存储器器件及其形成方法、存储单元技术

本发明专利技术的实施例提供一种形成存储器器件的方法，包括：在衬底上方形成绝缘体层，其中所述绝缘体层定义第一开口；在所述第一开口内形成导通孔；在所述导通孔上方形成存储单元堆叠，其中所述存储单元堆叠包含上覆于吸气剂金属层的第一电极、上覆于所述第一电极的第一相变层以及上覆于所述第一相变层的第二电极；以及使所述存储单元堆叠图案化成存储单元，使所述顶部电极的侧壁与所述吸气剂金属层的侧壁对准。对准。对准。

【技术实现步骤摘要】
存储器器件及其形成方法、存储单元
[0001]相关分案申请
[0002]本揭露是2019年02月18日所提出的申请号为201910119439.9、专利技术名称为《相变存储器结构、存储器器件及其形成方法》的专利技术专利申请的分案申请。


[0003]本专利技术的实施例涉及一种存储器器件及其形成方法、存储单元。

技术介绍

[0004]闪速存储器是广泛使用的非易失性存储器类型。然而，预期闪速存储器会遇到缩放困难(scaling difficulties)。因此，正在研究非易失性存储器的替代类型。这些非易失性存储器的替代类型之一是相变存储器(phase change memory；PCM)。PCM是采用相变元件的相来表示数据单位的非易失性存储器的类型。PCM具有快速读取和写入时间、非破坏性读取以及高可缩放性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一些实施例提供一种形成存储器器件的方法，所述方法包括：在衬底上方形成绝缘体层，其中所述绝缘体层定义第一开口；在所述第一开口内形成导通孔；在所述导通孔上方形成存储单元堆叠，其中所述存储单元堆叠包含上覆于吸气剂金属层的第一电极、上覆于所述第一电极的第一相变层以及上覆于所述第一相变层的第二电极；以及使所述存储单元堆叠图案化成存储单元，使所述顶部电极的侧壁与所述吸气剂金属层的侧壁对准。
[0006]此外，本专利技术的其他实施例提供一种存储单元，其特征在于，包括：底部电极，位于衬底上方；数据存储结构，位于所述底部电极上方；顶部电极，上覆于所述数据存储结构，其中所述顶部电极的侧壁与所述底部电极的侧壁对准；以及吸气剂层，邻接所述底部电极。
[0007]另外，本专利技术的其他实施例提供一种存储器器件，其特征在于，包括：通孔，位于衬底上方；第一存储单元，位于所述通孔上方，其中所述第一存储单元包括顶部电极，底部电极，以及位于所述顶部电极与所述底部电极之间的数据存储结构，其中所述顶部电极的侧壁，所述底部电极的侧壁，以及所述数据存储结构的侧壁对准；以及吸气剂层，位于所述第一存储单元与所述通孔之间，其中所述吸气剂层与所述底部电极接触。
[0008]另外，本专利技术的其他实施例提供一种形成存储器器件的方法，其特征在于，所述方法包括：将存储单元堆叠沉积在衬底上，其中所述存储单元堆叠包括第一电极，邻接所述第一电极的吸气剂层，上覆于所述第一电极的数据存储层，以及上覆于所述数据存储层的第二电极；以及对所述存储单元堆叠执行第一图案化工艺以定义第一存储单元，使所述第二电极的侧壁与所述数据存储层的侧壁对准。
附图说明
[0009]结合附图阅读以下具体实施方式会最好地理解本公开的方面。注意，根据业界中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，为了论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
[0010]图1A示出包含相变元件(phase change element；PCE)和吸气剂金属层的存储器器件的一些实施例的横截面视图。
[0011]图1B到图1E示出图1A的存储器器件的各种替代性实施例的横截面视图。
[0012]图1F示出其中存储器器件包括存取晶体管的图1A的存储器器件的一些替代性实施例的示意图。
[0013]图2A示出图1F的存储器器件的一些替代性实施例的横截面视图。
[0014]图2B示出如由图2A中的切割线指示的图2A的存储器器件的一些实施例的顶视图。
[0015]图3A和图3B示出包含选择器和存储单元的图1A的存储器器件的各种替代性实施例的横截面视图。
[0016]图4示出包括具有带有吸气剂金属层的多个单选择器单存储单元(one
‑
selector one
‑
memory cell；1S1MC)堆叠的存储器器件的集成芯片(integrated chip；IC)的一些实施例的横截面视图。
