存储器与集成电路的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种存储器与集成电路的制造方法，存储器包括具有多个存储单元阶层的一三维交叉点存储器，这些存储单元阶层设置在具有交替的宽区域与窄区域的第一存取线与第二存取线的交叉点上。三维交叉点存储器的制造方法包括使用三个图案来进行图案化：一第一图案，定义存储单元；一第二图案，定义第一存取线；一第三图案，定义第二存取线。通过减少光刻步骤的数目，可减少每一存储单元阶层的平均制造成本。

Manufacturing method of memory and integrated circuit

The invention discloses a manufacturing method of memory and integrated circuit, the memory includes a three-dimensional cross point memory with a plurality of storage unit layers arranged on the cross points of the first access line and the second access line with alternating wide area and narrow area. The manufacturing method of 3D cross point memory includes three patterns for patterning: a first pattern, defining a storage unit; a second pattern, defining a first access line; a third pattern, defining a second access line. By reducing the number of lithography steps, the average manufacturing cost of each storage cell layer can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
存储器与集成电路的制造方法
本专利技术属于存储器
，涉及一种存储器与集成电路的制造方法，特别是有关于一种在三维交叉点结构(cross-pointarchitecture)中的集成电路存储器技术(integratedcircuitmemorytechnology)与制造此装置的方法，包括使用包括相变材料的可编程电阻存储器材料的技术。
技术介绍
许多使用相变材料与其他可编程电阻材料(programmableresistancematerial)的三维交叉点存储器(three-dimensional(3D)cross-pointmemory)技术已被提出。举例而言，Li等人发表于2004年9月的IEEETransactionsonDeviceandMaterialsReliability第4卷第3期的“EvaluationofSiO2Antifuseina3D-OTPMemory”，描述了如同存储单元排列的多晶硅二极管及抗熔丝(anti-fuse)。Sasago等人发表于2009年超大规模集成电路研讨会科技论文文摘(SymposiumonVLSITechnologyDigestofTechnicalPapers)第24～25页的“Cross-PointPhaseChangeMemorywith4F2CellSizeDrivenbyLow-Contact-ResistivityPoly-SiDiode”，描述了如同存储单元排列的多晶硅二极管以及相变单元。Kau等人发表于2009年国际电子元件会议(IEDM)09-617，第27.1.1～27.1.4页的“AStackableCrossPointPhaseChangeMemory”，描述一种存储器柱(memorypost)，此存储器柱包括具有相变单元而作为存取元件(accessdevice)的双向定限开关(ovonicthresholdswitch，OTS)。亦请参照美国专利案编号第6,579,760号公告日为2003年6月17日，专利技术人为Lung，所描述的“SELF-ALIGNED，PROGRAMMABLEPHASECHANGEMEMORY”。一三维交叉点存储器(3Dcross-pointmemory)中，多个存储单元垂直地上下叠层，以提升可用于储存数据的一区域中的储存容量(amountofstorage)。存储单元设置在交替排列的第一存取线(accessline)(例如位线或字线)与第二存取线(例如字线或位线)的交叉点上。然而，制造上的困难使三维交叉点存储器的成果相当有限。每一存储层存在多个关键光刻步骤(criticallithographystep)。因此，制造此装置所需的关键光刻步骤的数目乘以存储单元层(layerofmemorycells)的数目，并在一些方法中被实现。关键光刻步骤的执行是非常昂贵的。由于对于集成电路存储器中的越来越高的存储器容量的需求持续上升，需要提供一种具有低制造成本而满足数据保存需求的三维交叉点存储器的制造方法。
技术实现思路
本技术的一方面包括一种三维交叉点存储器，具有在一第一存取线层(accesslinelayer)中的一第一方向上延伸的多个第一存取线与在一第二存取线层中的一第二方向上延伸的多个第二存取线。第一存取线与第二存取线具有交替的宽区域与窄区域(alternatingwideregionsandnarrowregions)。第二存取线层中的多个第二存取线中的宽区域与第一存取线层中的多个第一存取线中的宽区域重叠在第一存取线与第二存取线之间的交叉点。一存储单元阵列(arrayofmemorycells)设置在第一存取线与第二存取线之间的交叉点上。如果必要，可有更多的存储单元阵列的阶层。存储单元阵列的每一阶层包括设置在第一方向上延伸的第一存取线与在第二方向上延伸的第二存取线的交叉点上的存储单元，其中交叉点存在于第一存取线与第二存取线的宽区域中。一些实施例中，第一存取线包括一第一导电材料，第二存取线包括一第二导电材料，第一导电材料相异于第二导电材料。存储单元包括一开关单元或例如是一双向定限开关的引导元件(steeringdevice)，串联于包括一相变材料的一可编程存储器单元(programmablememoryelement)。本技术的另一方面包括如上所述的三维交叉点存储器的一种集成电路的制造方法。此方法包括形成一第一材料叠层(stackofmaterials)，包括第一导电材料的层、可编程存储器单元的材料层(layerofmaterials)与第二导电材料的材料层。多个第一孔洞根据一第一图案而被刻蚀穿过第一叠层。可编程存储器单元的材料层被横向刻蚀穿过第一孔洞，以形成一存储单元阵列。一第一绝缘填充(insulatingfill)接着形成在第一孔洞中。通过一第二图案所定义的多个第二孔洞被刻蚀穿过第一叠层。第一导电材料的层被横向刻蚀穿过第二孔洞，以形成多个第一存取线。一第二绝缘填充形成在第二孔洞中。接着，通过一第三图案所定义的第三孔洞被刻蚀穿过第一叠层。第二导电材料的层被横向刻蚀穿过第三孔洞，以形成多个第二存取线。一些实施例中，第一图案、第二图案与第三图案包括孔洞阵列(arraysofholes)，这些孔洞具有第一方向上的长度与第二方向上的宽度。第二图案中的孔洞的宽度短于第一图案中的孔洞的宽度。一些实施例中，第三图案中的孔洞的长度短于第一图案中的孔洞的长度。第二图案与第三图案中的孔洞可以是椭圆形或类椭圆形的，类椭圆形在某种程度上具有长轴与短轴(包括矩形与其他的矩形多边形(oblongpolygon))。第二图案中的孔洞的长轴对准于第一存取线的方向，第一存取线的侧面通过第一导电材料的横向刻蚀的刻蚀周长来定义。第三图案中的孔洞的长轴对准于第二存取线的方向，第二存取线的侧面通过第二导电材料的横向刻蚀的刻蚀周长来定义。第一图案中的孔洞可以是圆形、或具有其他的形状(包括方形与其他多边形)，其具有在第一方向与第二方向上趋近相等的长度与宽度。一些实施例中，可使用三个光刻步骤来制造本文所述的三维交叉点存储器：一第一光刻步骤，定义多个孔洞以使用第一图案在三维交叉点存储器中的多阶层而通过横向刻蚀来进行存储单元的形成；一第二光刻步骤，定义多个孔洞以使用第二图案而通过横向刻蚀来进行第一存取线的形成；与一第三光刻步骤，定义多个孔洞以使用第三图案而通过横向刻蚀来进行第二存取线的形成。当在三维交叉点存储器中的存储单元层(memorycelllayer)的数目提升，光刻步骤的数目保持相同。通过减少光刻步骤的数目，可减少每一存储单元层的平均制造成本。参照的附图、具体实施方式与权利要求书，可理解本文所述的技术的其他特征、方面与优点。附图说明图1绘示具有第一存取线与第二存取线的三维交叉点存储器，第一存取线与第二存取线具有交替的宽区域与窄区域。图2绘示一存储单元范例。图3～图14C绘示制造具有第一存取线与第二存取线的三维交叉点存储器的制造流程范例的阶段，第一存取线与第二存取线具有交替的宽区域与窄区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器，其特征在于，包括：/n多个第一存取线，在一第一存取线层中的一第一方向上延伸，这些第一存取线具有交替的多个宽区域与多个窄区域；/n多个第二存取线，在一第二存取线层中的一第二方向上延伸，这些第二存取线具有交替的多个宽区域与多个窄区域，该多个第二存取线的这些第二存取线中的这些宽区域与该多个第一存取线的这些第一存取线中的这些宽区域重叠在这些第一存取线与这些第二存取线之间的多个交叉点上；以及/n一存储单元阵列，设置在这些第一存取线与这些第二存取线之间的这些交叉点上。/n

