專利名稱：交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交叉點(diǎn)型(cross-point)半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
最常見的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是閃存，而NOR閃存或NAND閃存被廣泛用作代碼 存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。近幾年，提出了新型非易失性存儲(chǔ)器，例如，包括相變存儲(chǔ)器(相變 RAM、PRAM)的阻變存儲(chǔ)器(resistance-changememory)作為閃存的替代者。這種非易失性 存儲(chǔ)器具有這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中存儲(chǔ)部布置在上電極與下電極之間，因此其具有簡(jiǎn)單 的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)且容易被微型化。相變存儲(chǔ)器(其是阻變存儲(chǔ)器之一)是這樣的非易失性存儲(chǔ) 器，作為存儲(chǔ)器，其采用用于存儲(chǔ)部的且電阻在非晶態(tài)與結(jié)晶態(tài)之間以幾位數(shù)(digit)改 變的相變材料而運(yùn)行(例如，見JP-A-2007-134676)。作為一類阻變存儲(chǔ)器，提出了在其中 通過形成存儲(chǔ)部的存儲(chǔ)材料的超巨磁阻效應(yīng)(CMReffect)而存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器 (例如，見JP-A-2003-068983)。替換地，作為一類阻變存儲(chǔ)器，提出了存儲(chǔ)部由含金屬的離 子導(dǎo)體制成的非易失性存儲(chǔ)器(例如，JP-A-2005-166976或者JP-A-2005-197634)。此外， 提出了 PMC(可編程金屬化單元，Programmable Metallization Cell)作為一類阻變存儲(chǔ) 器。 對(duì)于這些非易失性存儲(chǔ)器，努力增加其集成度，正進(jìn)行對(duì)所謂的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體 存儲(chǔ)裝置的研究。交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置包括位線、字線和設(shè)置在位線與字線之間的相 交點(diǎn)(交叉點(diǎn)、交疊區(qū)域)處的存儲(chǔ)部，該存儲(chǔ)部由用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)材料制成。然后， 存儲(chǔ)在位于所選位線與所選字線之間的相交點(diǎn)處的存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)被直接讀取而不使 用選擇晶體管。交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，所以從實(shí)現(xiàn)高容量來看，交叉點(diǎn) 型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置正引起人們的注意力。作為構(gòu)成交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)部，提 出了上述阻變存儲(chǔ)器。 圖26示出交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中字線、位線和存儲(chǔ)部的布置示例。字線和位 線在其投影圖像彼此正交的方向上布置成線-條(line-and-stripe)形狀。包括字線、位 線和布置在字線與位線的相交點(diǎn)處的存儲(chǔ)部的一個(gè)存儲(chǔ)單元的最小尺寸是4F^"F"意指由 用于制造交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造工藝的設(shè)計(jì)規(guī)則定義的最小加工尺寸(minimum process dimension)(在制造工藝限制下的最小線寬尺寸和最小間隔尺寸)。最小加工尺 寸F是通常由光刻的分辨率能力限制的尺寸。也就是，位線或字線的寬度和布線間隔的最 小值是"F"，因此存儲(chǔ)單元的最小尺寸是4F2。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，迫切希望使一個(gè)存儲(chǔ)單元的尺寸小于4F2。
因此，期望提供具有一個(gè)存儲(chǔ)單元的尺寸小于4F2的構(gòu)造或結(jié)構(gòu)的交叉點(diǎn)型半導(dǎo) 體存儲(chǔ)裝置及其制造方法。 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。該交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置包括(A)多個(gè)第一布線，沿第一方向延伸；(B)多個(gè)第二布線，位于與第一布線不同的層上 以沿不同于第一方向的第二方向延伸；以及(C)存儲(chǔ)部，設(shè)置在第一布線與第二布線的交 疊區(qū)域中。奇數(shù)編號(hào)的第一布線和偶數(shù)編號(hào)的第一布線布置在上下方向不同的層間絕緣層 上。 本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法。該交叉點(diǎn)型 半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置包括(A)多個(gè)第一布線，沿第一方向延伸；(B)多個(gè)第二布線，位于與第一 布線不同的層上以沿不同于第一方向的第二方向延伸；以及(C)存儲(chǔ)部，設(shè)置在第一布線 與第二布線的交疊區(qū)域中。奇數(shù)編號(hào)的第一布線和偶數(shù)編號(hào)的第一布線布置在上下方向不 同的層間絕緣層上。第一布線位于第二布線下方。奇數(shù)編號(hào)的第一布線的布置狀態(tài)和偶數(shù) 編號(hào)的第一布線的布置狀態(tài)分別錯(cuò)開奇數(shù)編號(hào)或偶數(shù)編號(hào)的第一布線的布置節(jié)距的一半。 該方法包括步驟(a)在半導(dǎo)體基板上形成驅(qū)動(dòng)晶體管；(b)在整個(gè)表面上形成第一層間絕 緣層以及在第一層間絕緣層上形成電連接到奇數(shù)編號(hào)的驅(qū)動(dòng)晶體管的奇數(shù)編號(hào)的第一布 線；(c)在整個(gè)表面上形成第二層間絕緣層以及在第二層間絕緣層上形成電連接到偶數(shù)編 號(hào)的驅(qū)動(dòng)晶體管的偶數(shù)編號(hào)的第一布線；(d)在整個(gè)表面上形成第三層間絕緣層；(e)在奇 數(shù)編號(hào)的第一布線上方的第二層間絕緣層和第三層間絕緣層中形成第一開口、在第一開口 的側(cè)壁部形成第一側(cè)壁以減小第一開口的直徑、在偶數(shù)編號(hào)的第一布線上方的第三層間絕 緣層中形成第二開口 、在第二開口的側(cè)壁部形成第二側(cè)壁以減小第二開口的直徑、在第一 開口中填充導(dǎo)電材料以形成第一連接孔、以及在第二開口中填充導(dǎo)電材料以形成第二連接 孔；以及(f)在第三層間絕緣層上形成存儲(chǔ)部和第二布線，以便封閉第一連接孔和第二連 接孔。 對(duì)于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法，奇數(shù)編號(hào)的第 一布線和偶數(shù)編號(hào)的第一布線布置在上下方向不同的層間絕緣層上。因此，當(dāng)存儲(chǔ)部以最 小加工尺寸(由制造工藝的設(shè)計(jì)規(guī)則定義)的節(jié)距形成時(shí)，奇數(shù)編號(hào)的第一布線的節(jié)距Pi 可以為2F，偶數(shù)編號(hào)的第一布線的節(jié)距P工可以為2F。也就是，當(dāng)作為整體來看第一布線時(shí)， 第一布線的節(jié)距可以被設(shè)定為F。結(jié)果，具有第一布線、存儲(chǔ)部和第二布線的存儲(chǔ)單元可以 具有2F2的尺寸，且可以實(shí)現(xiàn)高密度的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。


圖1A到1C是第一層間絕緣層等的示意性局部截面圖，示出根據(jù)實(shí)施例1的交叉 點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法； 圖2A到2C是在圖1C之后的第一層間絕緣層等的示意性局部截面圖，示出根據(jù)實(shí) 施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法； 圖3A到3C是在圖2C之后的第一層間絕緣層等的示意性局部截面圖，示出根據(jù)實(shí) 施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法； 圖4是根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第二方向的局部截面示意圖；
圖5是根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第二方向的且不同于圖4的局 部截面示意圖； 圖6是根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第一方向的局部截面示意圖；
圖7是根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第一方向的且不同于圖6的局部截面示意圖； 圖8A和8B是分別示出在根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中奇數(shù)編號(hào)的 第一布線和偶數(shù)編號(hào)的第一布線的布置狀態(tài)的示意圖； 圖9A和9B是分別示出在根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中第一開口和 第二開口的布置狀態(tài)的示意圖； 圖IOA和IOB是分別示出在根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中第一布線 和第二布線的布置狀態(tài)的示意圖以及當(dāng)從上方觀察根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ) 裝置時(shí)的示意圖； 圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的等效電路圖； 圖12是示出在本發(fā)明實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中驅(qū)動(dòng)晶體管的布置狀
