本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式涉及存儲(chǔ)器件，更具體而言，涉及制造存儲(chǔ)器件的方法。

背景技術(shù)：

隨著電子產(chǎn)品變輕、變薄和小型化的趨勢(shì)，對(duì)半導(dǎo)體器件的高集成的需要增加。已經(jīng)提出了具有在其中存儲(chǔ)單元設(shè)置在兩個(gè)電極之間的交叉點(diǎn)處的三維(3d)交叉點(diǎn)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器件。當(dāng)按比例縮小具有交叉點(diǎn)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器件時(shí)，在每個(gè)存儲(chǔ)器件中的基本上所有層的寬度和/或厚度也會(huì)被減小。因而，按比例減小的存儲(chǔ)器件的電特性和可靠性會(huì)降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式提供具有交叉點(diǎn)陣列類型的存儲(chǔ)器件以及制造該存儲(chǔ)器件的方法，該存儲(chǔ)器件可以具有優(yōu)良的電特性和提高的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，一種制造存儲(chǔ)器件的方法包括在基板上順序地形成初級(jí)選擇器件層、初級(jí)中間電極層和初級(jí)可變電阻層。蝕刻初級(jí)選擇器件層、初級(jí)中間電極層和初級(jí)可變電阻層，由此形成順序?qū)盈B在基板上的選擇器件、中間電極和可變電阻層。去除選擇器件的側(cè)部分和可變電阻層的側(cè)部分的至少之一使得中間電極在平行于基板的頂部的第一方向上的第一寬度大于可變電阻層在第一方向上的第二寬度或選擇器件在第一方向上的第三寬度。蓋層形成在選擇器件的被蝕刻的側(cè)部分的側(cè)壁和可變電阻層的被蝕刻的側(cè)部分的側(cè)壁中的至少之一上。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，一種制造存儲(chǔ)器件的方法包括在基板上順序地形成初級(jí)選擇器件層、初級(jí)中間電極層和初級(jí)可變電阻層。蝕刻初級(jí)選擇器件層、初級(jí)中間電極層和初級(jí)可變電阻層，由此形成順序?qū)盈B在基板上的選擇器件、中間電極和可變電阻層。去除選擇器件的側(cè)部分和可變電阻層的側(cè)部分的至少之一，使得中間電極在平行于基板的頂部的第一方向上的第一寬度大于可變電阻層在第一方向上的第二寬度或選擇器件在第一方向上的第三寬度。蓋層形成在選擇器件的被蝕刻的側(cè)部分的側(cè)壁和可變電阻層的被蝕刻的側(cè)部分的側(cè)壁的至少之一上。絕緣圖案通過(guò)使用具有小于蓋層的介電常數(shù)的介電常數(shù)的材料而形成在蓋層的側(cè)壁和中間電極的側(cè)壁上。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，一種存儲(chǔ)器件包括在平行于基板的頂部的第一方向上延伸的多條第一字線。多條位線在基板上在第二方向上延伸，第二方向不同于第一方向。多個(gè)存儲(chǔ)單元分別布置在所述多條位線和所述多條第一字線之間的交叉點(diǎn)處，所述多個(gè)存儲(chǔ)單元的每個(gè)包括選擇器件、中間電極和可變電阻層。第一蓋層設(shè)置在每個(gè)可變電阻層的凹入部分的側(cè)壁上并且第二蓋層設(shè)置在每個(gè)選擇器件的凹入部分的側(cè)壁上。第二蓋層與第一蓋層被間隔開。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式，本發(fā)明構(gòu)思的以上和其它特征將變得更明顯，在圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的等效電路圖；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的透視圖；

圖3是沿圖2的線x1-x1'和線y1-y1'截取的截面圖；

圖4是沿圖2的線x2-x2'和線y2-y2'截取的截面圖；

圖5是示意性地顯示具有雙向閾值開關(guān)(ots)特性的ots器件的電壓-電流曲線的曲線圖；

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的截面圖；

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的截面圖；

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的截面圖；

圖9是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的截面圖；

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的透視圖；

圖11是沿圖10的線x1-x1'和線y1-y1'截取的截面圖；

圖12是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的等效電路圖；

圖13是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的透視圖；

圖14是沿圖13的線x1-x1'截取的截面圖；

圖15a至15o是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的制造存儲(chǔ)器件的方法的截面圖；

圖16a至16g是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的制造存儲(chǔ)器件的方法的截面圖；

圖17a至17d是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的制造存儲(chǔ)器件的方法的截面圖。

具體實(shí)施方式

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的等效電路圖。

參考圖1，存儲(chǔ)器件100可以包括沿第一方向延伸并且在垂直于第一方向的第二方向上彼此間隔開的多條字線wl1至wl4。存儲(chǔ)器件100可以包括沿第二方向延伸并且在第一方向上彼此間隔開的多條位線bl1至bl4。存儲(chǔ)器件100可以包括位于字線wl1至wl4和位線bl1至bl4之間的每個(gè)交叉點(diǎn)處的存儲(chǔ)單元mc。

存儲(chǔ)單元mc可以包括用于存儲(chǔ)信息的可變電阻層me和用于選擇存儲(chǔ)單元mc的選擇器件sw。在位于字線wl1和位線bl1之間的存儲(chǔ)單元mc中，可變電阻層me可以電連接到字線wl1，選擇器件sw可以電連接到位線bl1，并且可變電阻層me和選擇器件sw可以彼此串聯(lián)連接。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。例如，在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，在存儲(chǔ)單元mc中，選擇器件sw可以直接連接到字線wl1，并且可變電阻層me可以直接連接到位線bl1。

電壓可以經(jīng)由字線wl1至wl4和位線bl1至bl4被施加到存儲(chǔ)單元mc的可變電阻層me，因而，電流可以在可變電阻層me中流動(dòng)?？勺冸娮鑼觤e可以包括在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間可逆地變換的相變材料層。然而，可變電阻層me不限于此。例如，在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，可變電阻層me可以包括其電阻值根據(jù)施加到其上的電壓而改變的任意可變電阻器。例如，可變電阻層me的電阻可以根據(jù)施加到被選擇的存儲(chǔ)單元mc的可變電阻層me的電壓而在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間可逆地變換。

存儲(chǔ)單元mc可以根據(jù)可變電阻層me的電阻變化存儲(chǔ)諸如“0”或“1”的數(shù)字信息，并且數(shù)字信息可以被從存儲(chǔ)單元mc擦除。例如，數(shù)據(jù)可以在存儲(chǔ)單元mc中被寫為高電阻狀態(tài)“0”和低電阻狀態(tài)“1”。從高電阻狀態(tài)“0”到低電阻狀態(tài)“1”的寫入可以被稱為設(shè)置操作，從低電阻狀態(tài)“1”到高電阻狀態(tài)“0”的寫入可以被稱為重置操作。然而，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)單元mc不限于僅僅對(duì)應(yīng)于高電阻狀態(tài)“0”和低電阻狀態(tài)“1”的數(shù)字信息，而是可以存儲(chǔ)各種電阻狀態(tài)。

任意的存儲(chǔ)單元mc可以通過(guò)選擇字線wl1至wl4和位線bl1至bl4被尋址并且可以通過(guò)在字線wl1至wl4與位線bl1至bl4之間施加某種信號(hào)被編程，并且基于配置任意存儲(chǔ)單元mc的可變電阻器的電阻值的信息可以通過(guò)經(jīng)由位線bl1至bl4測(cè)量電流值被讀出。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件100中，多個(gè)蓋層142和144(見，例如圖2)可以分別形成在可變電阻層me的側(cè)壁和選擇器件sw的側(cè)壁上。例如，參考圖2，多個(gè)蓋層142可以形成在可變電阻層132的側(cè)壁上，并且多個(gè)蓋層144可以形成在選擇器件134的側(cè)壁上。包括具有比蓋層142和144的介電常數(shù)低的介電常數(shù)的材料的多個(gè)絕緣圖案150和160(見，例如圖2)可以形成在相鄰的存儲(chǔ)單元mc之間的空間中。例如，參考圖2，所述多個(gè)絕緣圖案150和160可以形成在多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130的相鄰者之間。因而，由存儲(chǔ)器件100的尺寸的減小引起的rc延遲可以被減小或消除，因此，存儲(chǔ)器件100可以以相對(duì)高的速度運(yùn)行。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的透視圖。圖3是沿圖2的線x1-x1'和線y1-y1'截取的截面圖。圖4是沿圖2的線x2-x2'和線y2-y2'截取的截面圖。

參考圖2至4，存儲(chǔ)器件100可以包括在基板102上在第一方向(例如x方向)上延伸的多條字線110以及在垂直于第一方向的第二方向(例如y方向)上延伸的多條位線120。

絕緣夾層105可以設(shè)置在基板102上。絕緣夾層105可以包括諸如硅氧化物的氧化物，或諸如硅氮化物的氮化物。絕緣夾層105可以電分離所述多條字線110與基板102。

所述多條字線110和所述多條位線120可以均包括金屬、導(dǎo)電的金屬氮化物、導(dǎo)電的金屬氧化物、或其組合。在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，所述多條字線110和所述多條位線120可以均包括鎢(w)、鎢氮化物(wn)、金(au)、銀(ag)、銅(cu)、鋁(al)、鈦鋁氮化物(tialn)、銥(ir)、鉑(pt)、鈀(pd)、釕(ru)、鋯(zr)、銠(rh)、鎳(ni)、鈷(co)、鉻(cr)、錫(sn)、鋅(zn)、銦錫氧化物(ito)、其合金或其組合。在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，所述多條字線110和所述多條位線120可以均包括金屬層和覆蓋至少一部分金屬層的導(dǎo)電的阻擋層。導(dǎo)電的阻擋層可以包括例如鈦(ti)、tin、鉭(ta)、tan或其組合。

參考圖2至4，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，所述多條字線110可以設(shè)置在基板102上并且所述多條位線120可以設(shè)置在所述多條字線110上，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，所述多條位線120可以在基板102上在第一方向上或第二方向上延伸，并且所述多條字線110可以在所述多條位線120上在第二方向或第一方向上延伸。

參考圖2，在第一方向(例如x方向)上延伸的每條字線110可以交叉在第二方向(例如y方向)上延伸的每條位線120。多個(gè)存儲(chǔ)單元mc可以分別設(shè)置在所述多條字線110和所述多條位線120之間的多個(gè)交叉點(diǎn)處。

