專利名稱：：相變化存儲(chǔ)橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及以可編程電阻材料為基礎(chǔ)的高密度存儲(chǔ)元件，例如以相變化為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)材料，以及用以制造此等元件的方法。
背景技術(shù)：
：以相變化為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)材料被廣泛地運(yùn)用于讀寫光盤片中。這些材料包括有至少兩種固態(tài)相，包括如一大部分為非晶態(tài)的固態(tài)相，以及一大體上為結(jié)晶態(tài)的固態(tài)相。激光脈沖系用于讀寫光盤片中，以在二種相之間切換，并讀取此種材料于相變化之后的光學(xué)性質(zhì)。例如硫?qū)倩锛邦愃撇牧系拇说认嘧兓鎯?chǔ)材料，可通過施加其幅度適用于集成電路中的電流，而致使晶相變化。這種特性則引發(fā)使用可編程電阻材料以形成非易失性存儲(chǔ)器電路等興趣。從非晶態(tài)轉(zhuǎn)變至結(jié)晶態(tài)一般系為一低電流步驟。從結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變至非晶態(tài)(以下指稱為復(fù)位(reset))—般系為一高電流步驟，其包括一短暫的高電流密度脈沖以融化或破壞結(jié)晶結(jié)構(gòu)，其后此相變化材料會(huì)快速冷卻，抑制相變化的過程，使得至少部份相變化結(jié)構(gòu)得以維持在非晶態(tài)。理想狀態(tài)下，致使相變化材料從結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變至非晶態(tài)的復(fù)位電流幅度應(yīng)越低越好。為降低復(fù)位所需的復(fù)位電流幅度，可通過減低在存儲(chǔ)器中的相變化材料元件的尺寸、以及減少電極與此相變化材料的接觸面積而達(dá)成，因此可針對(duì)此相變化材料元件施加較小的絕對(duì)電流值而達(dá)成較高的電流密度。由本發(fā)明的申請(qǐng)人所研發(fā)的技術(shù)系稱為相變化導(dǎo)橋存儲(chǔ)單元，其中一非常小塊的存儲(chǔ)材料用于形成作為一導(dǎo)橋，橫跨在電極間的一薄膜絕緣構(gòu)件。此相變化導(dǎo)橋可以輕易地與邏輯電路以及其它位于集成電路中的電路整合。請(qǐng)參見美國(guó)申請(qǐng)案號(hào)11/155,067號(hào)(申請(qǐng)日為2005年6月17日)"ThinFilmFusePhaseChangeRAMandManufacturingMethod",發(fā)明人為L(zhǎng)ungetal，該申請(qǐng)案與本發(fā)明的申請(qǐng)人相同。在以非常小的尺度制造這些裝置、以及為滿足生產(chǎn)大尺寸存儲(chǔ)裝置時(shí)所需求的嚴(yán)格工藝變量時(shí)，則會(huì)遭遇到問題。因此希望能提供一種存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)其具有能支持高密度元件的一陣列結(jié)構(gòu)，以及用以制造此等結(jié)構(gòu)的方法其可滿足生產(chǎn)大尺寸存儲(chǔ)裝置時(shí)的嚴(yán)格工藝變量規(guī)格。更佳系提供一種工藝與結(jié)構(gòu)，其系與在同一集成電路上制造周邊電路時(shí)的工藝兼容。再者，希望能產(chǎn)出一種具有較小主動(dòng)相變化區(qū)域的存儲(chǔ)裝置。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ)裝置實(shí)施例包括了一導(dǎo)電位線以及多個(gè)第一電極。此存儲(chǔ)元件也包括了多個(gè)絕緣構(gòu)件，該絕緣構(gòu)件具有一介于對(duì)應(yīng)的一第一電極與一部分作為一第二電極的該位線之間的一厚度。此存儲(chǔ)元件更包括了一存儲(chǔ)材料橋陣列，其具有至少兩個(gè)固態(tài)相，該橋接觸各自的第一電極且延伸通過對(duì)應(yīng)的絕緣構(gòu)件至該位線。該橋定義一介于相對(duì)應(yīng)的第一電極與位線之間的電極間路徑且由該絕緣構(gòu)件的該厚度來(lái)定義。本發(fā)明所述的存儲(chǔ)元件制造方法實(shí)施例包括了形成一導(dǎo)電位線。此方法也包括形成多個(gè)第一電極，形成多個(gè)絕緣構(gòu)件，該絕緣構(gòu)件具有一介于對(duì)應(yīng)的一第一電極與一部分作為一第二電極的該位線之間的一厚度。此方法更包括形成一存儲(chǔ)材料橋陣列，其具有至少兩個(gè)固態(tài)相，該橋接觸各自的第一電極且延伸通過對(duì)應(yīng)的絕緣構(gòu)件至該位線。該橋定義一介于相對(duì)應(yīng)的第一電極與位線之間的電極間路徑且由該絕緣構(gòu)件的該厚度來(lái)定義。