態(tài)的示意圖； 圖13A到13C是第一層間絕緣層等的示意性局部截面圖，示出根據(jù)實(shí)施例2的交 叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法； 圖14A和14B是在圖13C之后的第一層間絕緣層等的示意性局部截面圖，示出根 據(jù)實(shí)施例2的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法； 圖15是根據(jù)實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第二方向的局部截面示意 圖； 圖16是根據(jù)實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第二方向的且不同于圖15的 局部截面示意圖； 圖17是根據(jù)實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第一方向的局部截面示意 圖； 圖18是根據(jù)實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第一方向的且不同于圖17的 局部截面示意圖； 圖19A和19B是分別示出在根據(jù)實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中第一布線 和第二布線的布置狀態(tài)的示意圖； 圖20A和20B是分別示出在根據(jù)實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中奇數(shù)編號(hào) 的第一布線和偶數(shù)編號(hào)的第一布線的布置狀態(tài)的示意圖； 圖21A和21B是分別示出在根據(jù)實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中奇數(shù)編號(hào) 的第二布線和偶數(shù)編號(hào)的第二布線的布置狀態(tài)的示意圖； 圖22是根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的變型沿第二方向的局部截面 示意圖； 圖23是根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的變型沿第一方向的局部截面 示意圖； 圖24是根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的變型沿第一方向的且不同于 圖23的局部截面示意圖； 圖25A和25B是分別示出在根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的變型中第 二布線和第一布線的布置狀態(tài)的示意圖； 圖26是示出在現(xiàn)有交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中的字線、位線和存儲(chǔ)部的布置示 例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。在實(shí)施例 中，各種數(shù)值和材料用于說明。將按以下順序來給出描述。
1.根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法的總體描述
2.實(shí)施例1 (根據(jù)本發(fā)明的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法)
3.實(shí)施例2 (實(shí)施例1的變型) [O(HO] 4.實(shí)施例3 (實(shí)施例1的另一變型及其他)[根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法的總體描述]
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置或者其制造方法，第一布線沿第一 方向延伸，第二布線沿第二方向延伸，具體地，第一布線的投影圖像和第二布線的投影圖像 彼此正交。對(duì)于奇數(shù)編號(hào)的第一布線和偶數(shù)編號(hào)的第一布線，奇數(shù)編號(hào)的第一布線可以變 成偶數(shù)編號(hào)的第一布線，偶數(shù)編號(hào)的第一布線可以變成奇數(shù)編號(hào)的第一布線，這取決于如 何對(duì)第一布線計(jì)數(shù)。在這種情況下，應(yīng)該滿足偶數(shù)編號(hào)的第一布線被讀取為奇數(shù)編號(hào)的第 一布線，奇數(shù)編號(hào)的第一布線被讀取為偶數(shù)編號(hào)的第一布線。類似地，對(duì)于奇數(shù)編號(hào)的第二 布線和偶數(shù)編號(hào)的第二布線，奇數(shù)編號(hào)的第二布線可以變成偶數(shù)編號(hào)的第二布線，偶數(shù)編 號(hào)的第二布線可以變成奇數(shù)編號(hào)的第二布線，這取決于如何對(duì)第二布線計(jì)數(shù)。在這種情況 下，也應(yīng)該滿足偶數(shù)編號(hào)的第二布線被讀取為奇數(shù)編號(hào)的第二布線，奇數(shù)編號(hào)的第二布線 被讀取為偶數(shù)編號(hào)的第二布線。 在本發(fā)明實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法中，步驟(e)包括如下六 個(gè)步驟
一開口













本發(fā)明實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置或者通過本發(fā)明實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半 導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法獲得的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置(下面，統(tǒng)稱為本發(fā)明的交叉點(diǎn)
(e-l)在奇數(shù)編號(hào)的第一布線上方的第二層間絕緣層和第三層間絕緣層中形成第
(e-2)在第一開口的側(cè)壁部處形成第一側(cè)壁以減小第一開口的直徑； (e-3)在偶數(shù)編號(hào)的第一布線上方的第三層間絕緣層中形成第二開口 ； (e-4)在第二開口的側(cè)壁部處形成第二側(cè)壁以減小第二開口的直徑； (e-5)在第一開口中填充導(dǎo)電材料以形成第一連接孔；以及 (e-6)在第二開口中填充導(dǎo)電材料以形成第二連接孔。 這些步驟以如下的順序執(zhí)行，例如
(e--1)— (e-2)-* (e--3)—-(e-4)—-(e_5)—(e-6)
(e--1)— (e-2)-* (e--3)—-(e-4)—-(e_6)—(e-5)
(e--1)— (e-2)-* (e--3)—-(e-4)— (e-5)禾口(e-6)
(e--3)—-(e-4)-* (e--1)— (e-2)—-(e_5)—(e-6)
(e--3)—-(e-4)-* (e--1)— (e-2)—-(e_6)—(e-5)
(e--3)—-(e-4)-* (e--1)— (e-2)— (e-5)禾口(e-6)
(e--1)— (e-2)-* (e--5)— (e-3)—-(e_4)—(e-6)
(e--3)—-(e-4)—* (e--6)— (e-l)— (e-2)—(e-5)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等)可以構(gòu)造為分別使得奇數(shù)編號(hào)的第一布線的布置狀態(tài)和偶數(shù)編號(hào) 的第一布線的布置狀態(tài)分別錯(cuò)開奇數(shù)編號(hào)的第一布線或偶數(shù)編號(hào)的第一布線的布置節(jié)距 (P》的一半，且奇數(shù)編號(hào)或偶數(shù)編號(hào)的第一布線的布置節(jié)距(PI)是最小加工尺寸F的兩 倍。也就是，期望奇數(shù)編號(hào)的第一布線可以具有等于最小加工尺寸F的寬度，第一布線之間 的距離可以等于最小加工尺寸F，且偶數(shù)編號(hào)的第一布線可以具有等于最小加工尺寸F的 寬度，第一布線之間的距離可以等于最小加工尺寸F。替換地，本發(fā)明的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存 儲(chǔ)裝置等可以構(gòu)造為使得奇數(shù)編號(hào)的第一布線的投影圖像和偶數(shù)編號(hào)的第一布線的投影 圖像彼此不交疊且沒有間隙。 在包括上述優(yōu)選構(gòu)造的本發(fā)明的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，第一布線可以位 于第二布線下方，在第二方向上相鄰的存儲(chǔ)部可以通過存儲(chǔ)延伸部彼此連接，且第二布線 和具有存儲(chǔ)部及存儲(chǔ)延伸部的存儲(chǔ)器層可以具有層疊結(jié)構(gòu)。為了方便，這種構(gòu)造被稱為"根 據(jù)第一實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等"。在這種情況下，存儲(chǔ)器層是下層，第二布線 是上層。 根據(jù)第一實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等還可以包括驅(qū)動(dòng)晶體管，該驅(qū)動(dòng)晶 體管連接到第一布線且形成在半導(dǎo)體基板上。奇數(shù)編號(hào)的第一布線可以形成在覆蓋驅(qū)動(dòng)晶 體管的第一層間絕緣層上。偶數(shù)編號(hào)的第一布線可以形成在覆蓋第一層間絕緣層和奇數(shù)編 號(hào)的第一布線的第二層間絕緣層上。