可变电阻存储器装置及其制造方法制造方法及图纸

公开了可变电阻存储器装置及其制造方法。所述可变电阻存储器装置可以包括：多个存储器单元，均包括可变电阻图案和开关图案；多条导线，存储器单元连接到所述多条导线；底电极，将导线中的至少一条连接到可变电阻图案；以及间隔件图案，形成在底电极上以与可变电阻图案接触。间隔件图案包括掺杂有杂质的介电材料。

【技术实现步骤摘要】
可变电阻存储器装置及其制造方法本申请要求于2019年1月8日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0002372号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
专利技术构思的示例实施例涉及一种半导体存储器及其制造方法，更具体地讲，涉及一种可变电阻存储器装置及其制造方法。
技术介绍
根据对于具有高电容和低功耗的存储器装置的需求，正在对非易失性并且不需要刷新操作的下一代存储器进行研究。下一代存储器装置需要具有DRAM(动态随机存取存储器)的高集成特性、快闪存储器的非易失性特性和/或SRAM(静态RAM)的高速。近来正在开发下一代半导体存储器装置(例如，铁电随机存取存储器(FRAM)、磁随机存取存储器(MRAM)和相变随机存取存储器(PRAM))以满足半导体存储器装置的高性能和低功耗的趋势。下一代半导体存储器装置由具有其电阻根据被施加的电流或电压而变得不同并且即使在电流或电压供应被中断时也保持其电阻的特性的材料形成。
技术实现思路
专利技术构思的示例实施例提供了一种可变电阻存储器装置及其制造方法，所述方法能够改善可变电阻存储器装置的电学特性并且实现工艺简化。专利技术构思的目的不限于以上提及的内容，并且本领域技术人员通过以下描述将清楚地理解以上未提及的其他目的。根据示例实施例，提供了一种可变电阻存储器装置，所述可变电阻存储器装置可以包括：多个存储器单元，均包括可变电阻图案和开关图案；多条导线，存储器单元连接到所述多条导线；底电极，将所述多条导线中的至少一条连接到可变电阻图案；以及间隔件图案，形成在底电极上以与可变电阻图案接触。间隔件图案可以包括掺杂有杂质的介电材料。根据示例实施例，提供了一种可变电阻存储器装置，所述可变电阻存储器装置可以包括：第一导线，在第一方向上延伸；模制介电图案，形成在第一导线上；第二导线，形成在模制介电图案上并且在与第一方向不同的第二方向上延伸；底电极，形成在模制介电图案中，底电极包括连接到第一导线的底部部分和从底部部分垂直突出的侧壁部分；掩埋介电图案，覆盖底电极的底部部分和侧壁部分；间隔件图案，形成在掩埋介电图案和底电极之间，间隔件图案包括掺杂有杂质的介电材料；以及可变电阻图案，形成在底电极和第二导线之间，可变电阻图案与底电极的侧壁部分接触。根据示例实施例，提供了一种制造可变电阻存储器装置的方法，所述方法可以包括：在基底上形成在第一方向上延伸的第一导线；在覆盖第一导线的模制介电层中形成沟槽；在沟槽中顺序地形成初始电极图案和初始间隔件图案；在形成有初始电极图案和初始间隔件图案的沟槽中形成掩模介电图案；执行第一蚀刻工艺，以使初始电极图案的顶表面和间隔件图案的顶表面凹进；对模制介电层和掩埋介电图案执行第二蚀刻工艺，以在模制介电层和掩埋介电图案之间形成扩大的凹进区域；以及在扩大的凹进区域中形成可变电阻图案。附图说明图1示出了示出根据示例实施例的可变电阻存储器装置的概念图。图2示出了示出根据示例实施例的可变电阻存储器装置的单元阵列块的简化电路图。图3示出了示出单个存储器单元堆叠件的透视图。图4示出了示出根据示例实施例的可变电阻存储器装置的平面图。图5示出了沿图4的线I-I'、线II-II'和线III-III'截取的剖视图，示出了根据示例实施例的可变电阻存储器装置。图6A、图6B和图6C示出了示出图5的部分A的放大图。图7示出了沿图4的线I-I'、线II-II'和线III-III'截取的剖视图，示出了根据示例实施例的可变电阻存储器装置。图8示出了示出的图7的部分B的放大图。图9示出了示出根据示例实施例的制造可变电阻存储器装置的方法的流程图。图10A、图11A和图12A示出了示出根据示例实施例的制造可变电阻存储器装置的方法的平面图。图10B、图11B和图12B示出了沿图10A、图11A和图12A的线I-I'、线II-II'和线III-III'截取的剖视图，示出了根据示例实施例的制造可变电阻存储器装置的方法。图13、图15和图17示出了示出根据示例实施例的制造可变电阻存储器装置的方法的剖视图。图14示出了示出图13的部分C的放大图。图16示出了示出图15的部分D的放大图。具体实施方式现在将在下面结合附图详细描述根据示例实施例的可变电阻存储器装置及其制造方法。图1示出了示出根据示例实施例的可变电阻存储器装置的概念图。参照图1，根据示例实施例的可变电阻存储器装置可以包括顺序地堆叠在基底100上的多个存储器单元堆叠件MCA。多个存储器单元堆叠件MCA中的每个可以包括二维布置的多个可变电阻存储器单元。可变电阻存储器装置可以包括设置在多个存储器单元堆叠件MCA之间以写入、读取和擦除存储器单元的多条导线。图1示出了5个存储器单元堆叠件MCA，但是专利技术构思不限于此。图2示出了示出根据示例实施例的可变电阻存储器装置的单元阵列块的简化电路图。参照图2，第一存储器单元堆叠件MCA1至第四存储器单元堆叠件MCA4可以沿第三方向D3堆叠在沿彼此相交的第一方向D1和第二方向D2延伸的平面上。第一存储器单元堆叠件MCA1至第四存储器单元堆叠件MCA4中的每个可以包括第一导线CL1、第二导线CL2以及在第一导线CL1和第二导线CL2的对应相交处的存储器单元MC。例如，在第一存储器单元堆叠件MCA1至第四存储器单元堆叠件MCA4中，存储器单元MC可以沿第一方向D1和第二方向D2二维地布置。在第三方向D3上相邻的存储器单元MC可以共用设置在其间的第一导线CL1或第二导线CL2。图3示出了示出单个存储器单元堆叠件的透视图。参照图3，存储器单元MC可以设置在第一导线CL1和第二导线CL2的对应相交处。存储器单元MC中的每个可以包括开关元件SW和可变电阻结构VR。存储器单元MC可以沿第一方向D1和第二方向D2彼此分隔开。可变电阻结构VR可以相应地设置在第一导线CL1和第二导线CL2的相交处，并且开关元件SW可以相应地设置在可变电阻结构VR和第二导线CL2之间。尽管图3示出了开关元件SW设置在可变电阻结构VR和第二导线CL2之间，但是开关元件SW可以设置在可变电阻结构VR和第一导线CL1之间。图4示出了示出根据示例实施例的可变电阻存储器装置的平面图。图5示出了沿图4的线I-I'、线II-II'和线III-III'截取的剖视图，示出了根据示例实施例的可变电阻存储器装置。图6A、图6B和图6C示出了示出根据示例实施例的图5的部分A的放大图。参照图4和图5，在基底100上设置有第一导线CL1。下层间介电层110在基底100上围绕第一导线CL1。基底100可以是由硅、锗和硅-锗中的一种或更多种形成的半导体基底。基底100可以是体硅基底、绝缘体上硅(SOI)基底、锗基底、绝缘体上锗(GOI)基底、硅-锗基底或者通过执行选择性外延生长(SEG)获得的外延层基底。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变电阻存储器装置，所述可变电阻存储器装置包括：/n多个存储器单元，均包括可变电阻图案和开关图案；/n多条导线，存储器单元连接到所述多条导线；/n底电极，将所述多条导线中的至少一条连接到可变电阻图案；以及/n间隔件图案，形成在底电极上以与可变电阻图案接触，/n其中，间隔件图案包括掺杂有杂质的介电材料。/n

