电阻式存储器器件及其形成方法技术

提供了一种可以高集成度集成的电阻式存储器器件及其形成方法。在实施例中，使用大马士革技术由铜形成位线，并且在形成铜位线时，可以在铜位线周围形成铜接线柱。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及，并且更具体地，涉及可以高集成度集成的相变存储器器件及其形成方法。
技术介绍
相变存储器器件是使用例如硫族化物的相变材料的导电率(或电阻率)的差异来存储和读取信息的存储器器件。由于这些相变存储器器件的特性，诸如随机存取和非易失性，因此被看重为下一代存储器。然而，如同其他的存储器器件，由于相变存储器器件要求较高级别的集成度，因此需要一种能够满足该要求的新的相变存储器器件及其形成方法。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了具有高集成度的。本专利技术的实施例还提供了具有高集成度的相变存储器器件及其形成方法。在本专利技术的一些实施例中，电阻式存储器器件包括在衬底上提供9的电阻式存储器元件。在该电阻式存储器元件上提供位线。在该电阻式存储器元件之上和外部提供上接线柱。该上接线柱包含与位线相同的材料并且该上接线柱下表面的高度高于位线的下表面。在本专利技术的其他实施例中，电阻式存储器器件包括在衬底上提供的电阻式存储器元件。在该电阻式存储器元件上提供包括铜的位线。在该电阻式存储器元件之上和外部提供单元上接线柱。该单元上接线柱包括铜并且其下表面的高度高于铜位线的下表面。提供了一种单元下接线柱，其与单元上接线柱的下表面连接并且包括不同于单元上接线柱的材料。仍在本专利技术的其他实施例中，电阻式存储器器件包括在衬底的单元阵列区上提供的电阻式存储器元件。在该电阻式存储器元件上提供包括铜的位线。在该电阻式存储器元件之上和外部提供单元上接线柱。单元上接线柱包括铜并且其下表面的高度高于铜位线的下表面。提供了一种单元下接线柱，其与单元上接线柱的下表面连接并且包括不同于单元上接线柱的材料。在衬底和单元下接线柱之间提供单元接触栓塞，该单元接触栓塞与衬底和单元下接线柱电连接，并且该单元接触栓塞上表面具有比单元下接线柱(stud)的下表面的直径更宽的直径。还在本专利技术的其他实施例中，所提供的形成电阻式存储器器件的方法包括具有电阻式存储器元件和单元接触栓塞的衬底。在电阻式存储器元件和单元接触栓塞上形成具有使单元接触栓塞暴露的单元接触孔的第一绝缘层。在单元接触孔中形成单元下接线柱。在单元下接线柱和第一绝缘层上形成第二绝缘层。通过对第二绝缘层和第一绝缘层构图形成使电阻式存储器元件暴露的第一开口和使单元下接线柱暴露的第二开口。在第一开口中形成位线并且在第二开口中形成单元上接线柱，位线与电阻式存储器元件连接，并且单元上接线柱与单元下接线柱连接且该单元上接线柱下表面的高度高于位线的下表面。又在本专利技术的其他实施例中，存储器阵列包括在衬底上提供的多 个存储器单元。字线与沿相同行布置的存储器单元连接。位线与沿相同列布置的存储器单元连接。位线包括铜，字线包括在位线下面提供 的下字线和在位线上面提供的上字线，下字线通过接触与上字线连接， 并且该接触包括与下字线连接的接触栓塞，以及与接触栓塞和上字线 连接的、并且包含铜的接线柱。在本专利技术的进一步的实施例中，电阻式存储器器件包括在衬底上 形成的电阻式存储器元件。第一铜导线与电阻式存储器元件的一端连 接。在第一铜导线上提供与电阻式存储器元件的另一端连接的第二铜 导线。附图简述附图被包括用于提供对本专利技术的进一步的理解，并且被并入说明 书且构成说明书的一部分。附图说明了本专利技术的示例性实施例，并且 与描述一起用于解释本专利技术的原理。在附图中图1是说明在其上形成根据本专利技术的实施例的电阻式存储器器件 的衬底的一些单元阵列区的俯视图2是根据本专利技术的实施例的电阻式存储器器件的一些单元阵列 区的等效电路图3~8是用于解释形成根据本专利技术的实施例的相变存储器器件的 方法的剖视图9是说明根据本专利技术的实施例的相变存储器器件的剖视图；以及图10 17示出了包括根据本专利技术的实施例的相变存储器器件的装置。