存儲(chǔ)器層可以形成在覆蓋第二層間絕緣層和偶數(shù)編號(hào) 的第一布線的第三層間絕緣層上。奇數(shù)編號(hào)的第一布線和存儲(chǔ)部可以通過設(shè)置在第二層間 絕緣層和第三層間絕緣層中的第一連接孔彼此連接。偶數(shù)編號(hào)的第一布線和存儲(chǔ)部可以通 過設(shè)置在第三層間絕緣層中的第二連接孔彼此連接。在這樣的構(gòu)造中，根據(jù)存儲(chǔ)部的構(gòu)造， 第一連接孔和第二連接孔可以具有二極管的作用，或者第一連接孔和第二連接孔可以簡(jiǎn)單 地以導(dǎo)電材料掩埋。在前種情況下，第一連接孔和第二連接孔的每個(gè)可以具有含第一導(dǎo)電 型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域(例如，含P型雜質(zhì)或n型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域)和含第二導(dǎo)電型 雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域(例如，含n型雜質(zhì)或p型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域)，其中第二導(dǎo)電型不 同于第一導(dǎo)電型。在包括這些布置的構(gòu)造中，每個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管可以是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。 驅(qū)動(dòng)晶體管的溝道形成區(qū)域的寬度(具體地，至少"3F")可以是奇數(shù)編號(hào)或偶數(shù)編號(hào)的第 一布線的布置節(jié)距(具體地，例如，"2F")的至少1.5倍。驅(qū)動(dòng)晶體管的溝道形成區(qū)域的寬 度方向可以平行于第二方向。驅(qū)動(dòng)晶體管的一個(gè)源極/漏極區(qū)域可以通過設(shè)置在第一層間 絕緣層中的第一連接部連接到奇數(shù)編號(hào)的第一布線，或者通過設(shè)置在第一層間絕緣層和第 二層間絕緣層中的第二連接部連接到偶數(shù)編號(hào)的第一布線(也就是，奇數(shù)編號(hào)的驅(qū)動(dòng)晶體 管的一個(gè)源極/漏極區(qū)域可以通過設(shè)置在第一層間絕緣層中的第一連接部連接到奇數(shù)編 號(hào)的第一布線，而偶數(shù)編號(hào)的驅(qū)動(dòng)晶體管的一個(gè)源極/漏極區(qū)域可以通過設(shè)置在第一層間 絕緣層和第二層間絕緣層中的第二連接部連接到偶數(shù)編號(hào)的第一布線)，而且驅(qū)動(dòng)晶體管 的另一個(gè)源極/漏極區(qū)域可以連接到電源或被接地。 在具有上述優(yōu)選構(gòu)造的本發(fā)明的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，奇數(shù)編號(hào)的第二 布線和偶數(shù)編號(hào)的第二布線可以布置在上下方向不同的層間絕緣層上。為了方便，這種布 置被稱為"根據(jù)第二實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等"。在根據(jù)第二實(shí)施例的交叉點(diǎn)型 半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，奇數(shù)編號(hào)的第二布線的布置狀態(tài)和偶數(shù)編號(hào)的第二布線的布置狀態(tài) 可以分別錯(cuò)開奇數(shù)編號(hào)或偶數(shù)編號(hào)的第二布線的布置節(jié)距(P2)的一半，且奇數(shù)編號(hào)或偶數(shù)編號(hào)的第二布線的布置節(jié)距(P2)可以是最小加工尺寸F的兩倍。也就是，期望奇數(shù)編號(hào)的 第二布線可以具有等于最小加工尺寸F的寬度，第二布線之間的距離可以等于最小加工尺 寸F，且偶數(shù)編號(hào)的第二布線可以具有等于最小加工尺寸F的寬度，第二布線之間的距離可 以等于最小加工尺寸F。替換地，根據(jù)第二實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等可以構(gòu)造為 使得奇數(shù)編號(hào)的第二布線的投影圖像和偶數(shù)編號(hào)的第二布線的投影圖像彼此不交疊且沒 有間隙。 在包括上述優(yōu)選構(gòu)造的根據(jù)第二實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，第一布 線可以位于第二布線下方，且在第二方向上相鄰的存儲(chǔ)部可以通過存儲(chǔ)延伸部彼此連接。 存儲(chǔ)部和存儲(chǔ)延伸部形成存儲(chǔ)器層。 在包括上述構(gòu)造的根據(jù)第二實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，奇數(shù)編號(hào)的 第二布線可以形成在存儲(chǔ)器層上。第二存儲(chǔ)器層和偶數(shù)編號(hào)的第二布線可以形成在覆蓋奇 數(shù)編號(hào)的第二布線和第三層間絕緣層的第四層間絕緣層上。構(gòu)成第二存儲(chǔ)器層的存儲(chǔ)部可 以通過設(shè)置在第四層間絕緣層、第三層間絕緣層和第二層間絕緣層中的第三連接孔連接到 奇數(shù)編號(hào)的第一布線，且構(gòu)成第二存儲(chǔ)器層的存儲(chǔ)部可以通過設(shè)置在第四層間絕緣層和第 三層間絕緣層中的第四連接孔連接到偶數(shù)編號(hào)的第一布線。在這樣的構(gòu)造中，根據(jù)存儲(chǔ)部 的構(gòu)造，第三連接孔和第四連接孔可以具有二極管的作用，或者第三連接孔和第四連接孔 可以簡(jiǎn)單地以導(dǎo)電材料掩埋。在前種情況中，第三連接孔和第四連接孔的每個(gè)可以具有含 第一導(dǎo)電型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域(例如，含P型雜質(zhì)或n型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域)和含第 二導(dǎo)電型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域(例如，含n型雜質(zhì)或p型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域)，其中第二 導(dǎo)電型不同于第一導(dǎo)電型。 第三連接孔可以通過以下方式獲得在第二層間絕緣層、第三層間絕緣層和第四 層間絕緣層的要形成偶數(shù)編號(hào)的第二布線的部分與奇數(shù)編號(hào)的第一布線之間的部分中形 成第三開口 、在第三開口的側(cè)壁部處形成第三側(cè)壁以減小第三開口的直徑、以及用導(dǎo)電材 料填充第三開口以形成第三連接孔。第四連接孔可以通過以下方式來獲得在第三層間絕 緣層和第四層間絕緣層的要形成偶數(shù)編號(hào)的第二布線的部分與偶數(shù)編號(hào)的第一布線之間 的部分中形成第四開口、在第四開口的側(cè)壁部處形成第四側(cè)壁以減小第四開口的直徑、以 及用導(dǎo)電材料填充第四開口以形成第四連接孔。 在包括上述各種優(yōu)選構(gòu)造及布置的本發(fā)明的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，第一 布線、存儲(chǔ)部和第二布線可以形成相變存儲(chǔ)器(PRAM)。在這樣的布置中，存儲(chǔ)部(存儲(chǔ)器層 或第二存儲(chǔ)器層)可以由硫族化物(chalcogenide)制成，硫族化物是金屬和Se或Te的化 合物，諸如GeSbTe、ZnSe、GaSnTe等。替換地，存儲(chǔ)部(存儲(chǔ)器層或第二存儲(chǔ)器層)可以由 具有CMR效應(yīng)的材料制成。在這種情況下，這種材料的示例包括PrCaMn(V替換地，當(dāng)存儲(chǔ) 部(存儲(chǔ)器層或第二存儲(chǔ)器層)可以由含金屬的離子導(dǎo)體制成時(shí)，這種材料的示例包括含 選自Cu、Ag和Zn的一種元素和選自硫族化物元素的一種元素諸如Te、 S和Se的導(dǎo)電或半 導(dǎo)體薄膜(例如，由GeSbTe、GeTe、GeSe、GeS、SiGeTe或SiGeSbTe制成的薄膜，或者這種薄 膜與由Ag、Ag合金、Cu、Cu合金、Zn或Zn合金制成的薄膜的層疊膜)。替換地，可以整體地 或沿厚度方向的一部分形成由選自稀土元素(諸如，La、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、Yb和Y)之一制成的膜、含多種稀土元素的氧化物膜(稀土氧化物膜)或Hf、Ta、W等的 氧化物膜。
在本發(fā)明的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，用于第一布線和第二布線的材料示例 包括，例如，鎢(W) 、 TiN、鋁(Al)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta) 、 TiW、 WN和硅化物。當(dāng) 布線可以由例如鎢(W)制成時(shí)，由Ti或TiN制成的粘附層可以形成在布線下方。當(dāng)布線 具有下導(dǎo)電材料層和上導(dǎo)電材料層的層疊結(jié)構(gòu)時(shí)，下導(dǎo)電材料層可以由硅層(例如，多晶 硅層或非晶硅層)構(gòu)成，而上導(dǎo)電材料層可以由鎳硅化物層、鎳鉑硅化物層、鈷硅化物層或 鈦硅化物層構(gòu)成。用于層間絕緣層(第一層間絕緣層、第二層間絕緣層、第三層間絕緣層 和第四層間絕緣層)的材料示例包括SiOx-基材料，諸如，Si02、NSG(非摻雜硅酸鹽玻璃)、 BPSG(borophosphorous silicate glass,硼磷硅酸鹽玻璃)或PSG， SiNy-基材料，諸如SiN 或SiON，以及低介電常數(shù)絕緣材料(例如，SiOC、SiOF或碳氟化合物)。側(cè)壁可以由這些絕
緣材料制成，但是應(yīng)該選擇相對(duì)于層間絕緣層具有刻蝕選擇比的材料。
