電子設備的制造方法
【專利說明】電子設備
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年11月20日提交的申請?zhí)枮?0_2013_0141374、發(fā)明名稱為“電子設備”的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開的實施例涉及存儲器電路和器件，以及它們在電子設備或系統(tǒng)中的應用。
【背景技術(shù)】
[0004]近來，隨著電子裝置趨于小型化、低功耗、高性能、多功能等，已經(jīng)在本領(lǐng)域?qū)で竽軐⑿畔Υ嬖谥T如計算機、便攜式通信設備等的各種電子裝置中的半導體器件，并且已經(jīng)對適合的半導體器件進行了研究。這種半導體器件包括使用能根據(jù)施加的電壓或電流而在不同的電阻狀態(tài)之間切換的材料和結(jié)構(gòu)來儲存數(shù)據(jù)的半導體器件，諸如阻變隨機存取存儲器(RRAM)、相變隨機存取存儲器(PRAM)、鐵電隨機存取存儲器(FRAM)、磁性隨機存取存儲器(MRAM)、電熔絲等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的實施例包括存儲器電路和器件，以及它們在電子設備或系統(tǒng)中的應用，并且提供了具有集成在一個襯底之上的可變電阻存儲器和快閃存儲器的復合存儲器件的電子設備的各種實施方式。
[0006]在一個實施例中，一種電子設備包括半導體存儲器，所述半導體存儲器包括:第一單元陣列，包括多個快閃存儲器單元；第一外圍電路，適于控制第一單元陣列；第二單元陣列，包括多個可變電阻存儲器單元；以及第二外圍電路，適于控制第二單元陣列。第一單兀陣列、第一外圍電路和第二外圍電路沿著與半導體襯底的表面垂直的方向形成在同一層級，第二單元陣列設置成在垂直方向上比第一單元陣列、第一外圍電路和第二外圍電路更高，并且與第二外圍電路和第一單元陣列重疊。
[0007]以上設備的實施例可以包括下列中的一個或更多個。
[0008]第一單元陣列被設置成沿著與半導體襯底的表面平行的水平方向在第一外圍電路和第二外圍電路之間與第二外圍電路相鄰。電子設備還包括多層互連結(jié)構(gòu)，所述多層互連結(jié)構(gòu)與第二單元陣列和第二外圍電路耦接，并且設置在第二單元陣列和第二外圍電路之間。
[0009]第一外圍電路包括利用半導體襯底形成的第一外圍電路晶體管，第二外圍電路包括利用半導體襯底形成的第二外圍電路晶體管，第一單元陣列包括利用半導體襯底形成的單元晶體管和選擇晶體管。單元晶體管包括層疊有隧道絕緣層、浮柵、電荷阻擋層和控制柵的第一柵結(jié)構(gòu)，并且第一外圍電路晶體管、第二外圍電路晶體管和選擇晶體管包括從第一柵結(jié)構(gòu)去除了電荷阻擋層的至少一部分的第二柵結(jié)構(gòu)，使得第二柵結(jié)構(gòu)的浮柵和控制柵電耦接。
[0010]第二單元陣列包括:多個第一線，沿著第一水平方向延伸；多個第二線，沿著第二水平方向延伸以在第一線之上與第一線交叉；以及可變電阻元件，在第一線和第二線之間設置在第一線和第二線的交叉點處。第一線和第二線在第二單元陣列和第二外圍電路彼此重疊的區(qū)域中經(jīng)由設置在第二單元陣列和第二外圍電路之間的多層互連結(jié)構(gòu)與第二外圍電路電耦接，并且第一線和第二線中的至少一個延伸以與第一單元陣列重疊。
[0011]第一單元陣列包括利用半導體襯底形成的單元晶體管和選擇晶體管，第二單元陣列包括:多個第一線，沿著第一水平方向延伸；多個第二線，沿著第二水平方向延伸以在第一線之上與第一線交叉；以及可變電阻元件，在第一線和第二線之間設置在第一線和第二線的交叉點處，并且布置有單元晶體管和選擇晶體管的第一矩陣區(qū)與布置有可變電阻元件的第二矩陣區(qū)的一部分重疊。
[0012]第一單元陣列經(jīng)由設置在第一矩陣區(qū)外部的區(qū)域中的導體與第一外部電路電耦接，第二單元陣列經(jīng)由設置在第二矩陣區(qū)外部的區(qū)域中的導體與第二電路電耦接。
[0013]第一單元陣列和第一外圍電路可以用作儲存用戶數(shù)據(jù)的第一存儲器。第二單元陣列和第二外圍電路可以用作協(xié)助存儲器的數(shù)據(jù)輸入/輸出的緩沖存儲器、或者用作儲存用戶數(shù)據(jù)的第二存儲器。
[0014]第二單元陣列還與第一外圍電路重疊。
[0015]在一個實施例中，一種電子設備包括半導體存儲器。半導體存儲器包括:半導體襯底，包括第一區(qū)和第二區(qū)；第二外圍電路晶體管，利用半導體襯底形成并且被設置在第一區(qū)中；快閃存儲器的單元晶體管和選擇晶體管，利用半導體襯底形成并且設置在第二區(qū)中；以及多個第一線，設置在第二外圍電路晶體管之上且沿著與半導體襯底的表面平行的第一水平方向延伸；多個第二線，沿著第二水平方向延伸以在第一線之上與第一線交叉；以及可變電阻元件，在第一線和第二線之間設置在第一線和第二線的交叉點處，其中，第一線和第二線經(jīng)由設置在第一區(qū)中的導體與第二外圍電路晶體管電耦接，并且第一線和第二線中的至少一個延伸至第二區(qū)。