所述多個(gè)存儲(chǔ)單元mc的每個(gè)可以包括存儲(chǔ)單元柱130。每個(gè)存儲(chǔ)單元柱可以包括頂部電極te、可變電阻層132、中間電極me、選擇器件134和底部電極be。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，可變電阻層132可以包括根據(jù)加熱持續(xù)時(shí)間而在結(jié)晶態(tài)和非晶態(tài)之間可逆地改變的相變材料。例如，可變電阻層132可以包括其相位由于由施加在可變電阻層132的兩端之間的電壓產(chǎn)生的焦耳熱而可逆地改變的材料。該材料的電阻可以隨相變而改變。相變材料可以在非晶相處于高電阻狀態(tài)，并且可以在晶相處于低電阻狀態(tài)。高電阻狀態(tài)可以被定義為0，并且低電阻狀態(tài)可以被定義為1，因此數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在可變電阻層132中。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，可變電阻層132可以包括來(lái)自周期表第vi族的一種或更多種元素(例如硫族元素)，并且可以額外包括來(lái)自第iii族、第iv族或第v族的一種或更多種化學(xué)調(diào)節(jié)劑。例如，可變電阻層132可以包括ge-sb-te。包括連字符(-)的化學(xué)組成標(biāo)記可以代表包括某種化合物或在化合物種包括的元素，并且可以代表包括所代表的元素的全部化學(xué)式結(jié)構(gòu)。例如，ge-sb-te可以是諸如ge2sb2te5、ge2sb2te7、ge1sb2te4、ge1sb4te7或類似物的材料。

除ge-sb-te之外，可變電阻層132還可以包括各種相變材料。例如，可變電阻層132可以包括ge-te、sb-te、in-se、ga-sb、in-sb、as-te、al-te、bi-sb-te(bst)、in-sb-te(ist)、ge-sb-te、te-ge-as、te-sn-se、ge-se-ga、bi-se-sb、ga-se-te、sn-sb-te、in-sb-ge、in-ge-te、ge-sn-te、ge-bi-te、ge-te-se、as-sb-te、sn-sb-bi、ge-te-o、te-ge-sb-s、te-ge-sn-o、te-ge-sn-au、pd-te-ge-sn、in-se-ti-co、ge-sb-te-pd、ge-sb-te-co、sb-te-bi-se、ag-in-sb-te、ge-sb-se-te、ge-sn-sb-te、ge-te-sn-ni、ge-te-sn-pd、ge-te-sn-pt、in-sn-sb-te或as-ge-sb-te或其組合的至少之一。

包括在可變電阻層132中的每種元素可以具有不同的化學(xué)計(jì)量比?？勺冸娮鑼?32的結(jié)晶溫度、熔化溫度、基于結(jié)晶能量的相變速度以及數(shù)據(jù)保持特性可以基于每種元素的化學(xué)計(jì)量比調(diào)整。

可變電阻層132可以包括諸如碳(c)、氮(n)、硅(si)、氧(o)、鉍(bi)或錫(sn)的至少一種雜質(zhì)。存儲(chǔ)器件100的驅(qū)動(dòng)電流可以通過(guò)所述至少一種雜質(zhì)改變?？勺冸娮鑼?32可以包括至少一種金屬。例如，可變電阻層132可以包括鋁(al)、鎵(ga)、錫(sn)、鈦(ti)、鉻(cr)、錳(mn)、鐵(fe)、鈷(co)、鎳(ni)、鉬(mo)、釕(ru)、鈀(pd)、鉿(hf)、鉭(ta)、銥(ir)、鉑(pt)、鋯(zr)、鉈(tl)、鉛(pb)、鈦(ti)和釙(po)的至少之一。該金屬可以提高可變電阻層132的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，并且可以因此提高結(jié)晶速度，因此提高設(shè)置速度。該金屬可以提高可變電阻層132的數(shù)據(jù)保持特性。

可變電阻層132可以具有在其中具有不同物理特性的兩層或更多層層疊的多層結(jié)構(gòu)。所述層的數(shù)量或厚度可以依照要求選擇。阻擋層可以形成在所述層之間。阻擋層可以防止材料在所述層之間擴(kuò)散。例如，當(dāng)形成所述層當(dāng)中的隨后的層時(shí)，阻擋層可以減少前一層的擴(kuò)散。

可變電阻層132可以具有在其中包括不同材料的多個(gè)層交替層疊的超晶格結(jié)構(gòu)。例如，可變電阻層132可以包括在其中包含ge-te的第一層和包含sb-te的第二層交替地層疊的結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此，并且第一層的材料不限于ge-te，第二層的材料不限于sb-te。第一和第二層可以均包括上述各種材料。

可變電阻層132已經(jīng)在以上被描述為包括相變材料。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。例如，在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器件100的可變電阻層132可以包括具有電阻變化特性的各種材料。

在本發(fā)明構(gòu)思的一些示例性實(shí)施方式中，當(dāng)可變電阻層132包括過(guò)渡金屬氧化物時(shí)，存儲(chǔ)器件100可以是電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(reram)。在包括過(guò)渡金屬氧化物的可變電阻層132中，至少一個(gè)電路徑可以經(jīng)由編程操作在可變電阻層132中形成或耗盡(deplete)。當(dāng)電學(xué)路徑形成時(shí)，可變電阻層132可以具有低電阻值，并且當(dāng)電學(xué)路徑耗盡時(shí)，可變電阻層132可以具有高電阻值。存儲(chǔ)器件100可以通過(guò)利用可變電阻層132的電阻值差異來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

當(dāng)可變電阻層132包括過(guò)渡金屬氧化物時(shí)，過(guò)渡金屬氧化物可以包括諸如ta、zr、ti、hf、mn、y、ni、co、zn、nb、cu、fe或cr的至少一種金屬。例如，過(guò)渡金屬氧化物可以具有包括從ta2o5-x、zro2-x、tio2-x、hfo2-x、mno2-x、y2o3-x、nio1-y、nb2o5-x、cuo1-y和fe2o3-x中選出的至少一種材料的單層或多層結(jié)構(gòu)。在以上描述的材料中，x可以在0≤x≤1.5的范圍內(nèi)選擇，并且y可以在0≤y≤0.5的范圍內(nèi)選擇。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，當(dāng)可變電阻層132具有包括包含磁性材料的兩個(gè)電極以及設(shè)置在這兩個(gè)磁性電極之間的電介質(zhì)的磁隧道結(jié)(mjt)結(jié)構(gòu)時(shí)，存儲(chǔ)器件100可以是磁隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(mram)。

所述兩個(gè)電極可以分別是磁化固定層和磁化自由層，并且設(shè)置在其間的電介質(zhì)可以是隧穿勢(shì)壘層。磁化固定層可以具有被固定在一個(gè)方向上的磁化方向，并且磁化自由層可以具有可變?yōu)槠叫谢蚍雌叫杏诖呕潭▽拥拇呕较虻拇呕较?。磁化固定層和磁化自由層的磁化方向可以平行于隧穿?shì)壘層的一個(gè)表面，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，磁化固定層和磁化自由層的磁化方向可以垂直于隧穿勢(shì)壘層的所述一個(gè)表面。

當(dāng)磁化自由層的磁化方向平行于磁化固定層的磁化方向時(shí)，可變電阻層132可以具有第一電阻值。當(dāng)磁化自由層的磁化方向反平行于磁化固定層的磁化方向時(shí)，可變電阻層132可以具有第二電阻值。通過(guò)使用這樣的電阻值差異，存儲(chǔ)器件100可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。磁化自由層的磁化方向可以通過(guò)在編程電流中包括的電子的自旋扭矩而改變。

磁化固定層和磁化自由層可以均包括磁性材料。在這種情況下，磁化固定層還可以包括固定在磁化固定層中包括的鐵磁材料的磁化方向的反鐵磁材料。隧穿勢(shì)壘層可以包括諸如mg、ti、al、mgzn或mgb的至少一種氧化物，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

選擇器件134可以是用于控制電流的流動(dòng)的電流控制元件。選擇器件134可以是例如具有雙向閾值開關(guān)(ots)特性的電流控制元件。

選擇器件134可以包括具有根據(jù)跨選擇器件134的兩端施加的電壓的電平而改變的電阻的材料，并且例如，可以包括具有ots特性的材料。例如，當(dāng)比閾值電壓vt低的電壓被施加到選擇器件134時(shí)，選擇器件134可以在高電阻狀態(tài)，并且當(dāng)比閾值電壓vt高的電壓被施加到選擇器件134時(shí)，選擇器件134可以在低電阻狀態(tài)并且電流可以開始流動(dòng)。當(dāng)流過(guò)選擇器件134的電流變得比保持電流低時(shí)，選擇器件134可以變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)。選擇器件134的ots特性將參考圖5在以下被更詳細(xì)地描述。

選擇器件134可以包括硫族化物材料作為ots材料層。硫族化物材料的代表性示例可以包括來(lái)自周期表第vi族的一種或更多種元素(例如硫族元素)并且可以額外包括來(lái)自第iii族、第iv族或第v族的一種或更多種化學(xué)調(diào)節(jié)劑。能夠被包括在選擇器件134中的示例性硫族元素可以包括硫(s)、硒(se)或碲(te)。硫族元素的特征在于包括二價(jià)鍵和孤對(duì)電子。二價(jià)鍵通過(guò)鍵合用于形成硫族化物材料的硫族元素而致使鏈和環(huán)結(jié)構(gòu)的形成，并且孤對(duì)電子提供用于形成導(dǎo)電細(xì)絲的電子源。例如，諸如al、ga、銦(in)、鍺(ge)、sn、si、磷(p)、砷(as)或銻(sb)的三價(jià)和四價(jià)調(diào)節(jié)劑可以被添加到硫族元素的鏈和環(huán)結(jié)構(gòu)中以確定硫族化物材料的結(jié)構(gòu)剛度，并且可以基于執(zhí)行結(jié)晶或其它結(jié)構(gòu)重排的能力而將硫族化物材料分類為開關(guān)材料和相變材料。

在本發(fā)明構(gòu)思的一些示例性實(shí)施方式中，選擇器件134可以包括si、te、as、ge、in或其組合。例如，選擇器件134可以包括大約14％的si、大約39％的te、大約37％的as、大約9％的ge和大約1％的in。百分比表示在原子元素是總計(jì)100％的情況下的原子百分比。

選擇器件134可以包括si、te、as、ge、s、se或其組合。例如，選擇器件134可以包括大約5％的si、大約34％的te、大約28％的as、大約11％的ge、大約21％的s和大約1％的se。

