存储器件制造技术

技术编号:21144528 阅读:29 留言:0更新日期:2019-05-18 06:10
一种存储器件包括:第一导电线,沿着第一方向在衬底上延伸;第二导电线,沿着与第一方向交叉的第二方向在第一导电线上延伸;以及存储单元结构,在第一导电线和第二导电线之间的交叉点处并且连接到第一导电线和第二导电线,每个存储单元结构包括第一电极层、第二电极层以及在第一电极层和第二电极层之间的电阻存储层。每个电阻存储层的第一侧壁是倾斜的并具有在远离衬底的方向上减小的水平宽度,并且每个电阻存储层的与第一侧壁相邻的第二侧壁是倾斜的并具有在远离衬底的方向上增大的水平宽度。

【技术实现步骤摘要】
存储器件
本专利技术构思总地涉及一种存储器件,更具体地,涉及具有交叉点阵列结构的存储器件。
技术介绍
随着电子产品的小型化,对半导体器件的高集成的需求不断增长。作为下一代非易失性存储器件,在一些电子产品中已经使用通过改变电阻存储层的电阻来存储数据的存储器件。此外,由于存在对存储器件的提高的集成和按比例缩小的持续需求,所以在一些电子产品中也已经使用具有交叉点堆叠结构的存储器件,在交叉点堆叠结构中存储单元提供在彼此交叉的两个电极之间的交叉点处。
技术实现思路
本专利技术构思的一些实施方式可以提供具有交叉点堆叠结构的存储器件,其可以通过用于提高可靠性的简化工艺来实现。根据本专利技术构思的一方面,提供一种存储器件,该存储器件包括:第一导电线,沿着第一方向在衬底上延伸;第二导电线,沿着与第一方向交叉的第二方向在第一导电线上延伸;以及存储单元结构,在第一导电线和第二导电线之间的交叉处并且连接到第一导电线和第二导电线,每个存储单元结构包括第一电极层、第二电极层以及在第一电极层和第二电极层之间的电阻存储层,其中每个电阻存储层的第一侧壁是倾斜的并具有在远离衬底的方向上减小的水平宽度,并且其中电阻存储层的与第一侧壁相邻的第二侧壁是倾斜的并具有在远离衬底的方向上增大的水平宽度。根据本专利技术构思的另一方面,提供一种存储器件,该存储器件包括:第一导电线,沿着第一方向在衬底上延伸;一对第二导电线,沿着与第一方向交叉的第二方向在第一导电线上延伸;一对存储单元结构,在第一导电线和所述一对第二导电线之间的交叉点处;所述一对存储单元结构中的第一个包括第一电阻存储层;所述一对存储单元结构中的第二个包括第二电阻存储层;以及第一电极层,由所述一对存储单元结构共用并完全覆盖第一电阻存储层的底表面和第二电阻存储层的底表面。根据本专利技术构思的另一方面,提供一种存储器件,该存储器件包括:第一导电线,沿着第一方向在衬底上延伸;第二导电线,沿着与第一方向交叉的第二方向在第一导电线上延伸;第三导电线,沿着第一方向在第二导电线上延伸;以及存储单元结构和选择器件结构,分别包括电阻存储层和选择器件层,在第一导电线和第二导电线之间的交叉点处以及在第二导电线和第三导电线之间的交叉点处并彼此串联连接,其中电阻存储层的第一侧壁是其水平宽度在远离衬底的方向上增大的倾斜侧壁,并且其中选择器件层的侧壁是其水平宽度在远离衬底的方向上减小的倾斜侧壁。附图说明从以下结合附图进行的详细描述,本专利技术构思的实施方式将被更清楚地理解,附图中:图1是根据本专利技术构思的一些实施方式的存储器件的一部分的等效电路图;图2是示意性示出根据本专利技术构思的一些实施方式的存储器件的部分的平面图;图3A是根据本专利技术构思的一些实施方式的存储器件沿着图2的线A-A'、B1-B1'和B2-B2'截取的截面图,图3B是图3A的存储器件的电阻存储层的示意性透视图,图3C是包括图3A的选择器件层的选择器件结构的示意性透视图;图4、图5A和图6至图15是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的制造存储器件的方法的截面图,图5B是示出根据本专利技术构思的另一些实施方式的制造存储器件的方法的截面图,图5C是示出根据本专利技术构思的另一些实施方式的制造存储器件的方法的截面图;图16A是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的存储器件的截面图;图16B是示出根据本专利技术构思的另一些实施方式的存储器件的截面图;图16C是示出根据本专利技术构思的另一些实施方式的存储器件的截面图;以及图17至图23是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的制造存储器件的方法的截面图。