包括绝热层的半导体器件及其制造方法技术

本公开涉及半导体器件及其制造方法。公开的半导体器件包括衬底、设置在衬底之上的器件图案结构以及设置在器件图案结构上的绝热层。器件图案结构包括金属有机框架。器件图案结构包括金属有机框架。器件图案结构包括金属有机框架。

【技术实现步骤摘要】
包括绝热层的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2022年3月21日提交至韩国知识产权局的第10
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2022
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0035022号韩国申请的优先权，其整体通过引用并入本文。


[0003]本公开总体上涉及包括绝热层的半导体器件及其制造方法。

技术介绍

[0004]相变存储器件是利用相变层的物理特性(例如，在所施加的热的情况下晶体状态的变化)来存储信号信息的非易失性存储器件。具体地，在相变存储器件中，当施加外部电压时，相变层的晶体状态可以通过在相变层中生成的热而在非晶态和晶态之间可逆地改变。由于在非晶态和晶态中的相变层的电阻彼此不同，因此相变层的晶态信息可以用作信号信息。
[0005]如本文所述，由于改变相变层的晶体状态的操作与相变存储器件的写入操作相对应，因此是否有效地控制相变层的热可以与相变存储器件的操作可靠性有关。

技术实现思路

[0006]根据本公开的实施例的半导体器件可以包括衬底、设置在衬底之上的器件图案结构、以及设置在器件图案结构上的绝热层，绝热层包括金属有机框架。
[0007]根据本公开的另一个实施例的半导体器件可以包括衬底，以及设置在衬底之上以彼此间隔开的多个单位单元。多个单位单元中的每一个可以包括器件图案结构和设置在器件图案结构上的绝热层，器件图案结构在与衬底表面垂直的方向上延伸并且包括相变层。绝热层可以包括金属有机框架。
[0008]在根据本公开的又一个实施例的制造半导体器件的方法中，可以提供衬底。可以在衬底之上顺序地堆叠第一电极材料层、相变材料层以及第二电极材料层以形成堆叠结构。可以选择性地刻蚀堆叠结构以形成包括第一电极层、相变层以及第二电极层的器件图案结构。可以在衬底之上的器件图案结构上形成包括金属有机框架的绝热层。
附图说明
[0009]图1是示意性地示出根据本公开的实施例的半导体器件的平面图。
[0010]图2是沿图1的半导体器件的I
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I'线截取的剖视图。
[0011]图3是沿图1的半导体器件的II
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II'线截取的剖视图。
[0012]图4A是示意性地示出根据本公开的实施例的绝热层的金属有机框架的视图。
[0013]图4B是示意性地示出图4A的金属有机框架的堆叠形状的视图。
[0014]图5是示意性地示出根据本公开的另一个实施例的半导体器件的剖视图。
[0015]图6A至图10A是示意性地示出根据本公开的实施例的制造半导体器件的方法的平
面图。
[0016]图6B至图10B分别是沿图6A至图10A的半导体器件的A
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A'线截取的剖视图。
[0017]图6C至图10C分别是沿图6A至图10A的半导体器件的B
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B'线截取的剖视图。
具体实施例
[0018]在下文中，将参考附图对本公开的实施例进行详细地描述。在附图中，为了清楚地表达每个器件的组件，放大了组件的尺寸(例如组件的宽度和厚度)。在本文使用的术语可以对应于考虑它们在实施例中的功能而选择的词语，并且术语的含义可以根据实施例所属的领域的普通技术人员而被解释为不同。如有详细地明确限定，则术语可以根据限定进行解释。除非另有限定，否则在本文中使用的术语(包括技术术语和科学术语)具有与实施例所属领域的普通技术人员所通常理解的相同的含义。
[0019]此外，除非在上下文中另有明确使用，词语的单数形式的表达应当被理解为包括词语的复数形式。将理解的是，术语“包括”、“包括有”或者“具有”旨在明确说明特征、数量、步骤、操作、组件、器件、部件或者其组合的存在，而不是用于排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、组件、器件、部件或者其组合的存在或者增加可能性。
[0020]此外，在执行方法或制造方法中，除非在上下文中明确地描述了特定次序，构成方法的每个过程可以按照不同于规定的顺序进行。每个过程可以按照与陈述的顺序相同的方式执行或者可以基本同时执行。在另一个示例中，每个上述过程的至少一部分可以按照相反的顺序执行。
[0021]在本说明书中，术语“预定的方向”可以意味着包括坐标系中的一个方向和与该方向相对的方向。作为示例，在x
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y
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z坐标系中，x方向可以包括与x方向平行的方向。即，x方向可以意味着x轴的绝对值在正方向上沿着x轴从原点0增加以及x轴的绝对值在负方向上沿着x轴从原点0增加的所有方向。在x
‑
y
‑
z坐标系中，y方向和z方向每一个均可以按照相同的方式来解释。
[0022]图1是示意地示出根据本公开的实施例的半导体器件的平面图。图2是沿图1的半导体器件的I
