存儲器件及其制造方法技術

本發明專利技術提供了一種存儲器件及其制造方法。一種存儲器件包括：第一導線；第二導線，所述第二導線沿與所述第一導線相交的方向延伸，使得所述第一導線和所述第二導線在所述第一導線和所述第二導線之間的交叉點處豎直地交疊；以及，存儲單元柱，所述存儲單元柱位于所述交叉點處。所述存儲單元柱可以包括加熱電極層和接觸所述加熱電極層的電阻式存儲層。所述電阻式存儲層可以包括：楔形存儲部和體存儲部，所述楔形存儲部的寬度隨著與所述加熱電極層的距離的增加而成比例地連續增加，所述體存儲部連接到所述楔形存儲部，使得所述體存儲部和所述楔形存儲部構成單個連續的層，所述體存儲部的寬度大于所述楔形存儲部的最大寬度。

Memory Device and Its Manufacturing Method

The invention provides a memory device and a manufacturing method thereof. A memory device includes: a first wire; a second wire, the second wire extending along the direction in which the first wire intersects, so that the first wire and the second wire overlap vertically at the intersection point between the first wire and the second wire; and a storage unit column, the storage unit column located at the intersection point. The storage unit column may include a heating electrode layer and a resistive storage layer contacting the heating electrode layer. The resistive storage layer may include a wedge storage unit and a volume storage unit whose width increases proportionally with the distance from the heating electrode layer. The volume storage unit is connected to the wedge storage unit so that the volume storage unit and the wedge storage unit constitute a single continuous layer, and the width of the volume storage unit is larger than the wedge. Maximum width of shape storage unit.

【技術實現步驟摘要】
存儲器件及其制造方法相關申請的交叉引用本申請要求于2017年6月27日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2017-0081387的優先權，通過引用將其全部內容并入本文。
本專利技術構思涉及存儲器件及其制造方法，并且更具體地，涉及具有交叉點陣列結構的存儲器件及其制造方法。
技術介紹
隨著生產更輕、更薄和更小的電子設備的連續性趨勢，對于半導體器件的集成度的提高有越來越高的需求。提出了將三維(3D)交叉點堆疊結構存儲器件(其中，存儲單元布置在兩條彼此交叉的電極之間的交叉點處)作為可能實現這種提高的集成度的下一代非易失性存儲器件。隨著對交叉點堆疊結構存儲器件的集成度提高和尺寸按比例縮小(“小型化”)的持續需求，需要減小構成存儲器件的組件的尺寸，因此，需要開發一種構造為使高集成度存儲器件的功耗最小化并且提高該高集成度存儲器件的可靠性的結構。
技術實現思路