[0016]以上設備的實施例可以包括下列中的一個或更多個。
[0017]半導體襯底還包括第三區(qū)和在第三區(qū)中利用半導體襯底形成的第一外圍電路晶體管。第二區(qū)在第一區(qū)和第三區(qū)之間與第一區(qū)相鄰設置。
[0018]單元晶體管包括層疊有隧道絕緣層、浮柵、電荷阻擋層和控制柵的第一柵結(jié)構(gòu)。第二外圍電路晶體管和選擇晶體管包括與第一柵結(jié)構(gòu)相似的第二柵結(jié)構(gòu)，其中，缺少電荷阻擋層的至少一部分，使得第二柵結(jié)構(gòu)的浮柵和控制柵電耦接。
[0019]布置有單元晶體管和選擇晶體管的第一矩陣區(qū)與布置有可變電阻元件的第二矩陣區(qū)的一部分重疊。單元晶體管的柵極和選擇晶體管的柵極經(jīng)由設置在第一矩陣區(qū)的外部區(qū)中的導體與第一外部電路電耦接，第一線和第二線經(jīng)由設置在第二矩陣區(qū)的外部區(qū)中的導體與第二外部電路電耦接。
[0020]在一個實施例中，一種電子設備包括半導體存儲器。半導體存儲器包括:第一單元陣列，包括設置在第一層級的多個第一類型存儲器單元；第一外圍電路，被配置成控制第一單元陣列并且設置在第一層級；第二單元陣列，包括設置在第二層級的多個第二類型存儲器單元；以及第二外圍電路，被配置成控制第二單元陣列并且被設置在第一層級，其中，第一層級在與襯底垂直的方向上與第二層級不同，且第二單元陣列與第一外圍電路、第二外圍電路和第一單元陣列中的一個或更多個重疊。
[0021]在一個實施例中，一種用于形成電子設備的方法包括以下步驟:利用半導體襯底來形成電路的第一層級，電路的第一層級包括快閃存儲器單元陣列、快閃存儲器外圍電路和可變電阻存儲器外圍電路；在電路的第一層級之上形成多層互連結(jié)構(gòu)；以及在多層互連結(jié)構(gòu)之上形成可變電阻存儲器單元陣列，其中，快閃存儲器單元陣列與快閃存儲器外圍電路電耦接，且其中，多層互連結(jié)構(gòu)將可變電阻存儲器外圍電路與可變電阻存儲器單元陣列電耦接。
[0022]以上方法的實施例可以包括下列中的一個或更多個。
[0023]形成電路的第一層級包括以下步驟:形成第一隧道絕緣層和第二隧道絕緣層；分別在第一隧道絕緣層和第二隧道絕緣層之上形成第一浮柵和第二浮柵；形成層疊在第一浮柵之上的電荷阻擋層；以及分別形成層疊在電荷阻擋層和第二浮柵之上的第一控制柵和第二控制柵，其中，第二控制柵接觸第二浮柵。電荷阻擋層是第一電荷阻擋層，且所述方法還包括在第二浮柵的一部分和第二控制柵的一部分之間形成第二電荷阻擋層。
[0024]在附圖、說明書和權(quán)利要求中更詳細地描述這些和其他的實施例。
【附圖說明】
[0025]圖1是說明根據(jù)一個實施例的復合存儲器件的框圖。
[0026]圖2是說明圖1中所示的復合存儲器件的截面圖。
[0027]圖3是說明圖2中所示的第一單元陣列的平面圖。
[0028]圖4是說明圖2中所示的第二單元陣列的平面圖。
[0029]圖5說明圖2中所示的第二單元陣列中的存儲器單元。
[0030]圖6說明包括根據(jù)一個實施例的復合存儲器件的電子設備的框圖。
[0031]圖7是根據(jù)一個實施例的用于形成復合存儲器件的過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0032]以下將參照附圖詳細地描述本公開的各種實施例。
[0033]附圖可能并非按比例繪制，且在某些情況下，為了清楚地示出實施例的某些特征，可能對附圖中的至少一些結(jié)構(gòu)的比例做夸大處理。在以具有兩層或更多層的多層結(jié)構(gòu)在附圖或說明書中呈現(xiàn)實施例時，這些層的相對定位關(guān)系或者布置層的順序反映實施例的特定實施方式，而不同的相對位置關(guān)系或布置層的順序也是可能的。另外，多層結(jié)構(gòu)的實施例的描述或說明可以不反映特定多層結(jié)構(gòu)中存在的全部層(例如，一個或更多個額外的層可以存在于兩個所示的層之間)。作為特定的實例，當所述或所說明的多層結(jié)構(gòu)中的第一層被稱作在第二層“上”或“之上”或者在襯底“上”或“之上”時，第一層可以直接形成在第二層或襯底上，但是也可以表示有一個或更多個其他的中間層存在于第一層和第二層之間或第一層和襯底之間的結(jié)構(gòu)。
[0034]目前已經(jīng)研究的各種類型的存儲器可以根據(jù)它們的特性而針對不同的目的來使用。例如，動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)盡管具有快的操作速率，但由于其是易失性存儲器且需要周期性的刷新操作，所以可以用于儲存執(zhí)行軟件的數(shù)據(jù)。由于快閃存儲器是非易失性存儲器且能夠儲存大容量的數(shù)據(jù)，所以可以用于儲存用戶數(shù)據(jù)的目的。用于基于電阻變化特性來儲存數(shù)據(jù)的可變電阻存儲器，諸如阻變隨機存取存儲器(RRAM)、相變隨機存取存儲器(PRAM)、鐵電隨機存取存儲器(FRAM)、磁性隨機存取存儲器(MRAM)等可以代替DRAM或者快