本發(fā)明之特征及優(yōu)點(diǎn)等將可透過下面的內(nèi)容、權(quán)利要求書以及所附圖式獲得充分了解。圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一存儲(chǔ)單元元件的截面圖。圖2A至圖2C是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一存儲(chǔ)單元元件部分截面圖。圖2D是圖2A至圖2C中所示的一存儲(chǔ)單元元件的部分俯視圖。圖3至圖11是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用以制造一存儲(chǔ)元件時(shí)的各對(duì)應(yīng)工藝步驟。主要元件符號(hào)說明100存儲(chǔ)單元110存儲(chǔ)材料橋115厚度120接觸125接觸表面130第一電極140絕緣構(gòu)件145厚度150位線160主動(dòng)區(qū)域205襯底206接觸表面210存儲(chǔ)材料橋220導(dǎo)電漏極接觸222導(dǎo)電源極接觸230第一電極235導(dǎo)電元件240絕緣構(gòu)件245厚度250位線255源極線265字線270第一介電材料275第二介電材料280導(dǎo)電介層孔400第一電極材料500細(xì)線600第二溝道610側(cè)壁表面620上表面700側(cè)壁介電材料710位線材料具體實(shí)施例方式以下將參照至特定結(jié)構(gòu)實(shí)施例與方法而詳述本發(fā)明。可以理解的是，本
發(fā)明內(nèi)容說明章節(jié)目的并非用于限定本發(fā)明。本發(fā)明是由權(quán)利要求書所定義。舉凡本發(fā)明的實(shí)施例、特征、目的及優(yōu)點(diǎn)等將可透過說明書、權(quán)利要求書及所附圖式獲得充分了解。在不同實(shí)施例中的相似元件，將以相似的標(biāo)號(hào)標(biāo)示之。以下關(guān)于本發(fā)明的詳細(xì)說明將結(jié)合圖1至圖11來(lái)描述。圖1是一存儲(chǔ)單元100的簡(jiǎn)化截面圖，此存儲(chǔ)單元100包括符合本發(fā)明實(shí)施例的一相變化存儲(chǔ)橋110。此存儲(chǔ)單元100形成一具有一接觸表面125的接觸120。接觸120延伸經(jīng)過一層間介電層(未示)而至下層存取電路(未示)，其系利用鎢或是其它導(dǎo)電材料在此例示實(shí)施例中。其它的接觸結(jié)構(gòu)也可以被使用。一第一電極130包括導(dǎo)電材料于此接觸120之上。一絕緣構(gòu)件140，其具有一厚度145于此第一電極130與一位線150之間。此存儲(chǔ)材料橋110與第一電極130接觸，且延伸通過絕緣構(gòu)件140而至位線150。在操作上，電壓在接觸120與位線150之間可以誘發(fā)電流自接觸120，通過第一電極130和存儲(chǔ)材料橋110而流至位線150，反之亦然。在此存儲(chǔ)材料橋110中的主動(dòng)區(qū)域160，此處的存儲(chǔ)材料會(huì)被觸發(fā)而在至少兩個(gè)固態(tài)相位之間改變。可以理解的是，在此實(shí)施例結(jié)構(gòu)中主動(dòng)區(qū)域160具有較小的尺寸，因此可以降低誘發(fā)相變化所需要的電流。在此第一電極130與位線150之間的電流溝道系由此絕緣構(gòu)件140的厚度145所定義。在例示實(shí)施例中，此絕緣構(gòu)件140的厚度145系可使用一薄膜沉積技術(shù)在第一電極130側(cè)壁部份所形成的一薄介電側(cè)壁子來(lái)達(dá)成。在較佳實(shí)施例中，此厚度系小于工藝的最小特征尺寸，例如一光刻工藝，用來(lái)形成此存儲(chǔ)單元100。類似地，此橋110的厚度115也可以很小，例如小于用來(lái)形成此存儲(chǔ)單元100工藝的一最小特征尺寸。此厚度115系可使用一薄膜沉積技術(shù)在第一電極130、絕緣構(gòu)件140和位線150之上形成存儲(chǔ)材料。在某些實(shí)施例中，此厚度115系小于或等于10納米，例如介于1納米至10納米之間?？梢岳斫獾氖?，此橋110的厚度115和絕緣構(gòu)件140的厚度145是可以被良好控制的，所以此存儲(chǔ)單元具有在此陣列的存儲(chǔ)單元之間非常小的性能變異的存儲(chǔ)橋110。存儲(chǔ)單元100的實(shí)例包括以相變化為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)材料，包括以硫?qū)倩?chalcogenide)為基礎(chǔ)的材料以及其它材料來(lái)作為橋110的材料。硫?qū)倩锇ㄏ铝兴脑刂我徽哐?0)、硫(S)、硒(Se)、以及碲(Te)，形成元素周期表上第VIA族的部分。硫?qū)倩锇▽⒁涣驅(qū)僭嘏c一更為正電性的元素或自由基結(jié)合而得。