選擇器件134可以包括si、te、as、ge、s、se、sb或其組合。例如，選擇器件134可以包括大約21％的te、大約10％的as、大約15％的ge、大約2％的s、大約50％的se和大約2％的sb。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件100中，選擇器件134不限于ots材料層。例如，選擇器件134可以包括具有選擇器件的功能的各種材料層，而不限于ots材料層。例如，選擇器件134可以包括二極管、隧道結(jié)、pnp二極管或雙極結(jié)型晶體管(bjt)，或可以采用混合離子-電子傳導(dǎo)(miec)。

底部電極be可以設(shè)置在所述多條字線110和選擇器件134之間。中間電極me可以設(shè)置在選擇器件134和可變電阻層132之間。頂部電極te可以設(shè)置在可變電阻層132和所述多條位線120之間。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，底部電極be、中間電極me和頂部電極te可以均包括金屬、導(dǎo)電的金屬氮化物、導(dǎo)電的金屬氧化物、或其組合。底部電極be、中間電極me和頂部電極te中的至少之一可以包括包含金屬或?qū)щ姷慕饘俚锏膶?dǎo)電層、以及覆蓋導(dǎo)電層的至少一部分的至少一個(gè)導(dǎo)電的阻擋層。導(dǎo)電的阻擋層可以包括金屬氧化物、金屬氮化物或其組合，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，接觸可變電阻層132的頂部電極te或中間電極me可以包括產(chǎn)生足以使可變電阻層132相變的熱的導(dǎo)電材料。例如，頂部電極te或中間電極me可以包括諸如tin、tisin、tialn、tasin、taaln、tan、wsi、wn、tiw、mon、nbn、tibn、zrsin、wsin、wbn、zraln、moaln、tial、tion、tialon、won、taon、c、sic、sicn、cn、ticn、tacn或其組合、其氮化物的耐火金屬，或碳基導(dǎo)電材料。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，加熱器電極可以設(shè)置在可變電阻層132和頂部電極te之間或在可變電阻層132和中間電極me之間。加熱器電極可以包括產(chǎn)生足以使可變電阻層132相變的熱量的導(dǎo)電材料。例如，加熱器電極可以包括諸如tin、tisin、tialn、tasin、taaln、tan、wsi、wn、tiw、mon、nbn、tibn、zrsin、wsin、wbn、zraln、moaln、tial、tion、tialon、won、taon、c、sic、sicn、cn、ticn、tacn或其組合、其氮化物的耐火金屬，或碳基導(dǎo)電材料。

參考圖2至4，可變電阻層132可以設(shè)置在選擇器件134上面，其中中間電極me設(shè)置在選擇器件134和可變電阻層132之間，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，選擇器件134可以設(shè)置在可變電阻層132上面，其中中間電極me設(shè)置在可變電阻層132和選擇器件134之間。接觸可變電阻層132的底部電極be或中間電極me可以包括產(chǎn)生足以使可變電阻層132相變的熱的導(dǎo)電材料。加熱器電極可以設(shè)置在可變電阻層132和底部電極be之間或在可變電阻層132和中間電極me之間。

多個(gè)蓋層142和144可以分別形成在所述多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130的側(cè)壁上。第一蓋層142可以設(shè)置在可變電阻層132的側(cè)壁上，第二蓋層144可以設(shè)置在選擇器件134的側(cè)壁上。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第一蓋層142可以圍繞可變電阻層132的側(cè)壁并且可以接觸頂部電極te的底部和中間電極me的頂部。參考圖2，第一蓋層142可以圍繞可變電阻層132的側(cè)壁的基本上整個(gè)部分，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

第一蓋層142可以包括設(shè)置在可變電阻層132的側(cè)壁上并且沿第二方向(例如，y方向)彼此間隔開的一對(duì)第一部分142x以及設(shè)置在可變電阻層132的側(cè)壁上并且沿第一方向(例如，x方向)彼此間隔開的一對(duì)第二部分142y。該對(duì)第二部分142y可以接觸該對(duì)第一部分142x的端部，并且該對(duì)第一部分142x和該對(duì)第二部分142y可以圍繞可變電阻層132的側(cè)壁。

參考圖3，包括在第一蓋層142中的該對(duì)第一部分142x可以均包括在第一方向(例如，x方向)上延伸的外壁142x-os和內(nèi)壁142x-is。第一蓋層142的內(nèi)壁142x-is可以接觸可變電阻層132的側(cè)壁。在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第一蓋層142的內(nèi)壁142x-is可以沿第三方向(例如，z方向)是基本上平坦的。例如，第一蓋層142的內(nèi)壁142x-is可以是垂直地平坦的。第一蓋層142的外壁142x-os可以與中間電極me的側(cè)壁對(duì)準(zhǔn)。第一蓋層142的外壁142x-os的延伸面可以設(shè)置在與中間電極me的側(cè)壁的延伸面基本上相同的平面上。

參考圖3，包括在第一蓋層142中的該對(duì)第二部分142y可以均包括在第二方向(例如，y方向)上延伸的外壁142y-os和內(nèi)壁142y-is。接觸可變電阻層132的側(cè)壁的第一蓋層142的內(nèi)壁142y-is可以沿第三方向(例如，z方向)是基本上平坦的。例如，接觸可變電阻層132的側(cè)壁的第一蓋層142的內(nèi)壁142y-is可以是垂直地平坦的。第一蓋層142的外壁142y-os可以與中間電極me的側(cè)壁對(duì)準(zhǔn)。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第二蓋層144可以圍繞選擇器件134的側(cè)壁并且可以接觸中間電極me的底部和底部電極be的頂部。參考圖2，第二蓋層144可以圍繞選擇器件134的側(cè)壁的基本上整個(gè)部分，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

第二蓋層144可以包括設(shè)置在選擇器件134的側(cè)壁上并且沿第二方向(例如，y方向)彼此間隔開的至少兩個(gè)第三部分144x以及設(shè)置在選擇器件134的側(cè)壁上并且沿第一方向(例如，x方向)彼此間隔開的至少兩個(gè)第四部分144y。第四部分144y可以接觸該對(duì)第三部分144x的端部。第三部分144x和第四部分144y可以圍繞選擇器件134的側(cè)壁。

參考圖3，包括在第二蓋層144中的該對(duì)第三部分144x可以均包括在第一方向(例如，x方向)上延伸的外壁144x-os和內(nèi)壁144x-is。第二蓋層144的內(nèi)壁144x-is可以接觸選擇器件134的側(cè)壁。在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第二蓋層144的內(nèi)壁144x-is可以沿第三方向(例如，z方向)是基本上平坦的。例如，第二蓋層144的內(nèi)壁144x-is可以是垂直地平坦的。第二蓋層144的外壁144x-os可以與中間電極me的側(cè)壁對(duì)準(zhǔn)。

包括在第二蓋層144中的第四部分144y可以均包括在第二方向(例如，y方向)上延伸的外壁144y-os和內(nèi)壁144y-is。接觸選擇器件134的側(cè)壁的第二蓋層144的內(nèi)壁144y-is可以沿第三方向(例如，z方向)是基本上平坦的。第二蓋層144的外壁144y-os可以與中間電極me的側(cè)壁對(duì)準(zhǔn)。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第一蓋層142和第二蓋層144可以均包括硅氮化物或硅氮氧化物。然而，第一蓋層142和第二蓋層144的每個(gè)的材料不限于此。第一蓋層142和第二蓋層144可以分別圍繞可變電阻層132和選擇器件134的側(cè)壁。第一蓋層142和第二蓋層144可以每個(gè)作為防止可變電阻層132和選擇器件134由于在制造存儲(chǔ)器件100的工藝中(諸如，在蝕刻下面的層或形成絕緣層的工藝中)暴露而被氧化或損壞的鈍化層。

多個(gè)第一絕緣圖案150可以分別設(shè)置在沿第二方向(例如，y方向)布置成一行的多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130之間。多個(gè)第二絕緣圖案160可以分別設(shè)置在沿第一方向(例如，x方向)布置成一行的多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130之間。

參考圖2至4，所述多個(gè)第二絕緣圖案160可以是在第一方向上彼此間隔開并且沿第二方向延伸的線型圖案。所述多個(gè)第一絕緣圖案150可以是分別設(shè)置在多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130之間在所述多個(gè)第二絕緣圖案160當(dāng)中的兩個(gè)相鄰的第二絕緣圖案160之間的島型圖案。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，所述多個(gè)第一絕緣圖案150可以是沿第二方向延伸的線型圖案，并且所述多個(gè)第二絕緣圖案160可以是沿第一方向和第二方向彼此間隔開的島型圖案。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，所述多個(gè)第一絕緣圖案150可以是沿第一方向和第二方向彼此間隔開的島型圖案，并且所述多個(gè)第二絕緣圖案160可以是沿第一方向延伸的線型圖案。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，所述多個(gè)第一絕緣圖案150和所述多個(gè)第二絕緣圖案160可以均包括在介電常數(shù)方面比蓋層142和144低的材料。例如，所述多個(gè)第一絕緣圖案150和所述多個(gè)第二絕緣圖案160可以每個(gè)包括諸如bpsg、psg、usg、fsg、sog、fox、teos、pe-teos、hdp-cvd氧化物、fsg或sioc的硅氧化物。

參考圖3，中間電極me在第二方向(例如，y方向)上可以具有第一寬度w1?？勺冸娮鑼?32在第二方向上的第二寬度w2可以小于中間電極me的第一寬度w1。選擇器件134在第二方向上的第三寬度w3可以小于中間電極me的第一寬度w1。中間電極me的第一寬度w1可以從大約10nm至大約200nm，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此?？勺冸娮鑼?32的第二寬度w2和選擇器件134的第三寬度w3可以從大約5nm至大約180nm，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。中間電極me的第一寬度w1、可變電阻層132的第二寬度w2和選擇器件134的第三寬度w3和/或中間電極me、可變電阻層132和選擇器件134的厚度可以基于存儲(chǔ)器件100的集成度、光刻工藝的分辨度限制和選擇器件134的閾值電壓選擇。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第一蓋層142可以在第二方向(例如，y方向)上具有第四寬度w4，并且第二蓋層144可以在第二方向上具有等于第四寬度w4的第五寬度w5。例如，第四寬度w4和第五寬度w5可以從大約2nm至大約50nm。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，第一蓋層142的第四寬度w4可以不同于第二蓋層144的第五寬度w5。