具体实施方式现在将在下面参照附图更全面地描述各种示例实施方式。在整个本申请中,相同的附图标记指代相同的元件。本专利技术构思的一些实施方式源自以下认识:当加热电极用作电阻存储层的底电极时,电阻存储层与加热电极之间的接触面积可以相对小,这可能导致在电阻存储层的相对靠近加热电极的部分处发生的电阻存储层的相变。此外,当形成三维交叉点堆叠存储器件结构时,为了在制造期间的简化和/或提高集成,可以共用层间字线和/或位线。然而,层间动态电流的方向可能彼此相反。结果,由于基于电阻存储层的顶电极和底电极的不对称性的珀尔帖效应,层间操作电流可以是不对称的。本专利技术构思的一些实施方式可以提供一种半导体存储器件,其在电阻存储层的相反侧上的顶电极和底电极中具有对称结构。这可以允许由流过电阻存储层的电流产生的焦耳热引起相变而不需要加热电极。此外,可以减少或防止不对称的层间操作电流。在一些实施方式中,通过由镶嵌工艺形成电阻存储层,电阻存储层可以具有在与通过干蚀刻工艺形成的选择元件层的方向不同的方向上倾斜的侧壁。图1是根据本专利技术构思的一些实施方式的存储器件的一部分的等效电路图。参照图1,存储器件10包括沿着第一方向(X方向)延伸且沿着第二方向(Y方向)彼此间隔开的多条字线WL1和WL2以及沿着第三方向(Z方向)与所述多条字线WL1和WL2间隔开、沿着第二方向延伸并沿着第一方向彼此间隔开的多条位线BL1、BL2、BL3和BL4。存储器件10可以包括分别布置在所述多条字线WL1和WL2与所述多条位线BL1、BL2、BL3和BL4之间的交叉点处的多个存储单元MC。所述多个存储单元MC的每个可以包括用于存储信息的电阻存储层RM和用于选择存储单元的选择器件层S。电阻存储层RM可以电连接到所述多条字线WL1和WL2中的任何一条字线,选择器件层S可以电连接到所述多条位线BL1、BL2、BL3和BL4中的任何一条位线,其中电阻存储层RM可以串联连接到选择器件层S。然而,本专利技术构思的实施方式不限于此,电阻存储层RM可以连接到位线并且选择器件层S可以连接到字线。为了操作存储器件10,电压通过所述多条字线WL1和WL2以及所述多条位线BL1、BL2、BL3和BL4施加到存储单元MC的电阻存储层RM,这可以导致电流在电阻存储层RM中流动。任意存储单元MC可以通过选择字线WL1和WL2以及位线BL1、BL2、BL3和BL4来寻址,并且存储单元MC可以通过在字线WL1和WL2与位线BL1、BL2、BL3和BL4之间施加特定信号来编程。此外,通过测量流过位线BL1、BL2、BL3和BL4的电流,可以读取关于对应存储单元MC的电阻存储层的电阻值的信息,例如编程信息。图2至图3C是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的存储器件的图。图2是示意性示出根据本专利技术构思的一些实施方式的存储器件的部分的平面图。图3A是根据本专利技术构思的一些实施方式的存储器件沿着图2的线A-A'、B1-B1'和B2-B2'截取的截面图。图3B是图3A的存储器件的电阻存储层的示意性透视图。图3C是包括图3A的选择器件层的选择器件结构的示意性透视图。参照图2和图3A,存储器件100包括在第一方向(X方向)上彼此平行地延伸的多条第一导电线110以及在与第一方向相交的第二方向(Y方向)上彼此平行地延伸的多条第二导电线170。根据一些实施方式,将描述第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)彼此相互正交的示例,但是本专利技术构思的实施方式不限于此。衬底102可以包括半导体材料。