【技术特征摘要】
20190108 KR 10-2019-00023721.一种可变电阻存储器装置，所述可变电阻存储器装置包括：
多个存储器单元，均包括可变电阻图案和开关图案；
多条导线，存储器单元连接到所述多条导线；
底电极，将所述多条导线中的至少一条连接到可变电阻图案；以及
间隔件图案，形成在底电极上以与可变电阻图案接触，
其中，间隔件图案包括掺杂有杂质的介电材料。


2.根据权利要求1所述的可变电阻存储器装置，其中，掺杂在介电材料中的杂质包括金属元素。


3.根据权利要求1所述的可变电阻存储器装置，其中，间隔件图案和底电极包括相同的金属元素。


4.根据权利要求3所述的可变电阻存储器装置，其中，间隔件图案中的金属元素的浓度小于底电极中的金属元素的浓度。


5.根据权利要求1所述的可变电阻存储器装置，其中，间隔件图案包括硅元素、金属元素和氧元素。


6.根据权利要求1所述的可变电阻存储器装置，其中，掺杂在间隔件图案的介电材料中的杂质包括锗、锡、钨、钛、钽、铝、锆、铪、镍和钴中的一种或更多种。


7.根据权利要求1所述的可变电阻存储器装置，所述可变电阻存储器装置还包括模制结构，底电极和间隔件图案形成在模制结构中，模制结构包括与间隔件图案的介电材料不同的介电材料。


8.根据权利要求1所述的可变电阻存储器装置，其中，所述介电材料为掺杂有包括下述物质的杂质的氧化硅：锗、锡、钨、钛、钽、铝、锆、铪、镍和钴中的一种或更多种。


9.一种可变电阻存储器装置，所述可变电阻存储器装置包括：
第一导线，在第一方向上延伸；
模制介电图案，形成在第一导线上；
第二导线，形成在模制介电图案上并且在与第一方向不同的第二方向上延伸；
底电极，形成在模制介电图案中，底电极包括连接到第一导线的底部部分和从底部部分垂直突出的侧壁部分；
掩埋介电图案，覆盖底电极的底部部分和侧壁部分；
间隔件图案，形成在掩埋介电图案和底电极之间，间隔件图案包括掺杂有杂质的介电材料；以及
可变电阻图案，形成在底电极和第二导线之间，可变电阻图案与底电极的侧壁部分接触。


10.根据权利要求9所述的可变电阻存储器装置，其中，掺杂在间隔件图案的介电材料中的杂质包括第一金属元素。


11.根据权利要求10所述的可变电阻存储器装置，其中，底电极包括导电材料，所述导电材料包括与第一金属元素相同的第二金属元素。


12.根据权利要求9所述的可变电阻存储器装置，其中，间隔件图案包括硅元素、金属元素和氧元素。


13.根据权利要求9所述的可变电阻存储器装置，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：裵炳珠，李德喜，
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