通常，在形成所述多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130的工藝(例如，蝕刻所述多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130的工藝，蝕刻字線110或位線120的工藝，或形成所述多個(gè)絕緣圖案150和160的工藝)中，當(dāng)包括相材料層的可變電阻層132和包括具有ots特性的材料的選擇器件134暴露于大氣(例如，空氣)時(shí)，可以在可變電阻層132和選擇器件134中發(fā)生諸如被氧化的損壞。包括硅氮化物的鈍化層可以圍繞所述多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130的每個(gè)的側(cè)壁，因此，諸如氧化的損壞可以被減少或消除。然而，在包括交叉點(diǎn)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器件中，隨著每個(gè)存儲(chǔ)單元柱130的寬度減小，存儲(chǔ)單元柱130之間的間隔也可以減小。在這種情況下，鈍化層可以充分地填充存儲(chǔ)單元柱130之間的間隔。然而，由于通常具有高介電常數(shù)的鈍化層，相當(dāng)大的rc延遲可以在驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器件中發(fā)生。

然而，在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件100中，具有相對(duì)薄的厚度的蓋層142和144可以設(shè)置在可變電阻層132和選擇器件134的僅側(cè)壁上，并且所述多個(gè)絕緣圖案150和160可以設(shè)置在存儲(chǔ)單元柱130之間。所述多個(gè)絕緣圖案150和160可以包括具有比每個(gè)蓋層142和144的介電常數(shù)低的介電常數(shù)的材料。因而，在驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器件100期間發(fā)生的rc延遲可以被減小或消除，因此使得存儲(chǔ)器件100能高速運(yùn)行。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件100中，因?yàn)榫哂邢鄬?duì)薄的厚度的蓋層142和144設(shè)置在可變電阻層132和選擇器件134的僅側(cè)壁上，所以在制造存儲(chǔ)器件100的工藝中對(duì)可變電阻層132和選擇器件134的損壞可以被減小或阻止。因而，存儲(chǔ)器件100的可靠性可以被提高。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件100中，可以使用具有ots特性的選擇器件134。ots器件可以包括在導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)具有非晶態(tài)的硫族化合物。例如，ots器件可以通過(guò)施加電壓或電流而在對(duì)應(yīng)于相對(duì)高電阻的斷開狀態(tài)和對(duì)應(yīng)于相對(duì)低電阻的導(dǎo)通狀態(tài)之間重復(fù)地變換，而沒有硫族化合物的相的任何變化。因而，ots器件可以具有相對(duì)高的耐久性(例如，相對(duì)高的循環(huán)特性和可靠性)。即使當(dāng)存儲(chǔ)器件100的集成度相對(duì)高時(shí)，諸如，當(dāng)存儲(chǔ)器件100尺寸縮小時(shí)，在每個(gè)存儲(chǔ)單元柱130中的選擇器件134也可以具有均勻的閾值電壓分布。下面將參考圖5更詳細(xì)地描述ots器件的開關(guān)操作。

圖5是示意性地顯示具有ots特性的ots器件的電壓-電流曲線60的曲線圖。圖5示意性地顯示根據(jù)跨具有ots特性的ots器件的兩端施加的電壓，在ots器件中流動(dòng)的電流。

參考圖5，第一曲線61代表在其中在ots器件中電流不流動(dòng)的狀態(tài)的電壓-電流關(guān)系。ots器件可以作為具有在第一電壓電平63的閾值電壓vt的開關(guān)器件。當(dāng)電壓從電壓和電流是0的狀態(tài)逐漸增大時(shí)，在ots器件中電流幾乎不流動(dòng)，直到電壓達(dá)到閾值電壓vt(例如，第一電壓電平63)。然而，電壓一超過(guò)閾值電壓vt，在ots器件中流動(dòng)的電流就會(huì)急劇地增大，并且施加到ots器件的電壓可以降低至第二電壓電平64(例如，飽和電壓vs)。

第二曲線62代表在電流在ots器件中流動(dòng)的狀態(tài)的電壓-電流關(guān)系。因?yàn)樵趏ts器件中流動(dòng)的電流具有比第一電流水平66高的水平，所以施加到ots器件的電壓可以比第二電壓電平64稍微地進(jìn)一步增大。例如，當(dāng)在ots器件中流動(dòng)的電流從第一電流水平66增大到第二電流水平67時(shí)，施加到ots器件的電壓可以從第二電壓電平64稍微地增大。例如，一旦電流流過(guò)ots器件，施加到ots器件的電壓就可以基本上維持為飽和電壓vs(例如，第二電壓電平64)。例如，當(dāng)電流減小至小于保持電流水平(例如，第一電流水平66)時(shí)，ots器件可以變?yōu)殡娮锠顟B(tài)并且可以有效地阻擋電流直到電壓增大到閾值電壓vt。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的截面圖。參考圖6，相同的參考數(shù)字可以表示參考圖1至5描述的相同部件，因此重復(fù)的描述可以被省略。

圖6示出與沿圖2的線x1-x1'截取的截面圖對(duì)應(yīng)的截面圖。除了第一蓋層142a和第二蓋層144a的每個(gè)的形狀之外，參考圖6描述的存儲(chǔ)器件100a可以與參考圖2至4描述的存儲(chǔ)器件100基本上相同。

參考圖6，多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130a可以均包括可變電阻層132a和選擇器件134a，可變電阻層132a包括設(shè)置在可變電阻層132a的側(cè)壁中的凹入部分132r，選擇器件134a包括設(shè)置在選擇器件134a的側(cè)壁中的凹入部分134r。

可變電阻層132a的側(cè)壁可以包括朝向內(nèi)側(cè)凹進(jìn)的凹入部分132r，因此，可變電阻層132a的第二寬度w2在從上側(cè)到中心部分的方向上可以逐漸減小，并且在從中心部分到下側(cè)的方向上可以逐漸增大。參考圖6，尾部(tail)可以朝向外側(cè)延伸并且可以形成在可變電阻層132a的最上面的側(cè)壁中。尾部可以形成在可變電阻層132a的最下面的側(cè)壁中。

選擇器件134a的側(cè)壁可以包括朝向內(nèi)側(cè)凹進(jìn)的凹入部分134r，因此,選擇器件134a的第三寬度w3可以在從上側(cè)到中心部分的方向上逐漸減小并且可以在從中心部分到下側(cè)的方向上逐漸增大。參考圖6，尾部可以朝向外側(cè)延伸并且可以形成在選擇器件134a的最上面的側(cè)壁中。尾部可以形成在選擇器件134a的最下面的側(cè)壁中。第一蓋層142a可以圍繞可變電阻層132a的凹入部分132r。第一蓋層142a的外壁142a-os可以與中間電極me的側(cè)壁對(duì)準(zhǔn)，并且可以在垂直方向(例如，z方向)上是基本上平坦的。備選地，第一蓋層142a的外壁142a-os可以以關(guān)于垂直方向的一角度傾斜。第一蓋層142a的內(nèi)壁142a-is可以是被圓化的側(cè)壁，該被圓化的側(cè)壁接觸可變電阻層132a的凹入部分132r并且在朝向可變電阻層132a的方向上突出。

第二蓋層144a可以圍繞選擇器件134a的凹入部分134r。第二蓋層144a的外壁144a-os可以與中間電極me的側(cè)壁對(duì)準(zhǔn)并且可以在垂直方向(例如，z方向)上是基本上平坦的。備選地，第二蓋層144a的外壁144a-os可以以關(guān)于垂直方向的一角度傾斜。第二蓋層144a的內(nèi)壁142a-is可以是被圓化的側(cè)壁，該被圓化的側(cè)壁接觸選擇器件134a的凹入部分134r并且在朝向選擇器件134a的方向上突出。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，可變電阻層132a的凹入部分132r和選擇器件134a的凹入部分134r可以通過(guò)用于可變電阻層132a和選擇器件134a的各向同性蝕刻工藝形成。第一蓋層142a和第二蓋層144a可以填充通過(guò)各向同性蝕刻工藝去除的一部分可變電阻層132a和一部分選擇器件134a，因此，第一蓋層142a和第二蓋層144a可以分別填充被圓化的內(nèi)壁142a-is和被圓化的內(nèi)壁144a-is。

可變電阻層132a的凹入部分132r的示例性輪廊和選擇器件134a的凹入部分134r的輪廊在圖6中示出。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此?？勺冸娮鑼?32a的凹入部分132r的輪廊和選擇器件134a的凹入部分134r的輪廊可以基于可變電阻層132a和選擇器件134a的材料、可變電阻層132a和選擇器件134a的高度、以及施加到用于可變電阻層132a和選擇器件134a的各向同性蝕刻工藝的蝕刻配方而改變。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，當(dāng)用于可變電阻層132a的第一各向同性蝕刻工藝和用于選擇器件134a的第二各向同性蝕刻工藝被分別執(zhí)行時(shí)，可變電阻層132a的凹入部分132r的輪廊可以不同于選擇器件134a的凹入部分134r的輪廊。例如，當(dāng)?shù)谝桓飨蛲晕g刻工藝的蝕刻速度不同于第二各向同性蝕刻工藝的蝕刻速度時(shí)，例如，可變電阻層132a的側(cè)壁可以包括大致垂直地平坦的凹入部分132r，并且選擇器件134a的凹入部分134r的傾斜角可以比在圖6中示出的大。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，即使當(dāng)用于可變電阻層132a的各向同性蝕刻工藝和用于選擇器件134a的各向同性蝕刻工藝被基本上同時(shí)執(zhí)行時(shí)，基于可變電阻層132a和選擇器件134a的材料和/或高度差，可變電阻層132a的凹入部分132r的輪廊也可以不同于選擇器件134a的凹入部分134r的輪廊。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的截面圖。參考圖7，相同的參考數(shù)字可以表示參考圖1至6描述的相同部件，因此，重復(fù)的描述可以被省略。

圖7示出與沿圖2的線x1-x1'截取的截面圖對(duì)應(yīng)的截面圖。除了第一蓋層142b和第二蓋層144b的每個(gè)的形狀之外，參考圖7描述的存儲(chǔ)器件100b可以與參考圖2至4描述的存儲(chǔ)器件100基本上相同。

參考圖7，多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130b可以每個(gè)包括在第二方向(例如，y方向)上具有第二寬度w2b的可變電阻層132b以及具有不同于第二寬度w2b的第三寬度w3b的選擇器件134b。接觸可變電阻層132b的第一蓋層142b在第二方向(例如，y方向)上的第四寬度w4b可以不同于接觸選擇器件134b的第二蓋層144b在第二方向上的第五寬度w5b。