本專利技術構思包括一種交叉點堆疊結構存儲器件，該存儲器件的結構被構造為使功耗最小化，并且即使由于高集成度的需求而減小了構成該存儲器件的組件的尺寸也能夠提高可靠性。本專利技術構思還提供了一種制造交叉點堆疊結構存儲器件的方法，該存儲器件的結構被構造為使功耗最小化并且提高該存儲器件的可靠性，即使由于高集成度的需求而減小了構成該存儲器件的組件的尺寸，該方法也允許使用簡化的工藝來實現該存儲器件。根據一些示例性實施例，一種存儲器件可以包括：第一導線，所述第一導線沿第一方向在襯底上延伸；第二導線，所述第二導線沿與所述第一方向相交的第二方向在所述第一導線上方延伸，使得所述第一導線和所述第二導線在所述第一導線和所述第二導線之間的交叉點處豎直地交疊；以及，存儲單元柱，所述存儲單元柱位于所述第一導線和所述第二導線之間的交叉點處。所述存儲單元柱可以在相對的兩端處分別連接到所述第一導線和所述第二導線。所述存儲單元柱可以包括加熱電極層和電阻式存儲層。所述電阻式存儲層可以接觸所述加熱電極層。所述電阻式存儲層可以包括：楔形存儲部，所述楔形存儲部具有傾斜側壁使得所述楔形存儲部的寬度隨著與所述加熱電極層的距離的增加而成比例地連續增加；以及，體存儲部，所述體存儲部連接到所述楔形存儲部使得所述體存儲部和所述楔形存儲部構成單個連續的層，所述體存儲部的寬度大于所述楔形存儲部的最大寬度。根據一些示例性實施例，一種存儲器件可以包括：第一導線，所述第一導線沿第一方向在襯底上延伸；成對的第二導線，所述成對的第二導線沿與所述第一方向相交的第二方向在所述第一導線上方延伸，使得所述第一導線在成對的交叉點中的單獨的交叉點處與每條第二導線豎直地交疊；成對的存儲單元柱，所述成對的存儲單元柱中的每一個單獨的存儲單元柱位于所述第一導線和所述成對的第二導線之間的所述成對的交叉點中的單獨的交叉點處；加熱電極層，所述加熱電極層被所述成對的存儲單元柱共享；第一電阻式存儲層，所述第一電阻式存儲層是所述成對的存儲單元柱中的第一存儲單元柱的組成部分；以及第二電阻式存儲層，所述第二電阻式存儲層是所述成對的存儲單元柱中的第二存儲單元柱的組成部分。所述第一電阻式存儲層可以包括：第一楔形存儲部，所述第一楔形存儲部接觸所述加熱電極層的第一部分并且具有第一側壁，所述第一側壁是傾斜的使得所述第一楔形存儲部的寬度隨著與所述第一部分的距離的增加而成比例地連續增加；以及，第一體存儲部，所述第一體存儲部連接到所述第一楔形存儲部，使得所述第一體存儲部和所述第一楔形存儲部構成單個連續的層，所述第一體存儲部的寬度大于所述第一楔形存儲部的最大寬度。所述第二電阻式存儲層可以包括：第二楔形存儲部，所述第二楔形存儲部接觸所述加熱電極層的第二部分并且具有第二側壁，所述第二側壁是傾斜的使得所述第二楔形存儲部的寬度隨著與所述第二部分的距離的增加而成比例地連續增加；以及，第二體存儲部，所述第二體存儲部一體地連接到所述第二楔形存儲部，使得所述第二體存儲部和所述第二楔形存儲部包括另一單個連續的層，所述第二體存儲部的寬度大于所述第二楔形存儲部的最大寬度。根據一些示例性實施例，一種制造存儲器件的方法可以包括：在襯底上形成第一導線；在所述第一導線上形成成對的第一絕緣壁，所述成對的第一絕緣壁通過二者之間的填充空間而彼此間隔開；在所述填充空間內形成初始加熱電極層、絕緣間隔物層和間隙填充絕緣膜，使得所述初始加熱電極層共形地覆蓋所述成對的第一絕緣壁和所述第一導線，并且所述絕緣間隔物層和所述間隙填充絕緣膜依次覆蓋所述初始加熱電極層；基于第一蝕刻工藝的執行形成降低的絕緣間隔物層，在所述第一蝕刻工藝中，選擇性地蝕刻在所述填充空間中的所述絕緣間隔物層的上部達一定厚度；基于第二蝕刻工藝的執行在所述填充空間中形成加熱電極層和第一絕緣間隔物，在所述第二蝕刻工藝中，在所述初始加熱電極層的上部被選擇性地蝕刻的同時所述降低的絕緣間隔物層的一部分被去除，其中，所述加熱電極層的頂表面的水平高度低于所述降低的絕緣間隔物層的頂表面的水平高度，并且所述第一絕緣間隔物具有傾斜側壁；以及，在至少部分地由所述填充空間中的所述加熱電極層、所述第一絕緣間隔物的傾斜側壁、所述間隙填充絕緣膜以及所述成對的第一絕緣壁限定的區域中形成電阻式存儲層。根據本專利技術構思的存儲器件可以使功耗最小化，并且即使在減小了構成具有交叉點堆疊結構的存儲器件的組件的尺寸的情況下，也可以通過提高開關操作時的加熱效率來提高可靠性。