[實(shí)施例1] 實(shí)施例1涉及本發(fā)明實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法，具體地， 涉及根據(jù)第一實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。圖4和圖5是根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型 半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第二方向的局部截面示意圖。圖6和圖7是根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半 導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第一方向的局部截面示意圖。圖IOA示意性地示出奇數(shù)編號(hào)的第一布線、 偶數(shù)編號(hào)的第一布線及第二布線的布置狀態(tài)。圖IOB是當(dāng)從上方觀察實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型 半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置時(shí)的示意圖。圖11是實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的等效電路圖。 圖12是示出實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中的驅(qū)動(dòng)晶體管的布置狀態(tài)的示意圖。圖 4是沿圖10A的線A-A剖取的示意性局部截面圖。圖5是沿10A的線B_B剖取的示意性局 部截面圖。圖6是沿10A的線C-C剖取的示意性局部截面圖。圖7是沿10A的線D-D剖取 的示意性局部截面圖。在圖IOA和10B中，奇數(shù)編號(hào)的第一布線、偶數(shù)編號(hào)的第一布線及第 二布線的布置狀態(tài)清楚地被陰影化。在圖IOB中，為了清楚地示出存儲(chǔ)部，與存儲(chǔ)部相對(duì)應(yīng) 的位置的外邊緣被圈起來。圖12示出8個(gè)奇數(shù)編號(hào)的第一布線、8個(gè)偶數(shù)編號(hào)的第二布線 和16個(gè)第二布線(也就是，16X16存儲(chǔ)單元)。沿第二方向延伸的柵極電極91A(下面被
描述)被陰影化。在交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，設(shè)置多個(gè)存儲(chǔ)單元的區(qū)域可以被稱為存 儲(chǔ)單元陣列區(qū)域。 實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置包括(A)多個(gè)第一布線(所謂的字線)41A 和41B，沿第一方向延伸；(B)多個(gè)第二布線(所謂的位線)42，位于與第一布線41A和41B 不同的層(具體地，在元件或存儲(chǔ)部的截面的垂直方向上的不同層)上以沿不同于第一方 向的第二方向延伸；以及(C)存儲(chǔ)部43，設(shè)置在第一布線41A和41B與第二布線42的交疊 區(qū)域中。奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A和偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B布置在上下方向不同的層間 絕緣層21和22上。 —個(gè)存儲(chǔ)單元(存儲(chǔ)元件)包括一個(gè)第一布線41A或41B、一個(gè)第二布線42和存 儲(chǔ)部43，存儲(chǔ)部43夾在一個(gè)第一布線41A或41B與一個(gè)第二布線42之間。
在實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置或者通過以下描述的實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型 半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法獲得的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置(下文中，統(tǒng)稱為"實(shí)施例1的 交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等")中，奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A的布置狀態(tài)和偶數(shù)編號(hào)的第一 布線41B的布置狀態(tài)分別錯(cuò)開奇數(shù)編號(hào)或偶數(shù)編號(hào)的第一布線的布置節(jié)距(P》的一半。奇 數(shù)編號(hào)的第一布線41A或偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B的布置節(jié)距P工是最小加工尺寸F的兩倍。也就是，布置成線_條形狀的奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A具有等于最小加工尺寸F的寬 度，且第一布線41A之間的距離等于最小加工尺寸F。布置成線-條形狀的偶數(shù)編號(hào)的第 一布線41B具有等于最小加工尺寸F的寬度，且第一布線41B之間的距離等于最小加工尺 寸F。此外，在實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A的投影 圖像和偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B的投影圖像彼此不交疊且沒有間隙(見圖10A)。布置成 線_條形狀的第二布線42具有等于最小加工尺寸F的寬度，且第二布線42和第二布線42 之間的距離等于最小加工尺寸F。第一布線41A和41B的投影圖像與第二布線42的投影圖 像彼此正交。 在實(shí)施例1中，第一布線41A和41B位于第二布線42下方。在第二方向上相鄰的 存儲(chǔ)部43通過存儲(chǔ)延伸部44彼此連接。第二布線42和具有存儲(chǔ)部43和存儲(chǔ)延伸部44 的存儲(chǔ)器層45具有層疊結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)器層45是下層，第二布線42是上層。
實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等還包括驅(qū)動(dòng)晶體管91，其連接到第一布 線41A和41B且形成在半導(dǎo)體基板11上；以及晶體管92，用于連接到第二布線42的外圍 電路且形成在半導(dǎo)體基板ll上。用于外圍電路的晶體管92設(shè)置在外圍電路部(未示出) 中。奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A形成在覆蓋驅(qū)動(dòng)晶體管91的第一層間絕緣層21上。偶數(shù)編 號(hào)的第一布線41B形成在覆蓋第一層間絕緣層21和奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A的第二層間 絕緣層22上。存儲(chǔ)器層45形成在覆蓋第二層間絕緣層22和偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B的 第三層間絕緣層23上。奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A和存儲(chǔ)部43通過設(shè)置在第二層間絕緣層 22和第三層間絕緣層23中的第一連接孔71而彼此連接。偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B和存 儲(chǔ)部43通過設(shè)置在第三層間絕緣層23中的第二連接孔72而彼此連接。第一連接孔71和 第二連接孔72具有二極管的作用。具體地，第一連接孔71和第二連接孔72的每個(gè)具有含 第一導(dǎo)電型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域(具體地，含P型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域82A)以及含第二導(dǎo) 電型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域(具體地，含n型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域81A)，其中第一導(dǎo)電型不 同于第二導(dǎo)電型。例如，當(dāng)?shù)谝贿B接孔71和第二連接孔72不具有二極管的作用時(shí)，且當(dāng)圖 11中的驅(qū)動(dòng)晶體管91A和用于外圍電路的驅(qū)動(dòng)晶體管92A導(dǎo)通以選擇存儲(chǔ)單元M(;時(shí)，這 就不能防止電流流過存儲(chǔ)單元MC2、 MC3和MC4的路徑。 每個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管91是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，驅(qū)動(dòng)晶體管91的溝道形成區(qū)域91D 的寬度是奇數(shù)編號(hào)或偶數(shù)編號(hào)的第一布線41A和41B的布置節(jié)距P工的1. 5倍，驅(qū)動(dòng)晶體管 91的溝道形成區(qū)域91D的寬度方向平行于第二方向。驅(qū)動(dòng)晶體管91的一個(gè)源極區(qū)域/漏 極區(qū)域91B通過設(shè)置在第一層間絕緣層21中的第一連接部31連接到奇數(shù)編號(hào)的第一布線 41A，或者通過設(shè)置在第一層間絕緣層21和第二層間絕緣層22中的第二連接部32連接到 偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B。在實(shí)施例1中，驅(qū)動(dòng)晶體管91的另一源極區(qū)域/漏極區(qū)域91C 接地。盡管未示出，但在存儲(chǔ)單元陣列區(qū)域的外圍進(jìn)行到接地線的連接。附圖標(biāo)記91E表 示柵極絕緣膜。如上所述，如果溝道形成區(qū)域91D的寬度被設(shè)定為是布置節(jié)距P工的1. 5倍， 則可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)晶體管驅(qū)動(dòng)能力的增加。此外，驅(qū)動(dòng)晶體管設(shè)置在存儲(chǔ)單元下方，也就是， 驅(qū)動(dòng)晶體管設(shè)置在存儲(chǔ)單元陣列區(qū)域中，從而可以減少外圍電路部的占用區(qū)域。為了使驅(qū) 動(dòng)晶體管91能夠具有這樣的布置，如圖12所示，陣列被分成多個(gè)組A、 B、 C和D，在各個(gè)組 中對(duì)于每個(gè)布置節(jié)距4F布置驅(qū)動(dòng)晶體管91，作為陣列的整體這些組被重復(fù)四次。因此，可 以為所有的第一布線布置驅(qū)動(dòng)晶體管91。