例如，可變電阻層132b的第二寬度w2b可以小于選擇器件134b的第三寬度w3b。當(dāng)可變電阻層132b的第二寬度w2b小于選擇器件134b的第三寬度w3b時(shí)，集熱效應(yīng)可以增加，因此，存儲(chǔ)器件100b的重置電流可以減小(例如，或“重置”操作可以以相對(duì)低的重置電流執(zhí)行)。當(dāng)可變電阻層132b的第二寬度w2b相對(duì)小時(shí)，熱串?dāng)_(例如，或熱干擾)可以被減小或阻止，在該熱串?dāng)_中的熱在用于任意的可變電阻層132b的“寫”操作中產(chǎn)生并且會(huì)影響相鄰的可變電阻層132b。

然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此，并且可變電阻層132b的第二寬度w2b可以大于選擇器件134b的第三寬度w3b。

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的截面圖。圖8示出與沿圖2的線x1-x1'截取的截面圖對(duì)應(yīng)的截面圖。

參考圖8，在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件100c中，多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130c可以每個(gè)包括設(shè)置在可變電阻層132c和第一蓋層142之間的絕熱襯層(insulationliner)146。絕熱襯層146可以延伸到第一蓋層142的底部和頂部電極te的底部，并且也可以延伸到第一蓋層142的頂部和中間電極me的頂部。絕熱襯層146不需要設(shè)置在選擇器件134c和第二蓋層144之間。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，絕熱襯層146可以包括硅氮氧化物或硅氮化物，并且可以具有從大約1nm至大約20nm的第六寬度w6c。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的形成所述多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130c的工藝中，具有預(yù)定厚度的絕熱襯層146可以首先形成在可變電阻層132c的側(cè)壁上，然后，第一和第二蓋層142和144可以基本上同時(shí)形成在絕熱襯層146和選擇器件134c上。第一蓋層142的第四寬度w4c可以與第二蓋層144的第五寬度w5c基本上相同。在這種情況下，通過(guò)調(diào)整絕熱襯層146的第六寬度w6c，可變電阻層132c的第二寬度w2c可以形成得小于選擇器件134c的第三寬度w3c。因而，在所述多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130c中的集熱效應(yīng)可以增加，因此，存儲(chǔ)器件100c的重置電流可以減小。

然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，第一蓋層142可以首先形成在絕熱襯層146上，然后，第二蓋層144可以形成在選擇器件134c上。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，絕熱襯層146可以形成在可變電阻層132c的僅側(cè)壁上。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，當(dāng)可變電阻層132c設(shè)置在選擇器件134c下面時(shí)，絕熱襯層146可以形成在選擇器件134c的僅側(cè)壁上。在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，可變電阻層132c可以設(shè)置在選擇器件134c上，并且絕熱襯層146可以形成在選擇器件134c的僅側(cè)壁上。絕熱襯層146可以形成在可變電阻層132c和選擇器件134c的全部側(cè)壁上。

圖9是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的截面圖。圖9示出與沿圖2的線x1-x1'截取的截面圖對(duì)應(yīng)的截面圖。

參考圖9，在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件100d中，空氣間隔物as可以形成在多個(gè)第一絕緣圖案150a中?？諝忾g隔物as也可以形成在多個(gè)第二絕緣圖案160(見，例如，在圖2中示出的第二絕緣圖案160)中。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，所述多個(gè)第一絕緣圖案150a可以包括諸如硅氧化物的絕緣材料。例如，在形成所述多個(gè)第一絕緣圖案150a的工藝中，絕緣材料可能沒有充分地填充在存儲(chǔ)單元柱130之間的空間，因此空氣間隔物as可以形成在絕緣材料中。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，所述多個(gè)第一絕緣圖案150a可以具有相對(duì)薄的厚度并且可以共形地覆蓋每個(gè)存儲(chǔ)單元柱130的側(cè)壁。填充存儲(chǔ)單元柱130之間的空間的犧牲層可以形成在所述多個(gè)第一絕緣圖案150a上，然后，空氣間隔物as可以通過(guò)經(jīng)由灰化工藝和/或剝離工藝選擇性地去除犧牲層而形成在所述多個(gè)第一絕緣圖案150a中。

空氣間隔物as可以在介電常數(shù)方面低于第一和第二蓋層142和144。因而，可能在驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器件100d期間發(fā)生的rc延遲可以減小，因此存儲(chǔ)器件100d可以以相對(duì)高的速度運(yùn)行。

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的透視圖。圖11是沿圖10的線x1-x1'和線y1-y1'截取的截面圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的等效電路圖。

參考圖10至12，存儲(chǔ)器件200可以包括可以沿第一方向(例如，x方向)延伸的底部字線110(例如，字線wl11和wl12)以及沿第一方向(例如，圖10中的x方向)延伸并且在底部字線110上方在垂直于第一方向的第三方向(例如，z方向)上與底部字線110間隔開的頂部字線210(例如，字線wl21和wl22)。存儲(chǔ)器件200可以包括沿第二方向(例如，y方向)延伸并且在第三方向上與頂部字線210和底部字線110間隔開的公共位線120(例如，位線bl1至bl4)。

第一存儲(chǔ)單元130(mc1)可以設(shè)置在公共位線120和底部字線110之間。第二存儲(chǔ)單元230(mc2)可以設(shè)置在公共位線120和頂部字線210之間。選擇器件sw和可變電阻層me可以在第一存儲(chǔ)單元130(mc1)和第二存儲(chǔ)單元230(mc2)中彼此串聯(lián)連接。

參考圖11，多個(gè)絕緣圖案260可以分別設(shè)置在第一存儲(chǔ)單元130和第二存儲(chǔ)單元230之間。

第一存儲(chǔ)單元130(mc1)和第二存儲(chǔ)單元230(mc2)可以具有與以上參考圖2至4描述的存儲(chǔ)單元柱130的特性類似的特性。

第一存儲(chǔ)單元130可以包括順序地設(shè)置在公共位線120和底部字線110之間的交叉點(diǎn)處的第一底部電極be1、第一選擇器件134、第一中間電極me1、第一可變電阻層132和第一頂部電極te1。包括第一部分142x和第二部分142y的第一蓋層142可以形成在第一可變電阻層132的側(cè)壁上，并且包括第三部分144x和第四部分144y的第二蓋層144可以形成在第一選擇器件134的側(cè)壁上。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，第一選擇器件134和第一可變電阻層132的位置可以在第一存儲(chǔ)單元130中反轉(zhuǎn)。

第二存儲(chǔ)單元230可以包括順序地設(shè)置在公共位線120和頂部字線210之間的交叉點(diǎn)處的第二底部電極be2、第二選擇器件234、第二中間電極me2、第二可變電阻層232和第二頂部電極te2。包括蓋層242x和242y的第三蓋層242可以形成在第二可變電阻層232的側(cè)壁上，并且包括蓋層244x和244y的第四蓋層244可以形成在第二選擇器件234的側(cè)壁上。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，第二選擇器件234和第二可變電阻層232的位置可以在第二存儲(chǔ)單元230中反轉(zhuǎn)。

參考圖10至12，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，存儲(chǔ)器件200可以具有其中第一存儲(chǔ)單元130和第二存儲(chǔ)單元230分別層疊在公共位線120下和上的交叉點(diǎn)陣列結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，存儲(chǔ)器件200可以具有在其中第一存儲(chǔ)單元130和第二存儲(chǔ)單元230分別層疊在公共字線下和上的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，絕緣層可以形成在頂部字線210上，并且包括底部字線110、公共位線120、頂部字線210、第一存儲(chǔ)單元130和第二存儲(chǔ)單元230的層疊結(jié)構(gòu)可以形成在絕緣層上。例如，兩個(gè)或更多的層疊結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在第三方向(例如z方向)上，絕緣層設(shè)置在所述兩個(gè)或更多層疊結(jié)構(gòu)之間。

圖13是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件的透視圖。圖14是沿圖13的線x1-x1'截取的截面圖。

參考圖13和14，存儲(chǔ)器件300可以包括在基板102上方的第一水平的驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域310以及在基板102上方的第二水平的存儲(chǔ)單元陣列區(qū)域mca。

術(shù)語(yǔ)“水平”表示從基板102起在垂直方向(例如，z方向)上的高度。在基板102上方的第一水平可以比在基板102上方的第二水平更靠近基板102。

驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域310可以包括在該處設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元陣列區(qū)域mca中的存儲(chǔ)單元的外圍電路或驅(qū)動(dòng)電路的區(qū)域。例如，設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域310中的外圍電路可以是用于以相對(duì)高的速度處理輸入到存儲(chǔ)單元陣列區(qū)域mca/輸出到存儲(chǔ)單元陣列區(qū)域mca的數(shù)據(jù)的電路。例如，外圍電路可以是頁(yè)緩沖區(qū)、閂鎖電路、高速緩存電路、列解碼器、讀出放大器、數(shù)據(jù)輸入/輸出電路和/或行解碼器。

用于驅(qū)動(dòng)電路的有源區(qū)域ac可以通過(guò)隔離層104被限定在基板102中。配置該驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域310的多個(gè)晶體管tr可以形成在基板102的有源區(qū)域ac中。所述多個(gè)晶體管tr可以每個(gè)包括柵極g、柵絕緣層gd和源/漏區(qū)sd。柵極g的側(cè)壁可以被絕緣間隔物106覆蓋，并且蝕刻停止物108可以形成在柵極g和絕緣間隔物106上。蝕刻停止物108可以包括諸如硅氮化物或硅氮氧化物的絕緣材料。

多個(gè)絕緣夾層312a、312b和312c可以順序?qū)盈B在蝕刻停止物108上。所述多個(gè)絕緣夾層312a、312b和312c可以每個(gè)包括硅氧化物、硅氮氧化物和/或硅氮化物。

驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域310可以包括電連接到所述多個(gè)晶體管tr的多層布線結(jié)構(gòu)314。所述多層布線結(jié)構(gòu)314可以與所述多個(gè)絕緣夾層312a、312b和312c絕緣。

所述多層布線結(jié)構(gòu)314可以包括順序?qū)盈B在基板102上并且彼此電連接的第一接觸316a、第一布線層318a、第二接觸316b和第二布線層318b。在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第一布線層318a和第二布線層318b可以每個(gè)包括金屬、導(dǎo)電的金屬氮化物、金屬硅化物或其組合。例如，第一布線層318a和第二布線層318b可以每個(gè)包括諸如鎢(w)、鉬(mo)、鈦(ti)、鈷(co)、鉭(ta)、鎳(ni)、鎢硅化物、鈦硅化物、鈷硅化物或鎳硅化物的導(dǎo)電材料。

