半导体器件及其制造方法技术

本申请公开了半导体器件及其制造方法。该半导体器件包括：堆叠结构，其包括彼此交替堆叠的第一电极和绝缘层；第二电极，其穿过堆叠结构；以及可变电阻图案，每个可变电阻图案被置于第二电极与第一电极中的对应的第一电极之间，其中，每个第一电极包括面向第二电极的第一侧壁，其中，每个绝缘层包括面向第二电极的第二侧壁，以及其中，每个可变电阻图案的至少一部分比第二侧壁朝向第二电极突出更多。少一部分比第二侧壁朝向第二电极突出更多。少一部分比第二侧壁朝向第二电极突出更多。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年11月23日提交的申请号为10
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2020
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0158217的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。


[0003]本公开的各个实施例总体上涉及一种电子器件，并且更具体地，涉及一种半导体器件以及制造该半导体器件的方法。

技术介绍

[0004]半导体器件的集成密度通常由单位存储单元所占据的面积来确定。近来，由于其中存储单元以单层形成在衬底上的半导体器件的集成密度的增加受到限制，所以已经提出了其中存储单元堆叠在衬底上的三维半导体器件。另外，已经开发出了各种结构和制造方法来提高半导体器件的操作可靠性。

技术实现思路

[0005]本公开的各个实施例针对具有稳定结构和改善特性的半导体器件、以及该半导体器件的制造方法。
[0006]根据一实施例，一种半导体器件可以包括：堆叠结构，其包括彼此交替堆叠的第一电极和绝缘层；第二电极，其穿过堆叠结构；以及可变电阻图案，每个可变电阻图案都被置于第二电极与第一电极中的对应的第一电极之间，其中每个第一电极包括面向第二电极的第一侧壁，其中每个绝缘层包括面向第二电极的第二侧壁，并且其中每个可变电阻图案的至少一部分比第二侧壁朝向第二电极突出更多。
[0007]根据一实施例，一种半导体器件可以包括：堆叠结构，其包括彼此交替堆叠的第一电极和绝缘层；第二电极，其穿过堆叠结构；以及可变电阻图案，每个可变电阻图案都被置于第二电极与第一电极中的对应的第一电极之间，其中每个第一电极包括面向第二电极的第一侧壁，其中每个绝缘层包括面向第二电极的第二侧壁，并且其中每个可变电阻图案接触第一侧壁和第二侧壁。
[0008]根据一实施例，一种制造半导体器件的方法可以包括：形成包括彼此交替堆叠的第一材料层和第二材料层的堆叠结构；形成穿过堆叠结构的第一开口；通过在第一材料层的侧壁上选择性地形成可变电阻材料来形成可变电阻图案，该可变电阻图案突出超过第二材料层并延伸至第一开口中；以及在第一开口中形成第一电极。
附图说明
[0009]图1A和图1B是各自示出本公开的实施例的半导体器件的结构的示图。
[0010]图2是示出根据本公开的实施例的半导体器件的结构的示图；
[0011]图3A、图3B、图3C、图3D、图3E和图3F是示出根据本公开的实施例的制造半导体器
件的方法的示图；
[0012]图4A、图4B、图4C和图4D是示出根据本公开的实施例的制造半导体器件的方法的示图；
[0013]图5A、图5B、图5C、图5D和图5E是示出根据本公开的实施例的制造半导体器件的方法的示图；
[0014]图6是示出通过根据本公开的实施例的制造半导体器件的方法形成可变电阻图案的条件的示图；
[0015]图7示出了根据本公开的实施例的实现存储器件的微处理器的配置的示例；
[0016]图8示出了根据本公开的实施例的实现存储器件的处理器的配置的示例；
[0017]图9示出了根据本公开的实施例的实现存储器件的系统的配置的示例；以及
[0018]图10示出了根据本公开的实施例的实现存储器件的存储系统的配置的示例。
具体实施方式
[0019]在本文中公开的特定结构或功能描述仅是说明性的，目的是描述根据本公开的概念的实施例。根据本公开的概念的实施例可以以各种形式实现，并且不应将其解释为限于本文中阐述的实施例。
[0020]图1A和图1B是各自示出根据本公开的实施例的半导体器件的结构的示图。
[0021]参考图1A，根据本公开的实施例的半导体器件可以包括堆叠结构ST、第二电极13和可变电阻图案14。
[0022]堆叠结构ST可以包括彼此交替堆叠的第一电极11和绝缘层12。第一电极11可以是字线的一部分，或者可以电耦接到字线。第一电极11可以包括导电材料，诸如多晶硅或金属。根据一实施例，第一电极11可以包括多晶硅、钨(W)、氮化钨(WNx)、硅化钨(WSix)、钛(Ti)、氮化钛(TiNx)、氮化钛硅(TiSiN)、氮化钛铝(TiAlN)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、氮化硅钽(TaSiN)、氮化铝钽(TaAlN)、碳(C)、碳化硅(SiC)、氮化硅碳(SiCN)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)、钴(Co)、铅(Pd)、铂(Pt)或其组合。绝缘层12可以使第一电极11彼此绝缘，并且可以包括诸如氧化物或氮化物的绝缘材料。绝缘层12可以比第一电极11朝向第二电极13突出更多。
[0023]每个第一电极11可以包括面向第二电极13的第一侧壁SW1。第一侧壁SW1可以在第二方向II上延伸。第二方向II可以是第一电极11和绝缘层12堆叠的方向。第一侧壁SW1可以在第一方向I上与第二电极13的侧壁间隔开。第一方向I可以与第二方向II相交。