具体实施例方式本专利技术的实施例涉及。电阻式存 储器器件是使用电阻式存储器元件的一类存储器器件，该电阻式存储器元件根据施加的信号可以表示可辨别的至少两个电阻状态，例如高 电阻状态和低电阻状态。电阻式存储器元件可以包括例如，钙钛矿存 储器元件、相变存储器元件、磁阻存储器元件、传导金属氧化物(CMO) 存储器元件、固体电解质存储器元件、电阻聚合物存储器元件、电阻 多晶硅存储器元件等。钙钛矿存储器元件可以包括例如，巨磁阻(CMR)材料、高温超 导(HTSC)材料等。固体电解质存储器元件具有可以在固体电解质中 移动的金属离子，并且因此固体电解质存储器元件可以包括能够形成 传导桥接的材料。现将使用电阻式存储器器件来描述本专利技术的示例实施例，该电阻 式存储器器件采用相变存储器元件。因此，将理解，下文将提及的描 述可应用于采用上文描述的多种类型的存储器元件的电阻式存储器器 件。本专利技术的实施例提供了一种相变存储器器件及其形成方法。根据 本专利技术的实施例的相变存储器器件包括相变存储器元件。根据本专利技术 的实施例的相变存储器元件可以包括相变材料。例如，将理解，相变 存储器元件可指相变材料或者相变材料层和与相变材料层的两个表面 连接的两个电极。相变材料可以是这样的材料，该材料的结晶态取决 于热量而在显现不同电阻状态的多个结晶态之间反向改变。诸如电流、 电压的电信号、光信号、辐射等可用于改变相变材料的结晶状态。例 如，当电流在与相变材料两端连接的电极之间流动时，通过电阻加热 将热量提供给相变材料。此时，相变材料的结晶态可以依赖于提供的 热量强度和提供的时间而改变。例如，相变材料可以具有带有高电阻 的无定形态(或复位状态)和带有低电阻的结晶态(或设置状态)。 相变材料可以包括例如，硫族化物。当根据本专利技术的实施例的相变材 料由"XY"表示时，"X"可以包括从由碲(Te)、硒(Se)、硫(S) 和钋(Po)组成的组中选出的至少一个，并且"Y"可以包括从由锑(Sb)、砷(As)、锗(Ge)、锡(Sn)、磷(P)、氧(0)、铟(In)、铋 (Bi)、银(Ag)、金(Au)、钯(Pd)、钛(Ti)、硼(B)、氮 (N)和硅(Si)组成的组中选出的至少一个。根据本专利技术的实施例的相变材料的示例可以包括硫族化物，诸如 Ge-Sb-Te (GST) 、 Ge-Bi-Te(GBT) 、 As-Sb-Te、 As-Ge-Sb隱Te、 Sn國Sb-Te、 In-Sn-Sb-Te、 Ag-In-Sb-Te、周期表的族5A中的元素-Sb-Te、周期表的 族6A中的元素-Sb-Te、周期表的族5A中的元素-Sb-Se、周期表的族 6A中的元素-Sb-Se、以及其中杂质被掺杂在前面提及的硫族化物中的 硫族化物。掺杂在硫族化物中的杂质可以包括例如，氮、氧、硅或其 组合。本专利技术的实施例提供了一种形成多种导线的方法，所述多种导线 诸如在单元阵列区中的位线和字线，和在外围电路区中的局部导线， 以及一种在相变存储器器件中的传导结构之间的互连方法。随着集成度的增加，水平方向上的元件之间的距离、诸如位线和 局部导线的多种导线之间的距离、和导线的线宽减小，但是在垂直方 向上堆叠在衬底上的层的高度增加。垂直方向上的高度增加引起了诸 如接触孔、通孔等多种开口中的宽高比(aspect)的增加，所述开口用 于下和上传导区与导线之间、传导区之间或者导线之间的电连接。随 着邻近导线之间的距离的减小，难于使用蚀刻形成导线，并且由于线 宽的减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻式存储器器件，包括：　衬底上的电阻式存储器元件；　所述电阻式存储器元件上的位线；以及　所述电阻式存储器元件之上和外部的上接线柱，所述上接线柱包含与所述位线相同的材料并且具有高度高于所述位线下表面的下表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：柳庚昶，吴在熙，朴正勋，金亨俊，林东源，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]