參考圖14，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，多層布線結(jié)構(gòu)314可以具有包括第一布線層318a和第二布線層318b的雙層布線結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。例如，基于驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域310的布局以及柵極g的種類和布置，所述多層布線結(jié)構(gòu)可以具有包括三層或更多層的多層布線結(jié)構(gòu)。

頂部絕緣夾層320可以形成在所述多個(gè)絕緣夾層312a至312c上。存儲(chǔ)單元陣列區(qū)域mca可以設(shè)置在頂部絕緣夾層320上。上面參考圖1至12更詳細(xì)地描述的存儲(chǔ)器件100、100a、100b、100c、100d或200或其組合可以設(shè)置存儲(chǔ)單元陣列區(qū)域mca中。

在存儲(chǔ)單元陣列區(qū)域mca和驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域310之間連接的布線結(jié)構(gòu)可以穿過(guò)頂部絕緣夾層320。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件300中，因?yàn)榇鎯?chǔ)單元陣列區(qū)域mca可以設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域310上，所以存儲(chǔ)器件300的集成度可以提高。

圖15a至15o是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的制造存儲(chǔ)器件的方法的截面圖。

下面將參考圖15a至15o更詳細(xì)地描述制造存儲(chǔ)器件100的方法。下面將參考15a至15o更詳細(xì)地描述與沿圖2的線x1-x1'截取的截面圖對(duì)應(yīng)的截面圖以及與沿圖2的線y1-y1'截取的橫截面對(duì)應(yīng)的截面圖。參考圖15a至15o，相同的參考數(shù)字可以表示參考圖1至14描述的相同部件，因此，重復(fù)的描述可以被省略。

參考圖15a，絕緣夾層105可以形成在基板102上，并且第一導(dǎo)電層110p可以形成在絕緣夾層105上。為了形成交叉點(diǎn)陣列，在其中初級(jí)底部電極層pbe、初級(jí)選擇器件層134p、初級(jí)中間電極層pme、初級(jí)可變電阻層132p和初級(jí)頂部電極層pte順序?qū)盈B的層疊結(jié)構(gòu)cps可以形成在第一導(dǎo)電層110p上。

第一掩模圖案410可以形成在層疊結(jié)構(gòu)cps上。

第一掩模圖案410可以包括在第一方向(例如，x方向)上延伸的多個(gè)線圖案。第一掩模圖案410可以具有單一層或者在其中多個(gè)層層疊的多層結(jié)構(gòu)。例如，第一掩模圖案410可以包括光致抗蝕劑圖案、硅氧化物圖案、硅氮化物圖案、硅氮氧化物圖案、多晶硅圖案或其組合，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第一掩模圖案410可以包括不同的材料。

參考圖15b，通過(guò)利用第一掩模圖案410作為蝕刻掩模，初級(jí)頂部電極pte和初級(jí)可變電阻層132p可以被順序地各向異性蝕刻以將初級(jí)頂部電極層pte分離為多條頂部電極線tel并且將初級(jí)可變電阻層132p分離為多條可變電阻層線132l。

因而，可以形成在第一方向(例如，x方向)上延伸的所述多條頂部電極線tel和所述多條可變電阻層線132l，并且在第一方向(例如，x方向)上延伸的多個(gè)第一間隙gx1可以分別形成在所述多條頂部電極線tel之間以及所述多條可變電阻層線132l之間。

因?yàn)樾纬闪怂龆鄠€(gè)第一間隙gx1，所以初級(jí)中間電極層pme的頂部的一部分可以暴露于每個(gè)第一間隙gx1的底部。參考圖15b，暴露于每個(gè)第一間隙gx1的初級(jí)中間電極層pme的頂部的所述部分可以被凹進(jìn)，但是本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

參考圖15c，所述多條可變電阻層線132l的側(cè)部分可以通過(guò)在可變電阻層線132l的被所述多個(gè)第一間隙gx1暴露的側(cè)壁上執(zhí)行各向同性蝕刻工藝而被去除預(yù)定寬度。

各向同性蝕刻工藝可以是基于在其中蝕刻速度足夠高以形成所述多條可變電阻層線132l的蝕刻條件的蝕刻工藝。例如，初級(jí)中間電極層pme和所述多條頂部電極線tel可以在各向同性蝕刻工藝中被蝕刻相對(duì)小的量，但是可以以遠(yuǎn)低于所述多條可變電阻層線132l被蝕刻的蝕刻速度的蝕刻速度被蝕刻。

因?yàn)樵诟飨蛲晕g刻工藝中所述多條可變電阻層線132l被蝕刻至預(yù)定寬度而初級(jí)中間電極層pme和所述多條頂部電極線tel沒有被蝕刻，所以第一底切區(qū)域132xu可以形成在與所述多條頂部電極線tel下面的所述多條可變電阻層線132l的每個(gè)側(cè)壁相鄰的部分中。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，各向同性蝕刻工藝可以包括使用hbr、cl2或f2的至少之一作為蝕刻劑的濕法蝕刻工藝和干法蝕刻工藝。例如，各向同性蝕刻工藝可以是反應(yīng)離子蝕刻工藝或使用hbr氣體作為蝕刻劑的反應(yīng)性自由基蝕刻工藝。例如，各向同性蝕刻工藝可以是使用lal溶液作為蝕刻劑的濕法蝕刻工藝。

每條可變電阻層線132l的側(cè)壁的輪廊可以基于各向同性蝕刻工藝的蝕刻速度和/或可變電阻層線132l的材料而改變。例如，所述多條可變電阻層線132l可以每條具有垂直地平坦的側(cè)壁輪廊，或可以具有圓化的側(cè)壁輪廊。例如，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，當(dāng)所述多條可變電阻層線132l的側(cè)壁具有被圓化的并且朝向所述多條可變電阻層線132l的內(nèi)部凹進(jìn)的形狀時(shí)，可以制得存儲(chǔ)器件100a。

參考圖15d，第一初級(jí)蓋層142l1可以形成在層疊結(jié)構(gòu)cps上。在層疊結(jié)構(gòu)cps中，第一初級(jí)蓋層142l1可以共形地形成在被所述多個(gè)第一間隙gx1暴露的頂部電極線tel和可變電阻層線132l的側(cè)壁以及初級(jí)中間電極層pme的頂部上。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第一初級(jí)蓋層142l1可以包括硅氮化物或硅氮氧化物。例如，第一初級(jí)蓋層142l1可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝、原子層沉積(ald)工藝或等離子增強(qiáng)cvd(pecvd)工藝形成。第一初級(jí)蓋層142l1可以形成為從大約2nm至大約50nm的厚度。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第一初級(jí)蓋層142l1可以填充第一底切區(qū)域132xu。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

參考圖15e，多條第一蓋線142xp可以通過(guò)回蝕刻在所述多個(gè)第一間隙gx1中的第一初級(jí)蓋層142l1直到初級(jí)中間電極層pme的頂部被暴露而形成在可變電阻層線132l的側(cè)壁上。

僅第一初級(jí)蓋層142l1的填充到第一底切區(qū)域132xu中的部分可以保留，而第一初級(jí)蓋層142l1的設(shè)置在每個(gè)第一間隙gx1中的部分在回蝕刻工藝中被去除，因此，可以形成所述多條第一蓋線142xp。第一蓋線142xp的側(cè)壁可以接觸可變電阻層線132l的側(cè)壁，并且第一蓋線142xp的頂部和底部可以接觸頂部電極線tel的底部和多條中間電極線mel的頂部。

第一初級(jí)蓋層142l1的設(shè)置在第一掩模圖案410上的部分可以通過(guò)回蝕刻工藝被去除，并且第一掩模圖案410的頂部可以暴露。所述多條第一蓋線142xp可以沿第一方向(例如，x方向)在每條可變電阻層線132l的兩個(gè)側(cè)壁上延伸。

參考圖15f，通過(guò)利用第一掩模圖案410作為蝕刻掩模，初級(jí)中間電極層pme和初級(jí)選擇器件層134p可以被順序地各向異性蝕刻以將初級(jí)中間電極層pme分離為多條中間電極線mel并且將初級(jí)選擇器件層134p分離為多條選擇器件層線134l。

因而，可以形成在第一方向(例如，x方向)上延伸的所述多條中間電極線mel和所述多條選擇器件層線134l，并且每個(gè)第一間隙gx1的底部分可以延伸到所述多條中間電極線mel之間以及所述多條選擇器件層線134l之間。

在形成所述多條中間電極線mel和所述多條選擇器件層線134l的各向異性蝕刻工藝中，可變電阻層線132l的側(cè)壁可以被所述多條第一蓋線142xp覆蓋，因此不需要暴露側(cè)壁。因?yàn)榭勺冸娮鑼泳€132l的側(cè)壁沒有暴露于蝕刻氣氛，所以可以減小或防止在蝕刻工藝期間對(duì)可變電阻層線132l的損壞的發(fā)生。

選擇器件層線134l的側(cè)部分可以通過(guò)在被所述多個(gè)第一間隙gx1暴露的選擇器件層線134l的側(cè)壁上執(zhí)行各向同性蝕刻工藝而被去除預(yù)定寬度。

各向同性蝕刻工藝可以是基于其中對(duì)于所述多條選擇器件層線134l的蝕刻速度足夠高的蝕刻條件的蝕刻工藝。例如，初級(jí)底部電極層pbe、所述多條頂部電極線tel和所述多條中間電極線mel可以在各向同性蝕刻工藝中被蝕刻，但是可以以遠(yuǎn)低于所述多條選擇器件層線134l被蝕刻的蝕刻速度的蝕刻速度被蝕刻。

因?yàn)樵诟飨蛲晕g刻工藝中所述多條選擇器件層線134l被蝕刻至預(yù)定寬度而初級(jí)底部電極層pbe和所述多條中間電極線mel沒有被蝕刻，所以第二底切區(qū)域134xu可以形成在與在所述多條中間電極線mel下面的選擇器件層線134l的每個(gè)側(cè)壁相鄰的部分中。

在各向同性蝕刻工藝中，可變電阻層線132l的側(cè)壁可以被所述多條第一蓋線142xp覆蓋，因此所述側(cè)壁不需要暴露于所述多個(gè)第一間隙gx1。因?yàn)榭勺冸娮鑼泳€132l的側(cè)壁沒有暴露于蝕刻氣氛，所以可以減小或防止在蝕刻工藝中對(duì)可變電阻層線132l的損壞的發(fā)生。