在圖12中，溝道形成區(qū)域91D的占用區(qū)域由"x"表示，第一連接部31由圈起來的 字母"A"表示，第二連接部32由圈起來的字母"B"表示。連接部被設(shè)置為對(duì)于每四個(gè)第一 布線錯(cuò)開一個(gè)第二布線。也就是，(16個(gè)第一布線)X(4個(gè)第二布線)設(shè)置四個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體 管91。 在實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，存儲(chǔ)單元由相變存儲(chǔ)器(PRAM)構(gòu) 成。也就是，在實(shí)施例1中，作為存儲(chǔ)器，采用形成存儲(chǔ)部的且電阻在非晶態(tài)與結(jié)晶態(tài)之間 以幾位數(shù)(several digit)改變的相變材料用于運(yùn)行。具體地，如果大的脈沖電流在存儲(chǔ)部 中短時(shí)間流動(dòng)(例如，200 ii A和20納秒(nanosecond))，且然后存儲(chǔ)部被快速冷卻，則形成 存儲(chǔ)部的相變材料處于非晶態(tài)并表現(xiàn)出高阻抗。同時(shí)，如果小的脈沖電流在存儲(chǔ)部中流動(dòng) 相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間(例如，100iiA和100納秒)，且然后存儲(chǔ)部被快速冷卻，則形成存儲(chǔ)部的相 變材料處于結(jié)晶態(tài)并表現(xiàn)出低的阻抗。盡管存儲(chǔ)部43或存儲(chǔ)器層45由硫族化物基材料形 成，但本發(fā)明不限于此。例如，存儲(chǔ)部43或存儲(chǔ)器層45可以由具有CMR效應(yīng)的材料制成。
例如，當(dāng)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元MQ中的數(shù)據(jù)(具體地，形成存儲(chǔ)單元MQ的存儲(chǔ)部的阻 抗值)被讀取時(shí)，連接到存儲(chǔ)單元MQ的外圍電路的晶體管92A被導(dǎo)通，預(yù)定電壓Vb施加到 第二布線42，外圍電路的其他晶體管92關(guān)斷。此外，連接到存儲(chǔ)單元MQ的驅(qū)動(dòng)晶體管91A 導(dǎo)通，而其他驅(qū)動(dòng)晶體管91關(guān)斷。以這種方式，電流從外圍電路的晶體管92流到驅(qū)動(dòng)晶體 管91。結(jié)果，電流流過外圍電路的晶體管92A、形成存儲(chǔ)單元MQ的存儲(chǔ)部43、二極管和驅(qū) 動(dòng)晶體管91A，從而可以確定存儲(chǔ)部43的阻抗值是高阻抗還是低阻抗且可以讀取被存儲(chǔ)的 信息。向存儲(chǔ)單元MQ中寫入信息的操作可以利用適當(dāng)選擇的流動(dòng)電流值和脈沖值以基本 相同的方式進(jìn)行。 盡管未示出，但兩個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管91可以連接到一個(gè)第一布線41A或41B，兩 個(gè)或多個(gè)外圍電路的晶體管92可以連接到一個(gè)第二布線42，使得第一布線41A或41B及第 二布線42上的電勢(shì)迅速變成接地電勢(shì)。 將參考圖1A到1C、2A到2C、3A到3C、4到7 (這些圖是第一層間絕緣層等的示意 性局部截面圖)以及圖8A和8B、9A和9B、10A和10B(這些圖示意性地示出各種布線或開 口的布置)描述實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法。在以下描述的圖1A到 1C、2A到2C及3A到3C、或圖13A到13C及14A和14B中，第一連接部31和第二連接部32 實(shí)際上沒有位于與第二布線等相同的截面內(nèi)，但是為了方便，它們被示出為位于相同的截 面內(nèi)。 在利用實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法獲得的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體 存儲(chǔ)裝置中，第一布線41A和41B位于第二布線42下方，且奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A的布 置狀態(tài)和偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B的布置狀態(tài)分別錯(cuò)開奇數(shù)編號(hào)或偶數(shù)編號(hào)的第一布線 的布置節(jié)距(P》的一半。在第二方向上彼此相鄰的存儲(chǔ)部43通過存儲(chǔ)延伸部44彼此連 接，且第二布線42形成在存儲(chǔ)部43上(且在存儲(chǔ)部43上方)。
[步驟-100] 首先，包括驅(qū)動(dòng)晶體管(FET)91和用于形成外圍電路的外圍電路晶體管(FET)92 的晶體管利用現(xiàn)有方法形成在半導(dǎo)體基板11上，例如，硅半導(dǎo)體基板上。如圖4到7及12 的截面圖中所示，每個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管91具有柵極電極91A和源極/漏極區(qū)域91B和91C。附 圖標(biāo)記12表示元件隔離區(qū)域。
[步驟-llO] 下面，由Si02制成的第一層間絕緣層21通過CVD方法形成在整個(gè)表面上，且第一 層間絕緣層21通過CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)方法等被平坦化。接下來，電連接到奇數(shù)編號(hào)的 驅(qū)動(dòng)晶體管91的奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A形成在第一層間絕緣層21上。具體地，例如，開 口通過光刻和干法刻蝕形成在第一層間絕緣層21的位于奇數(shù)編號(hào)的驅(qū)動(dòng)晶體管91的一個(gè) 源極/漏極區(qū)域91B上方的部分中，且用導(dǎo)電材料掩埋該開口以形成第一連接部31。接下 來，由Ti或TiN制成的粘附層(未示出)及由鎢(W)制成的導(dǎo)電材料層通過濺射形成在包 括第一連接部31的第一層間絕緣層21上，并且利用光刻和干法刻蝕被圖案化以形成沿第 一方向(圖中的垂直方向)延伸的奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A。這樣，可以獲得圖1A和8A中 示出的結(jié)構(gòu)。在圖8A中，為了清楚地顯示奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A，奇數(shù)編號(hào)的第一布線 41A被陰影化。
[步驟-120] 下面，由Si02制成的第二層間絕緣層22通過CVD方法形成在整個(gè)表面上，且電連 接到偶數(shù)編號(hào)的驅(qū)動(dòng)晶體管91的偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B形成在第二層間絕緣層22上。 具體地，例如，開口通過光刻和干法刻蝕形成在第一層間絕緣層21和第二層間絕緣層22的 位于偶數(shù)編號(hào)的驅(qū)動(dòng)晶體管91的一個(gè)源極/漏極區(qū)域91B上方的部分中，且用導(dǎo)電材料掩 埋該開口以形成第二連接部32。接下來，由Ti或TiN制成的粘附層(未示出)及由鎢(W) 制成的導(dǎo)電材料層通過濺射形成在包括第二連接部32的第二層間絕緣層22上，并且利用 光刻和干法刻蝕被圖案化以形成沿第一方向延伸的偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B。這樣，可以獲 得圖1B和8B中示出的結(jié)構(gòu)。在圖8B中，為了清楚地顯示偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B，偶數(shù)編 號(hào)的第一布線41B被陰影化。
[步驟-130] 下面，由Si02制成的第三層間絕緣層23通過CVD方法形成在整個(gè)表面上(見圖 1C)。 [步驟-140] 接下來，第一開口 51形成在第二層間絕緣層22和第三層間絕緣層23的位于奇數(shù) 編號(hào)的第一布線41A上方的部分中，且第一側(cè)壁61形成在第一開口 51的側(cè)壁部以減小第 一開口 51的直徑。此外，第二開口 52形成在第三層間絕緣層23的位于偶數(shù)編號(hào)的第一布 線41B上方的部分中，且第二側(cè)壁62形成在第二開口 52的側(cè)壁部以減小第二開口 52的直 徑。然后，用導(dǎo)電材料填充第一開口 51以形成第一連接孔71，用導(dǎo)電材料填充第二開口 52 以形成第二連接孔72。也就是，[步驟-140]包括以下六個(gè)步驟 (e-l)在奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A上方的第二層間絕緣層22和第三層間絕緣層 23中形成第一開口 51 ; (e-2)在第一開口 51的側(cè)壁部形成第一側(cè)壁61以減小第一開口 51的直徑； (e-3)在偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B上方的第三層間絕緣層23中形成第二開口 52 ; (e-4)在第二開口 52的側(cè)壁部形成第二側(cè)壁62以減小第二開口 52的直徑； (e-5)在第一開口 51中填充導(dǎo)電材料以形成第一連接孔71 ;以及 (e-6)在第二開口 52中填充導(dǎo)電材料以形成第二連接孔72。 在實(shí)施例1中，這些步驟按照(e-l) — (e-2) — (e_3) — (e_4) — (e_5)和(e_6)的順序被執(zhí)行。 [步驟-140A] 也就是，第一開口 51首先形成在第二層間絕緣層22和第三層間絕緣層23的位于 奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A上方的部分中，且第一側(cè)壁61形成在第一開口 51的側(cè)壁部以減 小第一開口 51的直徑。具體地，第一開口 51通過光刻和干法刻蝕形成在第二層間絕緣層 22和第三層間絕緣層23的位于奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A上方的部分中(見圖2A)。之后， 由SiN制成的側(cè)壁層通過CVD方法形成在包括第一開口 51的整個(gè)表面上，然后被回蝕。這 樣，可以獲得圖2B和9A中示出的結(jié)構(gòu)。