硫?qū)倩衔锖辖鸢▽⒘驅(qū)倩衔锱c其它物質(zhì)如過渡金屬等結(jié)合。一硫?qū)倩衔锖辖鹜ǔ０ㄒ粋€(gè)以上選自元素周期表第IVA族的元素，例如鍺(Ge)以及錫(Sn)。通常，硫?qū)倩衔锖辖鸢ㄏ铝性刂幸粋€(gè)以上的復(fù)合物銻(Sb)、鎵(Ga)、銦(In)、以及銀(Ag)。許多以相變化為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)材料已經(jīng)被描述于技術(shù)文件中，包括下列合金鎵/銻、銦/銻、銦/硒、銻/碲、鍺/碲、鍺/銻/碲、銦/銻/碲、鎵/硒/碲、錫/銻/碲、銦/銻/鍺、銀湖/銻/碲、鍺/錫/銻/碲、鍺/銻順/碲、以及碲/鍺/銻/硫。在鍺/銻/碲合金家族中，可以嘗試大范圍的合金成分。此成分可以下列特征式表不TeaGebSb100_(a+b)。一位研究員描述了最有用的合金系為，在沉積材料中所包含的平均碲濃度系遠(yuǎn)低于70%，典型地系低于60%，并在一般型態(tài)合金中的碲含量范圍從最低23%至最高58%，且最佳系介于48%至58%的碲含量。鍺的濃度系約高于5%，且其在材料中的平均范圍系從最低8%至最高30%，一般系低于50%。最佳地，鍺的濃度范圍系介于8%至40%。在此成分中所剩下的主要成分則為銻。上述百分比系為原子百分比，其為所有組成元素加總為100%。(Ovshinky'112專利，欄10~11)由另一研究者所評(píng)估的特殊合金包括Ge2Sb2Te5、GeSb2Te4、以及GeSb4Te7。(NoboruYamada，"PotentialofGe國(guó)Sb-TePhase-changeOpticalDisksforHigh-Data-RateRecording",SPIEv.3109，pp.28-37(1997))更一般地，過渡金屬如鉻(Cr)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈮(Nb)、鈀(Pd)、鈾(Pt)、以及上述的混合物或合金，可與鍺/銻/碲結(jié)合以形成一相變化合金其包括有可編程的電阻性質(zhì)?？墒褂玫拇鎯?chǔ)材料的特殊范例，系如Ovshinsky'112專利中欄11-13所述，其范例在此系列入以供參考。相變化合金可于一第一結(jié)構(gòu)態(tài)與第二結(jié)構(gòu)態(tài)之間切換，其中第一結(jié)構(gòu)態(tài)系指此材料大體上為非晶固相，而第二結(jié)構(gòu)態(tài)系指此材料大體上為結(jié)晶固相。這些合金系至少為雙穩(wěn)定的(bistable)。此詞匯「非晶」系用以指稱一相對(duì)較無(wú)次序的結(jié)構(gòu)，其較之一單晶更無(wú)次序性，而帶有可檢測(cè)的特征如比結(jié)晶態(tài)更高的電阻值。此詞匯「結(jié)晶」系用以指稱一相對(duì)較有次序的結(jié)構(gòu)，其較之非晶態(tài)更有次序，因此包括有可檢測(cè)的特征例如比非晶態(tài)更低的電阻值。典型地，相變化材料可電切換至完全結(jié)晶態(tài)與完全非晶態(tài)之間所有可檢測(cè)的不同狀態(tài)。其它受到非晶態(tài)與結(jié)晶態(tài)的改變而影響的材料中包括，原子次序、自由電子密度、以及活化能。此材料可切換成為不同的固態(tài)、或可切換成為由兩種以上固態(tài)所形成的混合物，提供從非晶態(tài)至結(jié)晶態(tài)之間的灰階部分。此材料中的電性質(zhì)亦可能隨之改變。相變化合金可通過施加一電脈沖而從一種相態(tài)切換至另一相態(tài)。先前觀察指出，一較短、較大幅度的脈沖傾向于將相變化材料的相態(tài)改變成大體為非晶態(tài)。一較長(zhǎng)、較低幅度的脈沖傾向于將相變化材料的相態(tài)改變成大體為結(jié)晶態(tài)。在較短、較大幅度脈沖中的能量，夠大因此足以破壞結(jié)晶結(jié)構(gòu)的鍵能，同時(shí)夠短因此可以防止原子再次排列成結(jié)晶態(tài)。在沒有不適當(dāng)實(shí)驗(yàn)的情形下，可決定特別適用于一特定相變化合金的適當(dāng)脈沖量變曲線。接著簡(jiǎn)單描述四種電阻存儲(chǔ)材料。GexSbyTez，其中x:y:z=2:2:5，或其它成分為x:0~5;y:0~5;z:0~10。以氮、硅、鈦或其它元素?fù)诫s的GeSbTe也可被使用。用以形成硫?qū)倩锊牧系睦痉椒?，是利用PVD濺射或磁電管(Magnetron)濺射方式，其反應(yīng)氣體為氬氣、氮?dú)狻⒓?或氦氣、壓力為lmTorr至100mTorr。此沉積步驟一般是在室溫下進(jìn)行。一長(zhǎng)寬比為1至5的準(zhǔn)直器(collimater)可用以改良其注入表現(xiàn)。為了改善其注入表現(xiàn)，也可使用數(shù)十至數(shù)百伏特的直流偏壓。另一方面，同時(shí)合并使用直流偏壓以及準(zhǔn)直器也是可行的。可以選擇性地在真空中或氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行一沉積后退火處理，以改良硫?qū)倩锊牧系慕Y(jié)晶態(tài)。