用于可變電阻層線132l的各向同性蝕刻工藝可以類似于以上參考圖15c更詳細(xì)描述的各向同性蝕刻工藝。

參考圖15g，第二初級(jí)蓋層144l1可以形成在層疊結(jié)構(gòu)cps上。在層疊結(jié)構(gòu)cps中，第二初級(jí)蓋層144l1可以共形地形成在被所述多個(gè)第一間隙gx1暴露的頂部電極線tel、第一蓋線142xp、中間電極線mel和選擇器件層線134l的側(cè)壁以及初級(jí)底部電極層pbe的頂部上。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第二初級(jí)蓋層144l1可以包括硅氮化物或硅氮氧化物并且可以通過(guò)cvd工藝、ald工藝或pecvd工藝形成。第二初級(jí)蓋層144l1可以形成為從大約2nm至大約50nm的厚度。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第二初級(jí)蓋層144l1可以填充第二底切區(qū)域134xu。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

參考圖15h，多條第二蓋線144xp可以通過(guò)回蝕刻在所述多個(gè)第一間隙gx1中的第二初級(jí)蓋層144l1直到初級(jí)底部電極層pbe的頂部被再次暴露而形成在選擇器件層線134l的側(cè)壁上。

第二初級(jí)蓋層144l1的僅填充到第二底切區(qū)域134xu中的部分可以保留，而第二初級(jí)蓋層144l1的設(shè)置在每個(gè)第一間隙gx1中的部分在回蝕刻工藝中被去除，因此，可以形成所述多條第二蓋線144xp。

第二初級(jí)蓋層144l1的設(shè)置在第一掩模圖案410上的部分可以通過(guò)回蝕刻工藝被去除，并且第一掩模圖案410的頂部可以被暴露。所述多條第二蓋線144xp可以沿第一方向(例如，x方向)在每條選擇器件層線134l的側(cè)壁上延伸。

參考圖15i，通過(guò)利用第一掩模圖案410作為蝕刻掩模，初級(jí)底部電極層pbe和第一導(dǎo)電層110p可以被順序地各向異性蝕刻以將初級(jí)底部電極層pbe分離為多條底部電極線bel并且將第一導(dǎo)電層110p分離成多條字線110。

可變電阻層線132l的側(cè)壁可以被第一蓋線142xp覆蓋，并且選擇器件層線134l的側(cè)壁可以被第二蓋線144xp覆蓋。因而，可以防止可變電阻層線132l和選擇器件層線134l暴露于蝕刻氣氛，并且可以防止由于該暴露而對(duì)可變電阻層線132l和選擇器件層線134l的損壞。

在形成所述多條底部電極線bel和所述多條字線110的各向異性蝕刻工藝中，通過(guò)所述多個(gè)第一間隙gx1彼此間隔開并且在第一方向(例如，x方向)上延伸的多條層疊線cpl可以形成在基板102上。

隨后，可以去除第一掩模圖案410。

參考圖15j，可以形成填充每個(gè)第一間隙gx1的第一絕緣層150p。例如，第一絕緣層150p可以通過(guò)用絕緣材料填充所述多個(gè)第一間隙gx1并且平坦化該絕緣材料的頂部直到層疊線cpl的頂部暴露而形成在所述多條層疊線cpl和絕緣夾層105上。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，第一絕緣層150p可以包括在介電常數(shù)方面比第一和第二蓋線142l和144l低的材料。例如，第一絕緣層150p可以包括諸如bpsg、psg、usg、fsg、sog、fox、teos、pe-teos、hdp-cvd氧化物、fsg、sioc或類似物的硅氧化物。第一絕緣層150p可以包括一種絕緣層或多個(gè)絕緣層。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，空氣間隔物as可以形成在第一絕緣層150p中。因而，存儲(chǔ)器件100d可以被制造。

當(dāng)空氣間隔物as形成在第一絕緣層150p中時(shí)，第一絕緣層150p可以包括硅氧化物。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，因?yàn)樗龆鄠€(gè)第一間隙gx1在形成第一絕緣層150p的工藝中沒有被充分地填充，所以空氣間隔物as可以形成在第一絕緣層150p中。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一示例性實(shí)施方式，可以形成具有相對(duì)薄的厚度并且共形地覆蓋第一間隙gx1的內(nèi)壁的第一絕緣層150p并且可以形成填充在第一絕緣層150p上的第一間隙gx1的內(nèi)部的犧牲層，然后，空氣間隔物as可以通過(guò)經(jīng)由灰化工藝和/或剝離工藝選擇性地去除犧牲層而形成在第一絕緣層150p中。

第二導(dǎo)電層120p可以形成在第一絕緣層150p和所述多條層疊線cpl上。第二導(dǎo)電層120p可以類似于第一導(dǎo)電層110p。

參考圖15k，第二掩模圖案420可以形成在第二導(dǎo)電層120p上。第二掩模圖案420可以包括在第二方向(例如，y方向)上延伸的多個(gè)線圖案。第二掩模圖案420可以具有單層結(jié)構(gòu)或在其中層疊多個(gè)層的多層結(jié)構(gòu)。

通過(guò)利用第二掩模圖案420作為蝕刻掩模，第二導(dǎo)電層120p、所述多條頂部電極線tel和所述多條可變電阻層線132l可以被順序地各向異性蝕刻以將第二導(dǎo)電層120p分離成多條位線120，將每條頂部電極線tel分離成多個(gè)頂部電極te并且將每條可變電阻層線132l分離成多個(gè)可變電阻層132。

沿第二方向(例如，y方向)延伸的多個(gè)第二間隙gy1可以通過(guò)各向異性工藝形成。所述多個(gè)頂部電極te和所述多個(gè)可變電阻層132可以沿第一方向和第二方向彼此間隔開。設(shè)置在可變電阻層132的側(cè)壁上的每條第一蓋線142xp可以被分離成第一蓋層142的第一部分142x。

可變電阻層132的側(cè)部分可以通過(guò)在可變電阻層132的由于所述多個(gè)第二間隙gy1暴露的側(cè)壁上執(zhí)行各向同性蝕刻工藝而被去除預(yù)定寬度。因而，第三底切區(qū)域132yu可以形成在與所述多個(gè)頂部電極te下面的可變電阻層132的每個(gè)側(cè)壁相鄰的部分中。在各向同性蝕刻工藝中，不需要去除第一蓋層142的第一部分142x。

參考圖15l，第三初級(jí)蓋層可以共形地形成在層疊線csl上，并且通過(guò)回蝕刻在每個(gè)第二間隙gy1中的第三初級(jí)蓋層直到中間電極線mel的頂部被暴露，第一蓋層142的第二部分142y可以形成在每個(gè)可變電阻層132的側(cè)壁上。

第一蓋層142的第二部分142y可以覆蓋每個(gè)可變電阻層132的通過(guò)所述多個(gè)第二間隙gy1暴露的側(cè)壁。第一蓋層142的第二部分142y與第一部分142x一起可以圍繞每個(gè)可變電阻層132的側(cè)壁。

參考圖15m，通過(guò)利用第二掩模圖案420作為蝕刻掩模，所述多條中間電極線mel和所述多條選擇器件層線134l可以被順序地各向異性蝕刻以將每條中間電極線mel分離成多個(gè)中間電極me并且將每條選擇器件層線134l分離成多個(gè)選擇器件134。

所述多個(gè)中間電極me和所述多個(gè)選擇器件134可以沿第一方向和第二方向彼此間隔開。設(shè)置在選擇器件134的側(cè)壁上的每條第二蓋線144xp可以被分離成多個(gè)第二蓋層144的第三部分144x。

選擇器件134的側(cè)壁可以通過(guò)在選擇器件134的由于所述多個(gè)第二間隙gy1暴露的側(cè)壁上執(zhí)行各向同性蝕刻工藝而被去除預(yù)定寬度。第四底切區(qū)域134yu可以形成在與所述多個(gè)中間電極me下面的選擇器件134的每個(gè)側(cè)壁相鄰的部分中。

參考圖15n，第四初級(jí)蓋層可以共形地形成在層疊線csl上，并且第二蓋層144的第四部分144y可以通過(guò)回蝕刻在每個(gè)第二間隙gy1中的第四初級(jí)蓋層直到底部電極線bel的頂部暴露而形成在每個(gè)選擇器件134的側(cè)壁上。

第二蓋層144的第四部分144y可以覆蓋每個(gè)選擇器件134的通過(guò)所述多個(gè)第二間隙gy1暴露的側(cè)壁。第二蓋層144的第四部分144y與第三部分144x一起可以圍繞每個(gè)選擇器件134的側(cè)壁。

參考圖15o，通過(guò)利用第二掩模圖案420作為蝕刻掩模，所述多條底部電極線bel可以被各向異性地蝕刻以將每條底部電極線bel分離成多個(gè)底部電極be。每條層疊線cpl可以通過(guò)各向異性蝕刻工藝被分離成在第一方向和第二方向上彼此間隔開的多個(gè)存儲(chǔ)柱130。第一絕緣層150p可以通過(guò)各向異性蝕刻工藝被分離成在第一方向和第二方向上在所述多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130之間彼此間隔開的多個(gè)第一絕緣圖案150。

填充所述多個(gè)第二間隙gy1的多個(gè)第二絕緣圖案160可以通過(guò)用絕緣材料填充所述多個(gè)第二間隙gy1并且平坦化該絕緣材料的頂部而形成在多條位線120、所述多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130和所述多個(gè)第一絕緣圖案150上。所述多個(gè)第二絕緣圖案160可以沿第二方向(例如，y方向)延伸。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，所述多個(gè)第二絕緣圖案160可以每個(gè)包括在介電常數(shù)方面比第一和第二蓋層142和144低的材料。例如，所述多個(gè)第二絕緣圖案160可以每個(gè)包括諸如bpsg、psg、usg、fsg、sog、fox、teos、pe-teos、hdp-cvd氧化物、fsg或sioc的硅氧化物。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，在形成所述多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130的工藝(例如，蝕刻所述多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130的工藝，蝕刻字線110或位線120的工藝，或形成所述多個(gè)絕緣圖案150和160的工藝)中，例如，當(dāng)包括相變材料層的可變電阻層132和包括具有ots特性的材料的選擇器件134暴露于工藝氣氛(例如，空氣)時(shí)，可變電阻層132和選擇器件134可能被損壞。包括硅氮化物的鈍化層可以圍繞所述多個(gè)存儲(chǔ)單元柱130的每個(gè)的側(cè)壁，因此對(duì)單元柱130的損壞可以被減小或防止。然而，在包括交叉點(diǎn)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器件中，隨著每個(gè)存儲(chǔ)單元柱130的寬度減小，在存儲(chǔ)單元柱130之間的間隔也減小。因而，鈍化層可以實(shí)質(zhì)上完全地填充存儲(chǔ)單元柱130之間的間隔，并且由于通常具有高介電常數(shù)的鈍化層寄生電容增大，可以在驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器件期間引起相對(duì)大的rc延遲。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的制造存儲(chǔ)器件100的方法中，具有相對(duì)薄的厚度的蓋層142和144可以通過(guò)各向同性蝕刻工藝設(shè)置在可變電阻層132和選擇器件134的僅側(cè)壁上，并且所述多個(gè)絕緣圖案150和160可以設(shè)置在存儲(chǔ)單元柱130之間。所述多個(gè)絕緣圖案150和160可以包括具有比每個(gè)蓋層142和144的介電常數(shù)低的介電常數(shù)的材料。因而，可能在驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器件100期間發(fā)生的rc延遲可以被減小或消除，因此使得存儲(chǔ)器件100能以相對(duì)高的速度運(yùn)行。