[步驟-140B] 之后，第二開口 52形成在第三層間絕緣層23的位于偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B上 方的部分中，且第二側(cè)壁62形成在第二開口 52的側(cè)壁部以減小第二開口 52的直徑。具體 地，第二開口 52通過光刻和干法刻蝕形成在第三層間絕緣層23的位于偶數(shù)編號(hào)的第一布 線41B上方的部分中(見圖2C)。之后，由SiN制成的側(cè)壁層通過CVD方法形成在包括第一 開口 51和第二開口 52的整個(gè)表面上，然后被回蝕。這樣，可以獲得圖3A和9B中示出的結(jié) 構(gòu)。 [步驟-140C] 接下來，用導(dǎo)電材料填充第一開口 51以形成第一連接孔71，用導(dǎo)電材料填充第二 開口 52以形成第二連接孔72。具體地，含n型雜質(zhì)的多晶硅層通過CVD方法形成在整個(gè)表 面上，然后被回蝕(見圖3B)。之后，含p型雜質(zhì)的多晶硅層通過CVD方法形成在整個(gè)表面 上，然后被回蝕(見圖3C)。這樣，可以獲得第一連接孔71和第二連接孔72中的每個(gè)具有 含P型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域82A和含n型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域81A的結(jié)構(gòu)。雜質(zhì)通過離子 注入法被注入到多晶硅層，使得可以獲得含P型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域82A和含n型雜質(zhì)的 半導(dǎo)體層區(qū)域81A。
[步驟-150] 之后，存儲(chǔ)部43(具體地，存儲(chǔ)器層45)和第二布線42形成在第三層間絕緣層23 上，以便封閉第一連接孔71和第二連接孔72。具體地，存儲(chǔ)器層45、由Ti或TiN制成的粘 附層(未示出)以及由鎢(W)制成的導(dǎo)電材料層通過濺射順次形成在包括第一連接孔71 和第二連接孔72的頂表面的第三層間絕緣層23上，且然后通過光刻和干法刻蝕被圖案化。 這樣，可以獲得圖4到7和10B中示出的第二布線42和存儲(chǔ)器層45的層疊結(jié)構(gòu)。
根據(jù)實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置或者其制造方法，奇數(shù)編號(hào)的第一布線 41A和偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B布置在上下方向不同的層間絕緣層21和22上。因此，當(dāng) 存儲(chǔ)部43以最小加工尺寸F的節(jié)距(由制造工藝的設(shè)計(jì)規(guī)則定義)形成時(shí)，奇數(shù)編號(hào)的第 一布線41A的節(jié)距&可以被設(shè)定為2F，且偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B的節(jié)距P工可以被設(shè)定 為2F。也就是，當(dāng)作為整體來看第一布線時(shí)，第一布線的節(jié)距可以被設(shè)定為F。結(jié)果，具有 第一布線、存儲(chǔ)部和第二布線的存儲(chǔ)單元可以具有2P的尺寸，且可以實(shí)現(xiàn)高密度的半導(dǎo)體 存儲(chǔ)裝置。 設(shè)置在連接孔71或72中的二極管串聯(lián)連接到存儲(chǔ)部43，從而可以限制不必要的 電流的流動(dòng)。二極管形成在連接孔71或72中，從而可以布置二極管而不增加存儲(chǔ)單元的 面積。實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置采用與形成自對(duì)準(zhǔn)接觸的方法(相對(duì)常用的方法)相似的方法，從而其可以易于制造。在存儲(chǔ)單元陣列中，驅(qū)動(dòng)晶體管91布置在多個(gè) 存儲(chǔ)單元上，因此可以有效地布置具有大驅(qū)動(dòng)能力的驅(qū)動(dòng)晶體管91且可以實(shí)現(xiàn)減小整個(gè) 交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的截面面積。如果驅(qū)動(dòng)晶體管91被用作用于將第一布線41A或 41B接地的開關(guān)類型，則驅(qū)動(dòng)晶體管91的另一個(gè)源極/漏極區(qū)域91C可以被設(shè)定到每個(gè)驅(qū) 動(dòng)晶體管91所共有的接地電勢(shì)，存儲(chǔ)單元區(qū)域中晶體管的布線可以被顯著簡(jiǎn)化，這有利于 布局。[實(shí)施例2] 實(shí)施例2是實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的變型。在實(shí)施例1中，[步 驟_140]按照(e-l) — (e-2) — (e_3) — (e_4) — (e_5)和(e_6)的順序進(jìn)行。然而，在 實(shí)施例2中，[步驟_140]按照(e-l) — (e-2) — (e_5) — (e_3) — (e_4) — (e_6)的順 序進(jìn)行。將參考圖13A到13C、14A和14B描述實(shí)施例2的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造
方法，這些圖是第一層間絕緣層等的示意性局部截面圖。 [步驟-200]
首先，與實(shí)施例1的[步驟-lOO]類似，驅(qū)動(dòng)晶體管(FET)91和外圍電路的晶體管 (FET)92形成在半導(dǎo)體基板11上。
[步驟-210] 之后，與實(shí)施例1的[步驟-llO]類似，由Si02制成的第一層間絕緣層21通過CVD 方法形成在整個(gè)表面上，電連接到奇數(shù)編號(hào)的驅(qū)動(dòng)晶體管91的奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A形 成在第一層間絕緣層21上。接下來，與實(shí)施例1的[步驟-120]類似，由Si02制成的第二 層間絕緣層22通過CVD方法形成在整個(gè)表面上，且電連接到偶數(shù)編號(hào)的驅(qū)動(dòng)晶體管91的 偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B形成在第二層間絕緣層22上。接下來，與實(shí)施例1的[步驟-130] 類似，由Si02制成的第三層間絕緣層23通過CVD方法形成在整個(gè)表面上。
[步驟-220] 接下來，與實(shí)施例1的[步驟-140A]類似，第一開口 51形成在第二層間絕緣層 22和第三層間絕緣層23的位于奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A上方的部分中，且第一側(cè)壁61形 成在第一開口 51的側(cè)壁部以減小第一開口 51的直徑(見圖13A)。接下來，與實(shí)施例1的 [步驟-140C]類似，用導(dǎo)電材料(含p型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域82B和含n型雜質(zhì)的半導(dǎo)體 層區(qū)域81B)填充第一開口 51。因此，可以獲得圖13B中示出的結(jié)構(gòu)。
[步驟-230] 之后，第二開口 52形成在第三層間絕緣層23的位于偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B上 方的部分中，且第二側(cè)壁62形成在第二開口 52的側(cè)壁部以減小第二開口 52的直徑。具體 地，第二開口 52通過光刻和干法刻蝕形成在第三層間絕緣層23的位于偶數(shù)編號(hào)的第一布 線41B上方的部分中(見圖13C)。之后，由SiN制成的側(cè)壁層通過CVD方法形成在包括第 一開口 51和第二開口 52的整個(gè)表面上，且然后被回蝕。從而，可以獲得圖14A中示出的結(jié) 構(gòu)。接下來，與實(shí)施例1的[步驟-140C]類似，用導(dǎo)電材料(含p型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域 82C和含n型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域81C)填充第二開口 52。這樣，可以獲得圖14B中示出的 結(jié)構(gòu)。 [步驟-240]
之后，與實(shí)施例1的[步驟-150]類似，存儲(chǔ)器層45和第二布線42形成在第三層 間絕緣層23上，以便封閉第一連接孔71和第二連接孔72。