此退火處理的溫度典型地系介于IOO'C至400°C，而退火時(shí)間則少于30分鐘。硫?qū)倩锊牧系暮穸仁请S著單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而定。一般而言，硫?qū)倩锏暮穸却笥?nm者可以具有相轉(zhuǎn)換特性，使得此材料展現(xiàn)至少雙穩(wěn)定的電阻態(tài)。2.超巨磁阻(CMR)材料PrxCayMn03，其中x:y=0.5:0.5，或其它成分為x:0~1;y:0~1。包括有錳氧化物的超巨磁阻材料也可被使用。用以形成超巨磁阻材料的例示方法，系利用PVD濺射或磁電管濺射方式，其反應(yīng)氣體為氬氣、氮?dú)?、氧氣?或氦氣、壓力為1mTorr至100mTorr。此沉積步驟的溫度可介于室溫至60(TC，視后處理?xiàng)l件而定。一長(zhǎng)寬比為1至5的準(zhǔn)直器(collimater)可用以改良其注入表現(xiàn)。為了改善其注入表現(xiàn)，也可使用數(shù)十至數(shù)百伏特的直流偏壓。另一方面，同時(shí)合并使用直流偏壓以及準(zhǔn)直器也是可行的?？墒┘訑?shù)十高斯(Gauss)至1特司拉(tesla，10,000高斯)之間的磁場(chǎng)，以改良其磁結(jié)晶態(tài)。可以選擇性地在真空中或氮?dú)猸h(huán)境中或氧氣/氮?dú)饣旌檄h(huán)境中進(jìn)行一沉積后退火處理，以改良超巨磁阻材料的結(jié)晶態(tài)。此退火處理的溫度典型地系介于400'C至600°C，而退火時(shí)間則少于2小時(shí)。超巨磁阻材料的厚度是隨著存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而定。厚度介于10nm至200nm的超巨磁阻材料，可被用作為核心材料。一YBCO(YBACu03，一種高溫超導(dǎo)體材料)緩沖層是通常被用以改良超巨磁阻材料的結(jié)晶態(tài)。此YBCO的沉積是在沉積超巨磁阻材料之前進(jìn)行。YBCO的厚度系介于30nm至200nm。3.雙元素化合物NixOy、TixOy、AlxOy、WxOy、ZnxOy、ZrxOy、CuxOy等，其中x:y-0.5:0.5，或其它成分為x:0~l;y:0~1。用以形成此存儲(chǔ)材料的例示方法1.沉積是利用PVD濺射或磁電管濺射方式，其反應(yīng)氣體為氬氣、氮?dú)?、氧氣、?或氦氣、壓力為lmTorr至100mTorr，其標(biāo)靶金屬氧化物系為如NixOy、TixOy、AlxOy、WxOy、ZnxOy、ZrxOy、CuxOy等。此沉積步驟一般是在室溫下進(jìn)行。一長(zhǎng)寬比為1至5的準(zhǔn)直器可用以改良其注入表現(xiàn)。為了改善其注入表現(xiàn)，也可使用數(shù)十至數(shù)百伏特的直流偏壓。若有需要時(shí)，同時(shí)合并使用直流偏壓以及準(zhǔn)直器也是可行的。可以選擇性地在真空中或氮?dú)猸h(huán)境或氧氣/氮?dú)饣旌檄h(huán)境中進(jìn)行一沉積后退火處理，以改良金屬氧化物內(nèi)的氧原子分布。此退火處理的溫度典型地系介于40(TC至600°C，而退火時(shí)間則少于2小時(shí)。2.反應(yīng)式沉積是利用PVD濺射或磁電管濺射方式，其反應(yīng)氣體為氬氣/氧氣、氬氣/氮?dú)?氧氣、純氧、氦氣/氧氣、氦氣/氮?dú)?氧氣等，壓力為1mTorr至100mTorr，其標(biāo)耙金屬氧化物為如Ni、Ti、Al、W、Zn、Zr、Cu等。此沉積步驟一般是在室溫下進(jìn)行。一長(zhǎng)寬比為l至5的準(zhǔn)直器可用以改良其注入表現(xiàn)。為了改善其注入表現(xiàn)，也可使用數(shù)十至數(shù)百伏特的直流偏壓。若有需要時(shí)，同時(shí)合并使用直流偏壓以及準(zhǔn)直器也是可行的。可以選擇性地在真空中或氮?dú)猸h(huán)境或氧氣/氮?dú)饣旌檄h(huán)境中進(jìn)行一沉積后退火處理，以改良金屬氧化物內(nèi)的氧原子分布。此退火處理的溫度典型地系介于40(TC至600°C，而退火時(shí)間則少于2小時(shí)。3.氧化是使用一高溫氧化系統(tǒng)(例如一高溫爐管或一快速熱處理(RTP))進(jìn)行氧化。此溫度系介于200'C至70(TC、以純氧或氮?dú)?氧氣混合氣體，在壓力為數(shù)mTorr至一大氣壓下進(jìn)行。進(jìn)行時(shí)間可從數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)。另一氧化方法系為等離子體氧化。一無(wú)線射頻或直流電壓源等離子體與純氧或氬氣/氧氣混合氣體、或氬氣/氮?dú)?氧氣混合氣體，在壓力為lmTorr至100mTorr下進(jìn)行金屬表面的氧化，例如Ni、Ti、Al、W、Zn、Zr、Cu等。此氧化時(shí)間系從數(shù)秒鐘至數(shù)分鐘。