[0017]图5到图11示出形成存储器器件的方法的一些实施例的横截面视图。
[0018]图12示出图5到图11的方法的一些实施例的流程图。
[0019]图13、图14、图15、图16A以及图16B示出形成包含选择器和PCE的存储器器件的方法的一些实施例的横截面视图。
[0020]图17示出形成图13、图14、图15、图16A以及图16B的方法的方法的一些实施例的流程图。
[0021]附图标号说明
[0022]100a、100b、100c、100d、100e、200a、300a、300b、500、600、700、800、900、1000、1100、1300、1400、1500、1600a、1600b：横截面视图；
[0023]100f：示意图；
[0024]101：第一金属间介电层；
[0025]102：相变存储器结构；
[0026]104：存取晶体管；
[0027]106：介电层；
[0028]106a：释气；
[0029]107：第一金属丝；
[0030]108：吸气剂层；
[0031]109：底部电极通孔；
[0032]110：第一电极；
[0033]112：相变元件；
[0034]114：第二电极；
[0035]120：第二金属丝；
[0036]122：第一导通孔；
[0037]124：第二金属间介电层；
[0038]204、407：内连线结构；
[0039]206：衬底；
[0040]208：浅沟槽隔离区；
[0041]216、421：栅极电极；
[0042]220、420：栅极介电质；
[0043]222：存取侧壁间隔物；
[0044]224、424：源极/漏极区；
[0045]226、412：层间介电层；
[0046]227、228、230、418：金属间介电层；
[0047]232、234、236：金属化层；
[0048]238、240、242：金属线；
[0049]244：接触件；
[0050]246：通孔；
[0051]250：介电保护层；
[0052]302：第二相变元件；
[0053]304：第三电极；
[0054]306：存储单元；
[0055]308：选择器；
[0056]310：单选择器单存储单元堆叠；
[0057]312：加热器；
[0058]400：集成芯片；
[0059]402：存储器器件；
[0060]404：第一导电线；
[0061]405a：第一金属氧化物半导体场效应晶体管；
[0062]405b：第二金属氧化物半导体场效应晶体管；
[0063]406：半导体衬底；
[0064]414：导电接触件；
[0065]415：导电丝；
[0066]416：导通孔；
[0067]502：第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成存储器器件的方法，其特征在于，所述方法包括：在衬底上方形成绝缘体层，其中所述绝缘体层定义第一开口；在所述第一开口内形成导通孔；在所述导通孔上方形成存储单元堆叠，其中所述存储单元堆叠包含上覆于吸气剂金属层的第一电极、上覆于所述第一电极的第一相变层以及上覆于所述第一相变层的第二电极；以及使所述存储单元堆叠图案化成存储单元，使所述顶部电极的侧壁与所述吸气剂金属层的侧壁对准。2.根据权利要求1所述的形成存储器器件的方法，其特征在于，所述存储单元堆叠进一步包含上覆于所述第二电极的第二相变层以及上覆于所述第二相变层的第三电极。3.一种存储单元，其特征在于，包括：底部电极，位于衬底上方；数据存储结构，位于所述底部电极上方；顶部电极，上覆于所述数据存储结构，其中所述顶部电极的侧壁与所述底部电极的侧壁对准；以及吸气剂层，邻接所述底部电极。4.根据权利要求3所述的存储单元，其特征在于，所述吸气剂层在所述数据存储结构与所述底部电极之间。5.根据权利要求3所述的存储单元，其特征在于，其中所述吸气剂层直接接触所述底部电极。6.一种存储器器件，其特征在于，包括：通孔，位于衬底上方；第一存储单元，位于所述通孔上方，其中所述第一存储单元包括顶部电极，底部电极，以及位于所述顶部电极与所述底部电极之间的数据存储结构，其中所述顶部电极的侧壁，所述底部电极的侧壁，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：金海光，梁晋玮，林杏莲，江法伸，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：