[實(shí)施例3] 實(shí)施例3也是實(shí)施例1的變型，且與根據(jù)第二實(shí)施例的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置 有關(guān)。圖15和16是實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第二方向的示意性局部截面 圖。圖17和18是實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第一方向的示意性局部截面圖。 圖19A和19B分別示意性地示出實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中第一布線和第二布 線的布置狀態(tài)。圖20A和20B分別示意性地示出奇數(shù)編號(hào)的第一布線和偶數(shù)編號(hào)的第一布 線的布置狀態(tài)。圖21A和21B分別示意性地示出奇數(shù)編號(hào)的第二布線和偶數(shù)編號(hào)的第二布 線的布置狀態(tài)。圖15是沿圖19B的線A-A剖取的示意性局部截面圖。圖16是沿圖19B的 線B-B剖取的示意性局部截面圖。圖17是沿圖19A的線C-C剖取的示意性局部截面圖。圖 18是沿圖19A的線D-D剖取的示意性局部截面圖。 在實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，奇數(shù)編號(hào)的第二布線42A和偶數(shù)編 號(hào)的第二布線42B布置在上下方向不同的層間絕緣層24和25上。奇數(shù)編號(hào)的第二布線 42A的布置狀態(tài)和偶數(shù)編號(hào)的第二布線42B的布置狀態(tài)分別錯(cuò)開奇數(shù)編號(hào)或偶數(shù)編號(hào)的第 二布線42A或42B的布置節(jié)距(P2)的一半。奇數(shù)編號(hào)的第二布線42A或偶數(shù)編號(hào)的第二 布線42B的布置節(jié)距P2是最小加工尺寸F的兩倍。布置成線-條形狀的奇數(shù)編號(hào)的第二 布線42A具有等于最小加工尺寸F的寬度，且第二布線42A和第二布線42A之間的距離等 于最小加工尺寸F。布置成線-條形狀的偶數(shù)編號(hào)的第二布線42B具有等于最小加工尺寸 F的寬度，且第二布線42B和第二布線42B之間的距離等于最小加工尺寸F。在實(shí)施例3的 交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，奇數(shù)編號(hào)的第二布線42A的投影圖像和偶數(shù)編號(hào)的第二布 線42B的投影圖像彼此不交疊且沒有間隙(見圖19B)。第一布線41A和41B的投影圖像與 第二布線42A和42B的投影圖像彼此正交。 在實(shí)施例3中，第一布線41A和41B位于第二布線42A和42B下方。在第二方向 上相鄰的存儲(chǔ)部43通過存儲(chǔ)延伸部44彼此連接。 在實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等中，奇數(shù)編號(hào)的第二布線42A形成在存 儲(chǔ)器層45A上，第二存儲(chǔ)器層45B和偶數(shù)編號(hào)的第二布線42B形成在覆蓋奇數(shù)編號(hào)的第二 布線42A和第三層間絕緣層23的第四層間絕緣層24上。由第二存儲(chǔ)器層構(gòu)成的存儲(chǔ)部通 過設(shè)置在第四層間絕緣層24、第三層間絕緣層23和第二層間絕緣層22中的第三連接孔73 連接到奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A。由第二存儲(chǔ)器層45B構(gòu)成的存儲(chǔ)部通過設(shè)置在第四層間 絕緣層24和第三層間絕緣層23中的第四連接孔74連接到偶數(shù)編號(hào)的第一布線41B。第三 連接孔73和第四連接孔74具有二極管的作用。具體地，第三連接孔73和第四連接孔74 的每個(gè)具有含第一導(dǎo)電型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域(例如，含P型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域82D)以 及含第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域(例如，含n型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域81D)，其中第一導(dǎo) 電型不同于第二導(dǎo)電型。 第三連接孔73可以通過以下方式獲得在第二層間絕緣層22、第三層間絕緣層 23和第四層間絕緣層24的要形成偶數(shù)編號(hào)的第二布線42B的部分與奇數(shù)編號(hào)的第一布線 41A之間的部分中形成第三開口 、在第三開口的側(cè)壁部形成第三側(cè)壁63以減小第三開口的 直徑、以及用導(dǎo)電材料82D和81D填充第三開口 。第四連接孔74可以通過以下方式獲得
17在第三層間絕緣層23和第四層間絕緣層24的要形成偶數(shù)編號(hào)的第二布線42B的部分與偶 數(shù)編號(hào)的第一布線41B之間的部分中形成第四開口、在第四開口的側(cè)壁部形成第四側(cè)壁64 以減小第四開口的直徑、以及用導(dǎo)電材料82D和8ID填充第四開口 。
[步驟-300] 在進(jìn)行實(shí)施例1的[步驟-100]到[步驟-140]之后，存儲(chǔ)部43 (具體地，存儲(chǔ)器 層45)形成在第三層間絕緣層23的整個(gè)表面上，以便封閉第一連接孔71和第二連接孔72。 具體地，存儲(chǔ)器層45通過濺射形成在包括第一連接孔71和第二連接孔72的頂表面的第三 層間絕緣層23上。之后，布置成線-條形狀的奇數(shù)編號(hào)的第二布線42A和存儲(chǔ)器層45A以 與實(shí)施例1的[步驟-150]相同的方式形成在存儲(chǔ)器層45上。
[步驟-310] 接下來，由Si02制成的第四層間絕緣層24通過CVD方法形成在整個(gè)表面上，且第 三開口形成在第二層間絕緣層22、第三層間絕緣層23和第四層間絕緣層24的要形成偶數(shù) 編號(hào)的第二布線42B的部分與奇數(shù)編號(hào)的第一布線41A之間的部分中。然后，第三側(cè)壁63 形成在第三開口的側(cè)壁部以減小第三開口的直徑。接下來，第四開口形成在第三層間絕緣 層23和第四層間絕緣層24的要形成偶數(shù)編號(hào)的第二布線42B的部分與偶數(shù)編號(hào)的第一布 線41B之間的部分中。然后，第四側(cè)壁64形成在第四開口的側(cè)壁部以減小第四開口的直徑。 這個(gè)步驟可以與實(shí)施例1的[步驟-140A]和[步驟-140B]基本相同。之后，用導(dǎo)電材料 82D和81D填充第三開口和第四開口以獲得第三連接孔73和第四連接孔74。
[步驟-320] 接下來，偶數(shù)編號(hào)的第二布線42B形成在第四層間絕緣層24上，以便封閉第三連 接孔73和第四連接孔74。具體地，第二存儲(chǔ)器層45B、由Ti或TiN制成的粘附層(未示 出)以及由鎢(W)制成的導(dǎo)電材料層通過濺射順次形成在包括第三連接孔73和第四連接 孔74的頂表面的第四層間絕緣層24上，然后通過光刻和干法刻蝕被圖案化。這樣，可以獲 得圖15到19中示出的第二布線42B和第二存儲(chǔ)器層45B的層疊結(jié)構(gòu)。
根據(jù)實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置或者其制造方法，奇數(shù)編號(hào)的第二布線 42A和偶數(shù)編號(hào)的第二布線42B布置在上下方向不同的層間絕緣層23和24上(具體地，在 存儲(chǔ)器層45A和第二存儲(chǔ)器層45B上)。因此，當(dāng)存儲(chǔ)部43以最小加工尺寸F的節(jié)距(由 制造工藝的設(shè)計(jì)規(guī)則定義)形成時(shí)，奇數(shù)編號(hào)的第二布線42A的節(jié)距P2可以被設(shè)定為2F， 偶數(shù)編號(hào)的第二布線42B的節(jié)距&可以被設(shè)定為2F。也就是，當(dāng)作為整體來看第二布線時(shí)， 第二布線的節(jié)距可以被設(shè)定為F。結(jié)果，具有第一布線、存儲(chǔ)部和第二布線的存儲(chǔ)單元可以 具有2F2的尺寸，且可以實(shí)現(xiàn)高密度的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。 已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)施 例中描述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的構(gòu)造、結(jié)構(gòu)、所采用的材料等是用于說明且可以適 當(dāng)?shù)乇桓淖?。盡管在實(shí)施例中，已經(jīng)描述了存儲(chǔ)部43形成在開口 51和53的頂表面上的結(jié) 構(gòu)，但可以采用存儲(chǔ)部43進(jìn)入開口 51和53的上部的結(jié)構(gòu)。用于形成二極管的含p型雜質(zhì) 的半導(dǎo)體層區(qū)域82和含n型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域81可以垂直顛倒。在這種情況下，電流 流動(dòng)的方向應(yīng)該與實(shí)施例中描述的方向相反。也就是，電流應(yīng)該從驅(qū)動(dòng)晶體管91流到外圍 電路的晶體管92。 盡管在實(shí)施例中，第一布線位于第二布線下方，但第一布線可以位于第二布線上
18方。圖22是這樣的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第二方向的示意性局部截面圖。圖23和24 是這樣的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置沿第一方向的示意性局部截面圖。圖25A示意性地示出 第二布線的布置狀態(tài)，圖25B示意性地示出奇數(shù)編號(hào)的第一布線和偶數(shù)編號(hào)的第一布線的 布置狀態(tài)。圖22是沿圖25A的線A-A剖取的示意性局部截面圖。圖23是沿圖25B的線 B-B剖取的示意性局部截面圖。圖24是沿圖25B的線C-C剖取的示意性局部截面圖。在 圖25A和25B中，為了清楚地顯示奇數(shù)編號(hào)的第一布線、偶數(shù)編號(hào)的第一布線和第二布線， 這些線被陰影化。在圖25B中，為了清楚地顯示存儲(chǔ)部，與存儲(chǔ)部相對(duì)應(yīng)的位置的外邊緣被 圈起來。在這樣的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，奇數(shù)編號(hào)的第一布線141A和偶數(shù)編號(hào)的第 一布線141B可以與實(shí)施例3的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中的奇數(shù)編號(hào)的第二布線42A和 偶數(shù)編號(hào)的第二布線42B基本相同。第二布線142和存儲(chǔ)部43可以通過實(shí)施例3的交叉 點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中的第一連接孔71和第三連接孔73實(shí)質(zhì)上彼此連接。形成在第二層 間絕緣層22上的第二布線42和驅(qū)動(dòng)晶體管91可以通過實(shí)施例1的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ) 裝置中的第一連接部31實(shí)質(zhì)上彼此連接。 本發(fā)明包括與2009年1月21日提交到日本知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng) JP2009-010623中所公開的相關(guān)的主題，將其全部?jī)?nèi)容引用結(jié)合于此。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其他因素，可以在所附權(quán)利要 求或其等同特征的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、結(jié)合、部分結(jié)合和變更。