[0024]每个绝缘层12可以包括面向第二电极13的第二侧壁SW2。与第二侧壁SW2相比，第一侧壁SW1可以位处于距第二电极13更远。第二侧壁SW2可以直接接触第二电极13。
[0025]第二电极13可以是位线的一部分，或者可以电耦接到位线。第二电极13可以在与每个第一电极11所延伸的第一方向I相交的特定方向(例如，第二方向II)上延伸。第二电极13可以在第二方向II上穿过堆叠结构ST。第二电极13可以包括第一部分13_P1和第二部分13_P2。第一部分13_P1可以在第二方向II上延伸。第二部分13_P2可以耦接到第一部分13_P1，并且可以在与第二方向II相交的特定方向(例如，第一方向I)上从第一部分13_P1突出。第二部分13_P2可以位处于对应于绝缘层12并且可以接触绝缘层12。第二部分13_P2可以接触第二侧壁SW2。
[0026]第二电极13可以包括导电材料，诸如多晶硅或金属。第二电极13可以包括多晶硅、钨(W)、氮化钨(WNx)、硅化钨(WSix)、钛(Ti)、氮化钛(TiNx)、氮化钛硅(TiSiN)、氮化钛铝(TiAlN)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、氮化硅钽(TaSiN)、氮化铝钽(TaAlN)、碳(C)、碳化硅(SiC)、氮化硅碳(SiCN)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)、钴(Co)、铅(Pd)、铂(Pt)或其组合。
[0027]存储单元可以位于第一电极11和第二电极13的交叉部。存储单元可以分别包括可变电阻图案14。每个可变电阻图案14可以被置于每个第一电极11与第二电极13之间。每个可变电阻图案14可以接触第一侧壁SW1和第二侧壁SW2。每个可变电阻图案14可以包围绝缘层12的拐角CN并沿着第二侧壁SW2延伸。每个可变电阻图案14可以比第二侧壁SW2朝向第二电极13突出更多。
[0028]根据一实施例，每个可变电阻图案14可以包括第一部分14_P1和第二部分14_P2。第一部分14_P1可以被置于相邻的成对的绝缘层12之间。第二部分14_P2可以耦接到第一部分14_P1，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：堆叠结构，其包括彼此交替堆叠的第一电极和绝缘层；第二电极，其穿过所述堆叠结构；以及可变电阻图案，每个所述可变电阻图案被置于所述第二电极与所述第一电极中的对应的第一电极之间，其中，每个所述第一电极包括面向所述第二电极的第一侧壁，其中，每个所述绝缘层包括面向所述第二电极的第二侧壁，以及其中，每个所述可变电阻图案的至少一部分比所述第二侧壁朝向所述第二电极突出更多。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，每个所述可变电阻图案包括第一部分和第二部分，所述第一部分置于相邻的成对的绝缘层之间，所述第二部分延伸至所述第二电极中。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述可变电阻图案包括位于所述堆叠结构的上部部分的第一可变电阻图案和位于所述堆叠结构的下部部分的第二可变电阻图案，以及其中，所述第一可变电阻图案的第二部分比所述第二可变电阻图案的第二部分朝向所述第二电极突出更多。4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述第一侧壁与所述第二侧壁相比距所述第二电极的侧壁更远。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，每个所述可变电阻图案包括第一部分和第二部分，所述第一部分被置于所述第二电极与所述对应的第一电极之间，所述第二部分被置于所述第二电极与所述绝缘层中的对应的绝缘层之间，以及其中，所述第一部分和所述第二部分延伸至所述第二电极中。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述第一侧壁与所述第二侧壁实质对齐。7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述可变电阻图案在所述第一电极和所述绝缘层被堆叠的方向上彼此间隔开。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，每个所述可变电阻图案包括与所述第一侧壁接触的第三侧壁和与所述第二电极接触的第四侧壁，以及其中，所述第四侧壁包括弯曲表面。9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二电极包括：第一部分，其在所述第一电极和所述绝缘层被堆叠的方向上延伸；以及从所述第一部分突出的第二部分，每个所述第二部分被设置在相邻的成对的可变电阻图案之间。10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，每个所述第二部分接触所述绝缘层中的对应的绝缘层。11.根据权利要求9所述的半导体器件，其中，所述第二部分中的至少一个第二部分包括气隙。12.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，每个所述可变电阻图案包括在编程操作被执行时保持非晶态的硫族化物。
13.一种半导体器件，包括：堆叠结构，其包括彼此交替堆叠的第一电极和绝缘层；第二电极，其穿过所述堆叠结构；以及可变电阻图案，每个所述可变电阻图案被置于所述第二电极与所述第一电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：金亨根，安俊九，林俊英，赵性来，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：