氧化溫度系從室溫至約30(TC，視等離子體氧化的程度而定。4.聚合物材料摻雜有銅、碳六十、銀等的TCNQ，或PCBM、TCNQ混合聚合物。形成方法1.蒸鍍是利用熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、或原子束外延系統(tǒng)(MBE)進(jìn)行蒸發(fā)。一固態(tài)TCNQ以及摻雜物顆粒是在一單獨(dú)室內(nèi)進(jìn)行共蒸發(fā)。此固態(tài)TCNQ以及摻雜物顆粒系置于一鎢船或一鉅船或一陶瓷船中。接著施加一大電流或電子束，以熔化反應(yīng)物，使得這些材料混合并沉積于晶圓之上。此處并未使用反應(yīng)性化學(xué)物質(zhì)或氣體。此沉積作用系于壓力為10"Torr至10"GTorr下進(jìn)行。晶圓溫度系介于室溫至200°C?？梢赃x擇性地在真空中或氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行一沉積后退火處理，以改良聚合物材料的成分分布。此退火處理的溫度典型地系介于室溫至300°C，而退火時(shí)間則少于l小時(shí)。2.旋涂是使用一旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)與經(jīng)摻雜的TCNQ溶液，轉(zhuǎn)速低于1000rpm。在旋轉(zhuǎn)涂布之后，此晶圓系靜置(典型地系在室溫下，或低于20(TC的溫度)一足夠時(shí)間以利固態(tài)的形成。此靜置時(shí)間可介于數(shù)分鐘至數(shù)天，視溫度以及形成條件而定。用以形成硫?qū)倩锏睦痉椒ㄖ皇抢肞VD濺射或磁控(Magnetron)濺射方式，其反應(yīng)氣體為氬氣、氮?dú)?、?或氦氣、壓力為1mTorr至100mTorr。此沉積步驟一般是在室溫下進(jìn)行。一長(zhǎng)寬比為1至5的準(zhǔn)直器(collimater)可用以改良其注入表現(xiàn)。為了改善其注入表現(xiàn)，也可使用數(shù)十至數(shù)百伏特的直流偏壓。另一方面，同時(shí)合并使用直流偏壓以及準(zhǔn)直器也是可行的。有時(shí)需要在真空中或氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行一沉積后退火處理，以改良硫?qū)倩锊牧系慕Y(jié)晶態(tài)。此退火處理的溫度典型地系介于IOO'C至400°C，而退火時(shí)間則少于30分鐘。圖2A至圖2C是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一存儲(chǔ)單元的一部份剖面圖。圖2A是沿著正交于位線且包含多個(gè)存儲(chǔ)單元控制電路的襯底205的剖面圖。圖2B至圖2C是分別沿著正交于源極線255的剖面圖。而圖2D系為如圖2A至圖2C中存儲(chǔ)單元陣列的俯視圖。為了簡(jiǎn)明起見，而省略了圖2D中的第二介電層材料275。襯底205可以利用許多種不同的方式形成。任何已知或新發(fā)展的方法，皆可以用來(lái)形成此處所描述的襯底205。此襯底205包含多個(gè)存儲(chǔ)單元控制電路的半導(dǎo)體襯底(未示)。在此例示實(shí)施例中的存取電路包括導(dǎo)電字線265所形成的存取晶體管的柵極，以及相鄰于此字線265的一對(duì)摻雜區(qū)域(未示)以形成的存取晶體管的源極和漏極。此字線265系平行于一第一方向延伸而進(jìn)入且射出于圖2B的剖面。襯底205也包含一導(dǎo)電漏極接觸陣列220以及一導(dǎo)電源極接觸陣列222。此導(dǎo)電漏極接觸陣列220與存取晶體管的漏極電性耦接，而此導(dǎo)電源極接觸陣列222則與存取晶體管的源極電性耦接。在此例示實(shí)施例中的存取晶體管的源極區(qū)域是與鄰近存取晶體管分享?？梢岳斫獾氖?，其它結(jié)構(gòu)或組態(tài)的存取晶體管及接觸220、222，不論是已知或新發(fā)展的，皆可以被使用。此例示實(shí)施例中的存儲(chǔ)裝置包含多個(gè)位線250、第一電極230和絕緣構(gòu)件240。此位線250包含導(dǎo)體系平行于一第二方向延伸而進(jìn)入且射出于圖2A的剖面。此絕緣構(gòu)件240具有一介于一對(duì)應(yīng)第一電極230與一部份作為第二電極的位線250之間的一厚度245。此第一電極230與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電漏極接觸220電性耦接。此例示實(shí)施例中的存儲(chǔ)裝置包含存儲(chǔ)材料橋210的陣列，此橋210接觸各自的第一電極230且延伸通過對(duì)應(yīng)的絕緣構(gòu)件240至其對(duì)應(yīng)的位線250。在此第一電極130與位線150之間的一電極間溝道具有一長(zhǎng)度250系由此絕緣構(gòu)件140的厚度145所定義。