19
權(quán)利要求
一種交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，包括多個(gè)第一布線，沿第一方向延伸；多個(gè)第二布線，位于與所述第一布線不同的層上以沿不同于所述第一方向的第二方向延伸；以及存儲(chǔ)部，設(shè)置在所述第一布線與所述第二布線的交疊區(qū)域中，其中奇數(shù)編號(hào)的第一布線和偶數(shù)編號(hào)的第一布線布置在上下方向不同的層間絕緣層上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線的 布置狀態(tài)和所述偶數(shù)編號(hào)的第一布線的布置狀態(tài)分別錯(cuò)開所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線或所 述偶數(shù)編號(hào)的第一布線的布置節(jié)距的一半。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線或 所述偶數(shù)編號(hào)的第一布線的布置節(jié)距是最小加工尺寸的兩倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線的 投影圖像和所述偶數(shù)編號(hào)的第一布線的投影圖像彼此不交疊且沒有間隙。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中所述第一布線位于所述第二 布線下方，在所述第二方向上相鄰的存儲(chǔ)部通過存儲(chǔ)延伸部彼此連接，并且 所述第二布線和具有所述存儲(chǔ)部及所述存儲(chǔ)延伸部的存儲(chǔ)器層具有層疊結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，還包括 驅(qū)動(dòng)晶體管，連接到所述第一布線且形成在半導(dǎo)體基板上，其中所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線形成在覆蓋所述驅(qū)動(dòng)晶體管的第一層間絕緣層上， 所述偶數(shù)編號(hào)的第一布線形成在覆蓋所述第一層間絕緣層和所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線的第二層間絕緣層上，所述存儲(chǔ)器層形成在覆蓋所述第二層間絕緣層和所述偶數(shù)編號(hào)的第一布線的第三層間絕緣層上，所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線和所述存儲(chǔ)部通過設(shè)置在所述第二層間絕緣層和所述第三 層間絕緣層中的第一連接孔彼此連接，并且所述偶數(shù)編號(hào)的第一布線和所述存儲(chǔ)部通過設(shè)置在所述第三層間絕緣層中第二連接 孔彼此連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中所述第一連接孔和所述第二 連接孔具有二極管的作用。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中所述第一連接孔和所述第二連接孔分別具有含第一導(dǎo)電型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域和含 第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層區(qū)域，所述第二導(dǎo)電型不同于所述第一導(dǎo)電型。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置， 其中每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)晶體管是場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述驅(qū)動(dòng)晶體管的溝道形成區(qū)域的寬度是所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線或所述偶數(shù)編號(hào) 的第一布線的布置節(jié)距的至少1. 5倍，且所述驅(qū)動(dòng)晶體管的所述溝道形成區(qū)域的寬度方向 平行于所述第二方向，所述驅(qū)動(dòng)晶體管的一個(gè)源極/漏極區(qū)域通過設(shè)置在所述第一層間絕緣層中的連接部 連接到所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線，或者通過設(shè)置在所述第一層間絕緣層和所述第二層間絕 緣層中的連接部連接到所述偶數(shù)編號(hào)的第一布線，并且所述驅(qū)動(dòng)晶體管的另一個(gè)源極/漏極區(qū)域連接到電源或接地。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中奇數(shù)編號(hào)的第二布線和偶數(shù)編號(hào)的第二布線布置在上下方向不同的層間絕緣層上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中所述奇數(shù)編號(hào)的第二布線的布置狀態(tài)和所述偶數(shù)編號(hào)的第二布線的布置狀態(tài)分 別錯(cuò)開所述奇數(shù)編號(hào)的第二布線或所述偶數(shù)編號(hào)的第二布線的布置節(jié)距的一半。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中所述奇數(shù)編號(hào)的第二布線或所述偶數(shù)編號(hào)的第二布線的布置節(jié)距是最小加工尺 寸的兩倍。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其中所述奇數(shù)編號(hào)的第二布線的投影圖像和所述偶數(shù)編號(hào)的第二布線的投影圖像彼 此不交疊且沒有間隙。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置， 其中所述第一布線位于所述第二布線下方，并且 在所述第二方向上相鄰的存儲(chǔ)部通過存儲(chǔ)延伸部彼此連接。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置， 其中所述第一布線、所述存儲(chǔ)部和所述第二布線形成相變存儲(chǔ)器。
16. —種交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法， 其中所述交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置包括 多個(gè)第一布線，沿第一方向延伸；多個(gè)第二布線，位于與所述第一布線不同的層上以沿不同于所述第一方向的第二方向 延伸；以及存儲(chǔ)部，設(shè)置在所述第一布線與所述第二布線的交疊區(qū)域中，奇數(shù)編號(hào)的第一布線和 偶數(shù)編號(hào)的第一布線布置在上下方向不同的層間絕緣層上， 所述第一布線位于所述第二布線下方，以及所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線的布置狀態(tài)和所述偶數(shù)編號(hào)的第一布線的布置狀態(tài)分別錯(cuò) 開所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線或所述偶數(shù)編號(hào)的第一布線的布置節(jié)距的一半，并且 所述方法包括步驟 在半導(dǎo)體基板上形成驅(qū)動(dòng)晶體管；在整個(gè)表面上形成第一層間絕緣層以及在所述第一層間絕緣層上形成電連接到奇數(shù) 編號(hào)的驅(qū)動(dòng)晶體管的所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線；在整個(gè)表面上形成第二層間絕緣層以及在所述第二層間絕緣層上形成電連接到偶數(shù) 編號(hào)的驅(qū)動(dòng)晶體管的所述偶數(shù)編號(hào)的第一布線；在整個(gè)表面上形成第三層間絕緣層；在所述奇數(shù)編號(hào)的第一布線上方的所述第二層間絕緣層和所述第三層間絕緣層中形成第一開口 、在所述第一開口的側(cè)壁部形成第一側(cè)壁以減小所述第一開口的直徑、在所述 偶數(shù)編號(hào)的第一布線上方的所述第三層間絕緣層中形成第二開口、在所述第二開口的側(cè)壁 部形成第二側(cè)壁以減小所述第二開口的直徑、在所述第一開口中填充導(dǎo)電材料以形成第一 連接孔、以及在所述第二開口中填充導(dǎo)電材料以形成第二連接孔；以及在所述第三層間絕緣層上形成所述存儲(chǔ)部和所述第二布線，以封閉所述第一連接孔和 所述第二連接孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法。該交叉點(diǎn)型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置包括多個(gè)第一布線，沿第一方向延伸；多個(gè)第二布線，位于與第一布線不同的層上以沿不同于第一方向的第二方向延伸；以及存儲(chǔ)部，設(shè)置在第一布線與第二布線的交疊區(qū)域中，其中奇數(shù)編號(hào)的第一布線和偶數(shù)編號(hào)的第一布線布置在上下方向不同的層間絕緣層上。
文檔編號(hào)H01L21/82GK101794806SQ20101000286
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者佐佐木正義 申請(qǐng)人:索尼公司