衬底102可以包括从III-V族材料和IV族材料选择的至少一种材料。衬底102可以包括例如硅(Si)。在另一些实施方式中,衬底102可以包括像锗(Ge)一样的半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器件,包括:第一导电线,沿着第一方向在衬底上延伸;第二导电线,沿着与所述第一方向交叉的第二方向在所述第一导电线上延伸;以及存储单元结构,在所述第一导电线和所述第二导电线之间的交叉点处并且连接到所述第一导电线和所述第二导电线,每个所述存储单元结构包括第一电极层、第二电极层以及在所述第一电极层和第二所述电极层之间的电阻存储层,其中每个所述电阻存储层的第一侧壁是倾斜的并具有在远离所述衬底的方向上减小的水平宽度,并且其中每个所述电阻存储层的与所述第一侧壁相邻的第二侧壁是倾斜的并具有在远离所述衬底的方向上增大的水平宽度。

【技术特征摘要】
2017.11.09 KR 10-2017-01487221.一种存储器件,包括:第一导电线,沿着第一方向在衬底上延伸;第二导电线,沿着与所述第一方向交叉的第二方向在所述第一导电线上延伸;以及存储单元结构,在所述第一导电线和所述第二导电线之间的交叉点处并且连接到所述第一导电线和所述第二导电线,每个所述存储单元结构包括第一电极层、第二电极层以及在所述第一电极层和第二所述电极层之间的电阻存储层,其中每个所述电阻存储层的第一侧壁是倾斜的并具有在远离所述衬底的方向上减小的水平宽度,并且其中每个所述电阻存储层的与所述第一侧壁相邻的第二侧壁是倾斜的并具有在远离所述衬底的方向上增大的水平宽度。2.根据权利要求1所述的存储器件,其中所述第一侧壁和所述第二侧壁在不同的方向上倾斜。3.根据权利要求1所述的存储器件,其中所述第一电极层和所述第二电极层完全覆盖所述电阻存储层的底表面和顶表面。4.根据权利要求1所述的存储器件,其中所述第一侧壁与平行于所述衬底的表面的水平面之间的第一夹角是锐角,并且所述第二侧壁与所述水平面之间的第二夹角是钝角。5.根据权利要求1所述的存储器件,其中所述多个电阻存储层中的一些沿着所述第一方向间隔开,其中所述存储器件还包括:第一绝缘图案和第二绝缘图案,交替布置在所述多个电阻存储层之间。6.根据权利要求5所述的存储器件,其中一对所述电阻存储层具有插设在其间的一个第一绝缘图案,所述一对电阻存储层和所述一个第一绝缘图案在一个第一电极层上。7.根据权利要求6所述的存储器件,其中在其间插设有所述一个第一绝缘图案的所述一对电阻存储层的顶表面被彼此间隔开布置的一对所述第二电极层覆盖。8.根据权利要求6所述的存储器件,还包括接触所述电阻存储层的所述第二侧壁的第三绝缘图案,其中所述第三绝缘图案沿着所述第二方向间隔开,并且其中所述电阻存储层沿着所述第一方向间隔开。9.根据权利要求1所述的存储器件,还包括选择器件结构,所述选择器件结构在所述第一导电线和所述第二导电线之间串联连接到所述存储单元结构,并分别包括所述第二电极层、第三电极层以及在所述第二电极层和所述第三电极层之间的选择器件层,其中每个选择器件结构具有倾斜的侧壁,使得所述选择器件结构的水平横截面面积在远离所述衬底的方向上减小。10.根据权利要求9所述的存储器件,其中每个选择器件结构的侧壁与平行于所述衬底的表面的水平面之间的第三夹角是钝角。11.一种存储器件,包括:第一导电线,沿着第一方向在衬底上延伸;一对第二导电线,沿着与所述第一方向交叉的第二方向在所述第一导电线上延伸;一对存储单元结构,在所述第一导电线和所述一对第二导电线之间的交叉点处;所述一对存储单元结构中的第一个,包括第一...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋苏智朴正勋殷圣豪
申请(专利权)人:三星电子株式会社
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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