【技术特征摘要】
20180517 US 62/672,599;20181227 US 16/233,5241.一种存储器，其特征在于，包括：
多个第一存取线，在一第一存取线层中的一第一方向上延伸，这些第一存取线具有交替的多个宽区域与多个窄区域；
多个第二存取线，在一第二存取线层中的一第二方向上延伸，这些第二存取线具有交替的多个宽区域与多个窄区域，该多个第二存取线的这些第二存取线中的这些宽区域与该多个第一存取线的这些第一存取线中的这些宽区域重叠在这些第一存取线与这些第二存取线之间的多个交叉点上；以及
一存储单元阵列，设置在这些第一存取线与这些第二存取线之间的这些交叉点上。


2.根据权利要求1所述的存储器，其中该多个第一存取线包括一第一导电材料，该多个第二存取线包括一第二导电材料，该第一导电材料相异于该第二导电材料。


3.根据权利要求1所述的存储器，其中该存储单元阵列中的每一存储单元依序包括一开关单元、一势垒层与一可编程存储器单元。


4.根据权利要求3所述的存储器，其中该可编程存储器单元包括一相变材料。


5.根据权利要求1所述的存储器，包括：
多个第一存取线，在一第三存取线层中的该第一方向上延伸，该多个第一存取线具有交替的多个宽区域与多个窄区域，该第三存取线层中的该多个第一存取线的这些第一存取...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙翔澜，赖二琨，李明修，叶巧雯，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;TW