在此例示實(shí)施例中的橋210包含存儲(chǔ)材料，如硫?qū)倩锊牧匣蚴瞧渌嚓P(guān)材料，其具有至少兩個(gè)可逆的固態(tài)相，可以通過施加一電流通過此橋210或是一電壓于第一電極130與位線150之間。在此例示實(shí)施例中的存儲(chǔ)單元陣列包含與對(duì)應(yīng)的源極接觸222電性接觸的導(dǎo)電元件235。第一介電材料270系介于鄰近第一電極230與導(dǎo)電元件235之間。而第二介電材料275系在第一電極230、位線250與橋210之上。一導(dǎo)電介層孔280陣列延伸通過此第二介電材料275，而與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電元件235電性接觸。導(dǎo)電源極線255系平行于一第一方向延伸，此源極線255在(第二)介電材料275之上且與多個(gè)導(dǎo)電介層孔280中的導(dǎo)電介層孔280電性接觸?？梢岳斫獾氖?，許多不同的材料皆可以被用來(lái)作為導(dǎo)電位線250、字線265(從未于說明書及圖示中出現(xiàn))、第一電極230、導(dǎo)電元件235與源極線255之用，包括如鋁、氮化鈦、鎢為基礎(chǔ)的金屬，以及其它非金屬導(dǎo)電材料如摻雜多晶硅。而在此實(shí)施例中的第一電極230與位線250最好是氮化鈦或氮化鉭。替代地，第一電極230與位線250也可以是氮化鋁鈦或氮化鋁鉭，或是其它可使用的導(dǎo)體是包括選自下列群組之一個(gè)或以上者鈦(Ti)、鎢(W)、鉬(Mo)、鋁(A1)、鉭(Ta)、銅(Cu)、鉬(Pt)、銥(Ir)、鑭(La)、鎳(Ni)、釕(Ru)及其合金。圖3至圖IO描述制造一使用上述的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)陣列的實(shí)施例流程。圖3A顯示一俯視圖而圖3B至圖3C則為提供一襯底205的工藝第一步驟的剖面圖。襯底205包含多個(gè)存儲(chǔ)單元的存取電路。襯底205具有一包含與此存取電路接觸的導(dǎo)電漏極接觸陣列220和導(dǎo)電源極接觸陣列222的一接觸表面206。如之前所描述過的，襯底205可以由許多方式形成，而許多其它的結(jié)構(gòu)或組態(tài)的存取電晶路及接觸也可以被使用。之后，一層導(dǎo)電第一電極材料400形成于此襯底205的接觸表面206之上，完成如圖4A至圖4C所示的結(jié)構(gòu)。之后，將圖5A至圖5C所示的結(jié)構(gòu)400進(jìn)行刻蝕以形成多條細(xì)線500延伸于一第一方向上，且于細(xì)線500之間定義出第一溝道。一包括如二氧化硅的介電材料270被形成于第一溝道之間，而生成如圖5A至圖5C圖所示的結(jié)構(gòu)。此介電材料270可以利用填充工藝方式形成并利用如化學(xué)機(jī)械研磨技術(shù)加以平面化。之后，將圖5A至圖5C所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕以形成多條第二溝道600，而形成圖6A至圖6C所示的結(jié)構(gòu)，其具有多組導(dǎo)電元件230、235介于第二溝道600之間。此第二溝道600系平行延伸于一第二方向，該第二方向垂直于第一方向?？梢栽趫D6A至圖6C中看出，于第二溝道600之下的一部份接觸表面206被裸露出來(lái)。此組導(dǎo)電元件230、235包括一第一導(dǎo)電元件其包含第一電極230與一對(duì)應(yīng)的漏極接觸220電性接觸，及一第一導(dǎo)電元件235(其包含第一電極230，與上面不一致)與一對(duì)應(yīng)的源極接觸222電性接觸。此導(dǎo)電元件230、235具有側(cè)壁表面610及上表面620。之后，一順形側(cè)壁介電材料層700形成于圖6A至圖6C所示的結(jié)構(gòu)之上，且一位線材料層710形成于側(cè)壁介電材料層700之上，而形成圖7A至圖7C所示的結(jié)構(gòu)。之后，圖7A至圖7C所示的結(jié)構(gòu)被平面化以裸露導(dǎo)電元件230、235的上表面620，而形成圖8A至圖8C所示的結(jié)構(gòu)。多條包含位線材料710的位線250平行延伸于第二方向。多個(gè)絕緣構(gòu)件240包含側(cè)壁介電材料700于多組導(dǎo)電元件230、235中的第一電極230的側(cè)壁表面610。此在多絕緣構(gòu)件中的絕緣構(gòu)件240具有介于相對(duì)應(yīng)的第一電極230與位線250之間的一厚度245。之后，于圖8A至圖8C所示的結(jié)構(gòu)上的存儲(chǔ)材料被圖案化以形成多個(gè)相變化橋210，而形成圖9A至圖9C所示的結(jié)構(gòu)。此橋210接觸第一電極230且延伸通過絕緣構(gòu)件240而至位線250。此橋210定義一介于相對(duì)應(yīng)的第一電極230與位線250之間的電極間路徑且由絕緣構(gòu)件240的一厚度245來(lái)定義。