之间。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述无源材料与所述第一导线和所述第二导线中的所述至少一个直接接触。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述无源材料与所述存储器单元中的至少一些直接接触。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其进一步包括在所述无源材料与所述第一导线和所述第二导线中的所述至少一个之间的半金属材料。9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中所述半金属材料包括氮化硅钨WSiN。10.根据权利要求8所述的半导体装置，其中所述半金属材料包含与所述第一导线和所述第二导线中的所述至少一个相同的金属。11.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·托尔托雷利，F·佩里兹，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US