根據本專利技術構思的制造存儲器件的方法，即使在減小了構成存儲器件的組件的尺寸的情況下，也允許通過簡化的工藝形成具有如下結構的交叉點堆疊結構存儲器件：所述結構被構造為通過使功耗最小化來提高開關操作時的加熱效率。附圖說明從以下結合附圖的詳細描述，將更清楚地理解本專利技術構思的實施例，在附圖中：圖1是根據一些示例性實施例的存儲器件的一部分的等效電路圖；圖2是示出了根據一些示例性實施例的存儲器件的主要組件的示意性平面布局圖；圖3A是示出了根據一些示例性實施例的存儲器件的主要組件的透視圖，圖3B示出了分別沿著圖2和圖3A的線A-A’、B1-B1’和B2-B2’截取的截面圖，圖3C是圖3B的局部區域的放大截面圖，圖3D是圖3A的存儲器件的加熱電極層的示意性透視圖，并且圖3E是圖3A的存儲器件的電阻式存儲層的示意性透視圖；圖4示出了根據一些示例性實施例的存儲器件的截面圖；圖5A示出了根據一些示例性實施例的存儲器件的截面圖，圖5B是圖5A的局部區域的放大截面圖，圖5C是圖5A的存儲器件的加熱電極層的示意性透視圖，并且圖5D是圖5A的存儲器件的電阻式存儲層的示意性透視圖；圖6示出了根據一些示例性實施例的存儲器件的截面圖；圖7A示出了根據一些示例性實施例的存儲器件的截面圖，圖7B是圖7A的局部區域的放大截面圖，并且圖7C是圖7A的存儲器件的電阻式存儲層的示意性透視圖；圖8A示出了根據一些示例性實施例的存儲器件的截面圖，并且圖8B是圖8A的局部區域的放大截面圖；圖9A示出了根據一些示例性實施例的存儲器件的截面圖，并且圖9B是圖9A的局部區域的放大截面圖；圖10A示出了根據一些示例性實施例的存儲器件的截面圖，并且圖10B是圖10A的局部區域的放大截面圖；圖11是根據一些示例性實施例的存儲器件的透視圖；圖12A是根據一些示例性實施例的存儲器件的透視圖，并且圖12B是沿著圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種存儲器件，包括：第一導線，所述第一導線沿第一方向在襯底上延伸；第二導線，所述第二導線沿與所述第一方向相交的第二方向在所述第一導線上方延伸，使得所述第一導線和所述第二導線在所述第一導線和所述第二導線之間的交叉點處豎直地交疊；和存儲單元柱，所述存儲單元柱位于所述第一導線和所述第二導線之間的所述交叉點處，所述存儲單元柱在相對的兩端處分別連接到所述第一導線和所述第二導線，所述存儲單元柱包括加熱電極層和電阻式存儲層，所述電阻式存儲層接觸所述加熱電極層，其中，所述電阻式存儲層包括：楔形存儲部，所述楔形存儲部具有傾斜側壁使得所述楔形存儲部的寬度隨著與所述加熱電極層的距離的增加而成比例地連續增加，和體存儲部，所述體存儲部連接到所述楔形存儲部使得所述體存儲部和所述楔形存儲部構成單個連續的層，所述體存儲部的寬度大于所述楔形存儲部的最大寬度。

【技術特征摘要】
2017.06.27 KR 10-2017-00813871.一種存儲器件，包括：第一導線，所述第一導線沿第一方向在襯底上延伸；第二導線，所述第二導線沿與所述第一方向相交的第二方向在所述第一導線上方延伸，使得所述第一導線和所述第二導線在所述第一導線和所述第二導線之間的交叉點處豎直地交疊；和存儲單元柱，所述存儲單元柱位于所述第一導線和所述第二導線之間的所述交叉點處，所述存儲單元柱在相對的兩端處分別連接到所述第一導線和所述第二導線，所述存儲單元柱包括加熱電極層和電阻式存儲層，所述電阻式存儲層接觸所述加熱電極層，其中，所述電阻式存儲層包括：楔形存儲部，所述楔形存儲部具有傾斜側壁使得所述楔形存儲部的寬度隨著與所述加熱電極層的距離的增加而成比例地連續增加，和體存儲部，所述體存儲部連接到所述楔形存儲部使得所述體存儲部和所述楔形存儲部構成單個連續的層，所述體存儲部的寬度大于所述楔形存儲部的最大寬度。2.根據權利要求1所述的存儲器件，其中，所述加熱電極層包括：基本上平行于所述第一導線延伸的基部；和從所述基部的一端沿遠離所述第一導線的方向延伸的鰭部，所述鰭部包括在所述鰭部中遠離所述第一導線的頂部接觸表面，所述鰭部的所述頂部接觸表面接觸所述楔形存儲部的底部接觸表面，所述楔形存儲部的所述底部接觸表面在所述楔形存儲部中遠離所述體存儲部。