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I'线截取的剖视图。图3是沿图1的半导体器件的II
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II'线截取的剖视图。图4A是示意性地示出根据本公开的实施例的绝热层的金属有机框架的视图。图4B是示意性地示出图4A的金属有机框架的堆叠形状的视图。
[0023]参考图1至图3，半导体器件1可以包括设置在衬底101之上的多个单位单元UC1、UC2、UC3和UC4。多个单位单元UC1、UC2、UC3和UC4中的每一个可以包括设置在衬底101之上的器件图案结构20以及设置在器件图案结构20的侧壁表面上的绝热层210。器件图案结构20可以包括第一电极层135、选择器件层145、第二电极层155、相变层165以及第三电极层175。
[0024]此外，多个单位单元UC1、UC2、UC3和UC4中的每一个可以包括设置在衬底101和器件图案结构20之间的下接触结构10。此外，多个单位单元UC1、UC2、UC3和UC4中的每一个可以包括设置在器件图案结构20之上的上接触结构30。在图1至图3中，尽管第一单位单元至第四单位单元UC1、UC2、UC3和UC4被示为多个单位单元，但本公开的范围和精神不必限于此，其他多种数量的单位单元是可能的。
[0025]衬底101可以包括半导体材料。具体地，半导体材料可以包括硅(Si)、锗(Ge)、砷化
镓(GaAs)、硫化钼(MoS2)、硒化钼(MoSe2)、硒化铪(HfSe2)、硒化铟(InSe)、硒化镓(GaSe)、黑磷、铟镓锌氧化物(IGZO)或其两个或更多个的组合。尽管未示出，衬底101可以包括集成电路。集成电路可以是驱动和控制单位单元UC1、UC2、UC3和UC4的电路。例如，集成电路可以包括诸如二极管、晶体管等的器件。
[0026]下接触结构10中的每一个可以包括设置在衬底101上的下接触图案115以及设置在下接触图案115上的下接合层125。下接触图案115可以是例如方柱形的结构，该方柱具有在第一方向(例如，x
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方向)上的预定的宽度W、在第二方向(例如，y
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方向)上的预定的长度L以及在第三方向(例如，z
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：衬底；器件图案结构，其设置在所述衬底之上；以及绝热层，其设置在所述器件图案结构上，所述绝热层包括金属有机框架。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述器件图案结构包括：第一电极层，其设置在所述衬底之上；相变层，其设置在所述第一电极层上；以及第二电极层，其设置在所述相变层上。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述器件图案结构还包括：第三电极层，其设置在所述衬底和所述第一电极层之间或者设置在所述第二电极层之上；以及选择器件层，其设置在所述第一电极层和所述第三电极层之间，或者设置在所述第二电极层和所述第三电极层之间。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述器件图案结构包括柱结构，所述柱结构在与所述衬底的表面基本垂直的方向上延伸。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述绝热层设置成围绕所述柱结构的外周表面。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述金属有机框架具有多孔结构。7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述金属有机框架具有绝热特性。8.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，所述金属有机框架具有小于0.1W/mK的热传导率。9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述绝热层设置在所述器件图案结构的侧壁表面上。10.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括下接触结构，所述下接触结构设置在所述衬底和所述器件图案结构之间，具有与所述器件图案结构相同的截面面积。11.根据权利要求10所述的半导体器件，其中，所述绝热层设置在所述下接触结构的侧壁表面上。12.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：包括空气间隙的绝缘层，所述绝缘层设置在所述衬底之上以接触所述绝热层。13.一种半导体器件，包括：衬底；以及多个单位单元，其设置在所述衬底之上以彼此间隔开，其中，所述多个单位单元中的每一个包括：器件图案结构，其在与所述衬底的表面垂直的方向上延伸以及包括相变层；以及绝热层，其设置在所述器件图案结构上，所述绝热层包括金属有机框架。14.根据权利要求13所述的半导体器件，其中，所述器件图案结构包括柱结构，以及其中，所述绝热层设置成围绕所述柱结构的外周表面。15.根据权利要求13所述的半导体器件，其中，所述金属有机框架具有绝热特性。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李雨哲，具元泰，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：