在制造根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件100的方法中，因?yàn)榈谝缓偷诙w層142和144可以設(shè)置在可變電阻層132和選擇器件134的僅側(cè)壁上，在底層的工藝或制造多個(gè)絕緣圖案150和160的工藝中可以防止可變電阻層132和選擇器件134暴露或損壞。因而，通過(guò)制造方法制造的存儲(chǔ)器件100可以具有提高的可靠性。

圖16a至16g是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的制造存儲(chǔ)器件的方法的截面圖。參考圖16a至16g，相同的參考數(shù)字可以表示參考圖15a至15o描述的相同部件，因此重復(fù)的描述可以被省略。

參考圖16a，第一掩模圖案410可以形成在層疊結(jié)構(gòu)cps上。層疊結(jié)構(gòu)cps可以通過(guò)利用第一掩模圖案410作為蝕刻掩模被各向異性蝕刻從而分別將初級(jí)頂部電極層pte、初級(jí)可變電阻層132p、初級(jí)中間電極層pme和初級(jí)選擇器件層134p分別分離成多條頂部電極線tel、多條可變電阻層線132l、多條中間電極線mel和多條選擇器件層線134l。

因而，在第一方向(例如，x方向)上延伸的多個(gè)第一間隙gx1a可以分別形成于在第一方向(例如，x方向)上延伸的所述多條頂部電極線tel之間、所述多條可變電阻層線132l之間、所述多條中間電極線mel之間和所述多條選擇器件層線134l之間。

參考圖16b，可變電阻層線132l的側(cè)部分和選擇器件層線134l的側(cè)部分可以通過(guò)在可變電阻層線132l的通過(guò)所述多個(gè)第一間隙gx1a暴露的側(cè)壁和選擇器件層線134l的通過(guò)所述多個(gè)第一間隙gx1a暴露的側(cè)壁上執(zhí)行各向同性蝕刻工藝而被去除預(yù)定寬度。

在各向同性蝕刻工藝中，所述多條可變電阻層線132l和所述多條選擇器件層線134l可以被蝕刻預(yù)定寬度而所述多條頂部電極線tel和所述多條中間電極線mel不被蝕刻。因而，第一底切區(qū)域132xu可以形成在與所述多條頂部電極線tel下面的可變電阻層線132l的每個(gè)側(cè)壁相鄰的部分中，并且第二底切區(qū)域134xu可以形成在與所述多條中間電極線mel下面的選擇器件層線134l的每個(gè)側(cè)壁相鄰的部分中。

基于每條可變電阻層線132l和選擇器件層線134l的各向同性蝕刻工藝條件和/或材料，可以改變第一底切區(qū)域132xu的寬度和第二底切區(qū)域134xu的寬度。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，在各向同性蝕刻工藝中，所述多條可變電阻層線132l被蝕刻的蝕刻速度可以類似于所述多條選擇器件層線134l被蝕刻的蝕刻速度。例如，當(dāng)所述多條可變電阻層線132l和所述多條選擇器件層線134l均包括硫族化物材料時(shí)，所述多條可變電阻層線132l和所述多條選擇器件層線134l可以在各向同性蝕刻工藝中以類似的蝕刻速度被蝕刻。在各向同性蝕刻工藝中，可變電阻層線132l的側(cè)部分被去除的量可以類似于選擇器件層線134l的側(cè)部分被去除的量，并且第一底切區(qū)域132xu的寬度可以類似于第二底切區(qū)域134xu的寬度。因而，存儲(chǔ)器件100可以被制造。

在本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式中，各向同性蝕刻工藝可以使用其中所述多條可變電阻層線132l被蝕刻的蝕刻速度可以不同于所述多條選擇器件層線134l被蝕刻的蝕刻速度的蝕刻條件。因而，第一底切區(qū)域132xu的寬度可以不同于第二底切區(qū)域134xu的寬度。因而，存儲(chǔ)器件100b可以被制造。

參考圖16c，第五初級(jí)蓋層140l1可以共形地形成在所述多條頂部電極線tel、所述多條可變電阻層線132l、所述多條中間電極線mel、所述多條選擇器件層線134l和初級(jí)底部電極層pbe上。第五初級(jí)蓋層140l1可以填充第一底切區(qū)域132xu和第二底切區(qū)域134xu。

參考圖16d，通過(guò)在每個(gè)第一間隙gx1a中回蝕刻第五初級(jí)蓋層140l1直到初級(jí)底部電極層pbe的頂部暴露，多條第一蓋線142xp可以形成在可變電阻層線132l的側(cè)壁上，并且多條第二蓋線144xp可以形成在選擇器件層線134l的側(cè)壁上。

當(dāng)?shù)谝坏浊袇^(qū)域132xu的寬度與第二底切區(qū)域134xu的寬度基本上相同時(shí)，每條第一蓋線142xp的第四寬度w4可以與每條第二蓋線144xp的第五寬度w5基本上相同。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，每條第一蓋線142xp的第四寬度w4可以不同于每條第二蓋線144xp的第五寬度w5。

隨后，可以執(zhí)行以上參考圖15i和15j描述的工藝。

參考圖16e，包括沿第二方向(例如，y方向)平行地延伸的多個(gè)線圖案的第二掩模圖案420可以形成在第二導(dǎo)電層120p上。

可以執(zhí)行與以上參考圖16a至16d描述的工藝類似的工藝?？梢酝ㄟ^(guò)各向異性蝕刻層疊線csl而形成多個(gè)第二間隙gy1a，并且可以執(zhí)行去除多個(gè)可變電阻層132的側(cè)部分和多個(gè)選擇器件134的側(cè)部分的各向同性蝕刻工藝。因而，可以形成多條位線120。

參考圖16f，第六初級(jí)蓋層140l2可以共形地形成在多條層疊線cpl的每個(gè)的頂部和側(cè)壁上，并且可以填充第三底切區(qū)域132yu和第四底切區(qū)域134yu。

參考圖16g，可以執(zhí)行回蝕刻在第二間隙gy1a中的第六初級(jí)蓋層140l2直到暴露底部電極層bel的頂部。多個(gè)第一蓋層142可以形成在可變電阻層132的側(cè)壁上，并且多個(gè)第二蓋層144可以形成在選擇器件134的側(cè)壁上。

隨后，可以執(zhí)行以上參考圖15o描述的工藝。

在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的制造存儲(chǔ)器件100的方法中，可以減少執(zhí)行蝕刻工藝以及形成蓋層142和144的工藝的大量時(shí)間，因此，可以通過(guò)更簡(jiǎn)單的工藝制造包括蓋層142和144的存儲(chǔ)器件100。

圖17a至17d是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式的制造存儲(chǔ)器件的方法的截面圖。參考圖17a至17d，相同的參考數(shù)字可以表示參考圖1至16g描述的相同部件，因此重復(fù)的描述可以被省略。

首先，可以執(zhí)行以上參考圖15a至15c描述的工藝。

參考圖17a，絕熱襯層146可以共形地形成在多個(gè)第一間隙gx1b的每個(gè)的內(nèi)壁上。絕熱襯層146可以在第一底切區(qū)域132xu中共形地形成在多條頂部電極線tel的每條的底部和多條可變電阻層線132l的每條的側(cè)壁上。絕熱襯層146可以包括硅氮氧化物或硅氮化物，并且可以經(jīng)由cvd工藝、ald工藝或pecvd工藝形成為具有從大約2nm至大約50nm的厚度。

參考圖17b，初級(jí)底部電極層pbe的頂部可以通過(guò)執(zhí)行各向異性蝕刻工藝和以上參考圖15f描述的各向同性蝕刻工藝暴露。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例性實(shí)施方式，在蝕刻工藝中，可以去除絕熱襯層146的設(shè)置在第一掩模圖案410的頂部和初級(jí)中間電極層pme的頂部上的部分，并且絕熱襯層146的設(shè)置在每條頂部電極線tel的側(cè)壁上以及在第一底切區(qū)域132xu中的部分可以保留。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式不限于此。

第七初級(jí)蓋層140l3可以共形地形成在每個(gè)第一間隙gx1b的內(nèi)壁上。

參考圖17c，通過(guò)回蝕刻在每個(gè)第一間隙gx1b中的第七初級(jí)蓋層140l3直到再次暴露初級(jí)底部電極層pbe的頂部，多條第一蓋線142xp可以形成在可變電阻層線132l的側(cè)壁上，并且多條第二蓋線144xp可以形成在多條選擇器件層線134l的側(cè)壁上。

參考圖17d，包括沿第二方向(例如，y方向)延伸的多個(gè)線圖案的第二掩模圖案420可以形成在層疊結(jié)構(gòu)cps上。隨后，所述多個(gè)第二間隙gy1a可以通過(guò)用第二掩模圖案420作為蝕刻掩模來(lái)各向異性地蝕刻層疊結(jié)構(gòu)cps而形成。

絕熱襯層146可以通過(guò)執(zhí)行與以上參考圖17a至17c描述的工藝類似的工藝形成，并且可以執(zhí)行與以上參考圖16a至16d描述的工藝類似的工藝。因而，可以制造存儲(chǔ)器件100c。

雖然已經(jīng)參考本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式具體地顯示和描述了本發(fā)明構(gòu)思，但是將理解，可以在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)中的各種變化而不脫離本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍。

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