3.根據權利要求1所述的存儲器件，其中，所述楔形存儲部的傾斜側壁與基本上平行于所述襯底的主表面的水平面之間的夾角為銳角。4.根據權利要求1所述的存儲器件，進一步包括：在所述加熱電極層上的絕緣間隔物，所述絕緣間隔物與所述加熱電極層、所述楔形存儲部的傾斜側壁以及所述體存儲部接觸，所述絕緣間隔物具有U形截面。5.根據權利要求1所述的存儲器件，其中，所述楔形存儲部包括第一側壁和第二側壁，所述第一側壁和所述第二側壁面向彼此相反的方向，所述第一側壁與基本上平行于所述襯底的主表面的水平面之間的第一夾角為銳角，并且所述第二側壁與所述水平面之間的第二夾角也是銳角。6.根據權利要求1所述的存儲器件，其中，所述楔形存儲部包括第一側壁和第二側壁，所述第一側壁和所述第二側壁面向彼此相反的方向，并且所述第一側壁與基本上平行于所述襯底的主表面的水平面之間的第一夾角不同于所述第二側壁與所述水平面之間的第二夾角。7.根據權利要求1所述的存儲器件，其中，所述體存儲部的寬度隨著與所述楔形存儲部的距離的增加而成比例地連續增加。8.根據權利要求1所述的存儲器件，其中，所述加熱電極層包括：基本上平行于所述第一導線延伸的基部；和從所述基部的一端沿遠離所述第一導線的方向延伸的鰭部，其中，所述基部與所述鰭部之間的夾角為直角或鈍角。9.根據權利要求8所述的存儲器件，進一步包括：在所述第一導線上的絕緣壁，所述絕緣壁接觸所述存儲單元柱，其中，所述鰭部、所述楔形存儲部和所述體存儲部中的每一個都接觸所述絕緣壁的側壁并且在所述第一導線和所述第二導線之間彼此豎直地交疊。10.根據權利要求8所述的存儲器件，進一步包括：在所述第一導線上的絕緣壁，所述絕緣壁接觸所述存儲單元柱，其中，所述鰭部和所述楔形存儲部中的每一個都與所述絕緣壁間隔開，所述體存儲部接觸所述絕緣壁的側壁，并且所述鰭部、所述楔形存儲部和所述體存儲部在所述第一導線和所述第二導線之間彼此豎直地交疊。11.根據權利要求1所述的存儲器件，其中，所述加熱電極層包括：基本上平行于所述第一導線延伸的基部；和從所述基部的一端沿遠離所述第一導線的方向延伸的鰭部，其中，所述存儲單元柱進一步包括與所述基部、所述鰭部、所述楔形存儲部以及所述體存儲部中的每一個都接觸的絕緣間隔物，并且其中，所述絕緣間隔物具有接觸所述基部的底表面和接觸所述體存儲部的頂表面。12.根據權利要求1所述的存儲器件，其中，所述加熱電極層包括：基本上平行于所述第一導線延伸的基部；和從所述基部的一端沿遠離所述第一導線的方向延伸的鰭部，其中，所述存儲單元柱進一步包括絕緣間隔物，所述絕緣間隔物至少部分地填充至少部分地由所述基部和所述鰭部限定的凹角部分，所述絕緣間隔物覆蓋所述楔形存儲部的所述傾斜側壁。13.根據權利要求1所述的存儲器件，其中，所述加熱電極層包括：基本上平行于所述第一導線延伸的基部；和從所述基部的一端沿遠離所述第一導線的方向延伸的鰭部，其中，所述存儲單元柱進一步包括絕緣間隔物，所述絕緣間隔物包括第一部分和第二部分，所述第一部分覆蓋所述鰭部的在與所述基部相背離的一側的側壁，所述第二部分覆蓋所述楔形存儲部，并且其中，所述絕緣間隔物具有接觸所述第一導線的底表面和接觸所述體存儲部的頂表面。14.根據權利要求1所述的存儲器件，其中，所述加熱電極層包括：平行于所述第一導線延伸的基部；和從所述基部的一端沿遠離所述第一導線的方向延伸的鰭部，其中，所述存儲單元柱進一步包括第一絕緣間隔物和第二絕緣間隔物，所述第一絕緣間隔物和所述第二絕緣間隔物通過二者之間的所述鰭部而彼此間隔開，所述第一絕緣間隔物具有接觸所述第一導線的底表面和接觸所述體存儲部的頂表面，并且所述第二絕緣間隔物具有接觸所述基部的底表面和接觸所述體存儲部的頂表面。15.一種存儲器件，包括：第一導線，所述第一導線沿第一方向在襯底上延伸；成對的第二導線，所述成對的第二導線沿與所述第一方向相交的第二方向在所述第一導線上延伸，使得所述第一導線在成對的交叉點中的單獨的交叉點處與每條第二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋蘇智，金成元，樸日穆，樸鐘撤，鄭智賢，
申請(專利權)人：三星電子株式會社，
類型：發明
國別省市：韓國,KR