替代地，此相變化橋210可以由，例如，定義如圖8A至圖8C所示的結(jié)構(gòu)上的介電材料，且使用此介電材料層作為掩膜來(lái)形成相變化橋210。之后，一第二介電材料層275及一導(dǎo)電介層孔陣列280形成于圖9A至圖9C所示的結(jié)構(gòu)之上，而形成圖IOA至圖IOC所示的結(jié)構(gòu)。此導(dǎo)電介層孔280與一對(duì)應(yīng)的第二導(dǎo)電元件235電性接觸。之后，多條源極線255形成于第二介電材料層275之上，而形成如圖IIA至圖11C所示的結(jié)構(gòu)，完成如圖2A至圖2D中所示的存儲(chǔ)單元陣列。此源極線255系平行延伸于第一方向，且與導(dǎo)電介層孔280電性接觸。本發(fā)明所述的存儲(chǔ)元件實(shí)施例包括了一導(dǎo)電位線以及多個(gè)第一電極。此存儲(chǔ)元件也包括了多個(gè)絕緣構(gòu)件，該絕緣構(gòu)件具有一介于對(duì)應(yīng)的一第一電極與一部分作為一第二電極的該位線之間的一厚度。此存儲(chǔ)元件更包括了一存儲(chǔ)材料橋陣列，其具有至少兩個(gè)固態(tài)相，該橋接觸各自的第一電極且延伸通過對(duì)應(yīng)的絕緣構(gòu)件至該位線。該橋定義一介于相對(duì)應(yīng)的第一電極與位線之間的電極間路徑且由該絕緣構(gòu)件的該厚度來(lái)定義。本發(fā)明所述的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括，存儲(chǔ)單元其具有較小的尺寸，因此提供高密度的陣列結(jié)構(gòu)，以及用以制造此等結(jié)構(gòu)的方法能夠符合大尺寸存儲(chǔ)裝置的嚴(yán)格工藝變量規(guī)格。雖然本發(fā)明系已參照較佳實(shí)施例來(lái)加以描述，但所應(yīng)理解的是，本發(fā)明創(chuàng)作并未受限于其詳細(xì)描述內(nèi)容。替換方式及修改樣式系已于先前描述中所建議，并且其它替換方式及修改樣式將為本領(lǐng)域技術(shù)人員所思及。特別是，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)與方法，所有具有實(shí)質(zhì)上相同于本發(fā)明的構(gòu)件結(jié)合而達(dá)成與本發(fā)明實(shí)質(zhì)上相同結(jié)果者，皆不脫離本發(fā)明之精神范疇。因此，所有此等替換方式及修改樣式系意欲落在本發(fā)明于隨附權(quán)利要求書及其均等物所界定的范疇之中。任何在前文中提及的專利申請(qǐng)案以及印刷文本，均系列為本案的參考。權(quán)利要求1、一種存儲(chǔ)裝置，其特征在于，該存儲(chǔ)裝置包括一導(dǎo)電位線；多個(gè)第一電極；多個(gè)絕緣構(gòu)件，該絕緣構(gòu)件具有一介于對(duì)應(yīng)的一第一電極與一部分作為一第二電極的該位線之間的一厚度；一存儲(chǔ)材料橋陣列，該橋接觸各自的第一電極且延伸通過對(duì)應(yīng)的絕緣構(gòu)件至該位線，該橋定義一介于相對(duì)應(yīng)的第一電極與位線之間的電極間路徑且由該絕緣構(gòu)件的該厚度來(lái)定義，其中該存儲(chǔ)材料具有至少兩個(gè)固態(tài)相。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其特征在于，該存儲(chǔ)裝置更包含多個(gè)存儲(chǔ)單元的存取電路，包含一第一導(dǎo)電接觸陣列耦接至該存取電路，其中多個(gè)第一電極中的該些第一電極與該第一導(dǎo)電接觸陣列中對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電接觸電性耦接。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)裝置，其特征在于，該存儲(chǔ)裝置更包含一第二導(dǎo)電接觸陣列耦接至該存取電路；以及多個(gè)導(dǎo)電源極線，該源極線與該第二導(dǎo)電接觸陣列中對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電接觸電性耦接。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其特征在于，該絕緣構(gòu)件的該厚度小于一形成該裝置的工藝的最小特征尺寸。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)裝置，其特征在于，該存儲(chǔ)材料橋具有一厚度介于1納米與10納米之間。6、一種制造存儲(chǔ)裝置的方法，其特征在于，該方法包括形成一導(dǎo)電位線；形成多個(gè)第一電極；形成多個(gè)絕緣構(gòu)件，該絕緣構(gòu)件具有一介于對(duì)應(yīng)的一第一電極與一部分作為一第二電極的該位線之間的一厚度；形成一存儲(chǔ)材料橋陣列，該橋接觸各自的第一電極且延伸通過對(duì)應(yīng)的絕緣構(gòu)件至該位線，該橋定義一介于相對(duì)應(yīng)的第一電極與位線之間的電極間路徑且由該絕緣構(gòu)件的該厚度來(lái)定義，其中該存儲(chǔ)材料具有至少兩個(gè)固態(tài)相。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法更包含提供多個(gè)存儲(chǔ)單元的存取電路，包含一第一導(dǎo)電接觸陣列耦接至該存取電路，其中多個(gè)第一電極中的該些第一電極與該第一導(dǎo)電接觸陣列中對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電接觸電性耦接。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，提供存取電路的步驟包含一第二導(dǎo)電接觸陣列耦接至該存取電路，以及更包含形成多個(gè)導(dǎo)電源極線，該源極線與該第二導(dǎo)電接觸陣列中對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電接觸電性耦接。9、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該絕緣構(gòu)件的該厚度小于一形成該裝置的工藝的最小特征尺寸。10、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該存儲(chǔ)材料橋具有一厚度介于1納米與10納米之間。11、一種制造多個(gè)存儲(chǔ)單元的方法，其特征在于，該方法包括提供一襯底包括該多個(gè)存儲(chǔ)單元的存取電路，且具有一接觸表面，其有著與該存取電路接觸的一導(dǎo)電漏極接觸陣列及一導(dǎo)電源極接觸陣列；形成一第一電極材料層于該襯底的該接觸表面之上；圖案化該第一電極材料層以形成多條第一電極材料，該多條第一電極材料平行延伸于一第一方向且定義多條第一溝道于其間；形成一第一介電材料于該多條第一溝道之上；形成多條第二溝道平行延伸于一第二方向，該第二方向垂直于第一方向，因此裸露該第二溝道之下的一部份該接觸表面，且定義出一組導(dǎo)電元件其包括第一導(dǎo)電材料于該第二溝道之間，該導(dǎo)電元件具有側(cè)壁表面及上表面，其中各自組該導(dǎo)電元件包含a)第一導(dǎo)電元件包含一第一電極與對(duì)應(yīng)的該導(dǎo)電漏極接觸電性接觸，及b)第二導(dǎo)電元件包含一第二電極與對(duì)應(yīng)的該導(dǎo)電源極接觸電性接觸；形成側(cè)壁介電材料層于該導(dǎo)電元件與該裸露部分的該接觸表面之上；形成一導(dǎo)電位線材料層形成于該側(cè)壁介電材料層之上，且平面化以裸露出該些導(dǎo)電元件的該上表面，因此形成多條包含該導(dǎo)電位線材料的位線平行延伸于該第二方向，及因此形成多個(gè)絕緣構(gòu)件包含側(cè)壁介電材料于多組導(dǎo)電元件中的該第一電極的該側(cè)壁表面，造成在多絕緣構(gòu)件中的絕緣構(gòu)件具有介于相對(duì)應(yīng)的該第一電極與位線之間的一厚度；圖案化一存儲(chǔ)材料層以形成多個(gè)相變化橋，因此形成一次構(gòu)裝，該橋接觸各自的該第一電極且延伸通過該絕緣構(gòu)件而至該位線，該橋定義一介于相對(duì)應(yīng)的該第一電極與該位線之間的一電極間路徑且由絕緣構(gòu)件的該厚度來(lái)定義，其中該存儲(chǔ)材料具有至少兩個(gè)固態(tài)相；形成一第二介電材料層于該次構(gòu)裝之上；形成一導(dǎo)電介層孔陣列，該導(dǎo)電介層孔陣列中的導(dǎo)電介層孔與該組導(dǎo)電元件中對(duì)應(yīng)的第二導(dǎo)電元件電性接觸；以及形成多條源極線于該第二介電材料層之上，該源極線系平行延伸于該第一方向，且與該導(dǎo)電介層孔陣列中的導(dǎo)電介層孔電性接觸。全文摘要本發(fā)明公開了一種存儲(chǔ)元件及其制造方法。此處所描述的存儲(chǔ)元件的實(shí)施例包括了一導(dǎo)電位線以及多個(gè)第一電極。此存儲(chǔ)元件也包括了多個(gè)絕緣構(gòu)件，該絕緣構(gòu)件具有一介于對(duì)應(yīng)的一第一電極與一部分作為一第二電極的該位線之間的一厚度。此存儲(chǔ)元件更包括了一存儲(chǔ)材料橋陣列，其具有至少兩個(gè)固態(tài)相，該橋接觸各自的第一電極且延伸通過對(duì)應(yīng)的絕緣構(gòu)件至該位線。該橋定義一介于相對(duì)應(yīng)的第一電極與位線之間的電極間路徑且由該絕緣構(gòu)件的該厚度來(lái)定義。文檔編號(hào)H01L21/82GK101359677SQ20081000317公開日2009年2月4日申請(qǐng)日期2008年1月15日優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日發(fā)明者龍翔瀾申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司