專利名稱：非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置和其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用電阻變化層的交叉點(diǎn)型非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，特別涉及 在將二極管集成于配線層的情況下的引出接觸部的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著電子設(shè)備的數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，為了保存音樂(lè)、圖像、信息等數(shù)據(jù)，積極 地進(jìn)行大容量且非易失性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的開發(fā)。例如，使用強(qiáng)電介質(zhì)作為電容元件的 非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域。進(jìn)一步，相比于這種使用強(qiáng)電介質(zhì)電容器 的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，使用電阻值由于電脈沖的施加而改變且持續(xù)保持該狀態(tài)的材 料的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置(以下，稱其為ReRAM)，由于其容易獲得與通常的半導(dǎo)體處 理的匹配性的優(yōu)點(diǎn)而廣受注目。例如，公開有一種在由1個(gè)晶體管和1個(gè)存儲(chǔ)部構(gòu)成的ReRAM中，能夠直接使用現(xiàn) 有的DRAM工序的裝置結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。該ReRAM由晶體管和與該晶體管的漏 極連結(jié)的非易失性的存儲(chǔ)部構(gòu)成。而且，該存儲(chǔ)部構(gòu)成為在上部電極與下部電極之間夾著 電阻根據(jù)電流脈沖而可逆地變化的電阻變化層。作為電阻變化層，使用鎳氧化膜(NiO)、釩 氧化膜(V2O5)、鋅氧化膜(ZnO)、鈮氧化膜(Nb2O5)、鈦氧化膜(TiO2)、鎢氧化膜(WO3)、或鈷氧 化膜(CoO)等。這樣的過(guò)渡金屬氧化膜具有下述特征在被施加閾值以上的電壓或電流時(shí) 顯示特定的電阻值，并且持續(xù)保持該電阻值直到被施加新的電壓或電流，而且，能夠直接使 用現(xiàn)有的DRAM工序進(jìn)行制作。上述例子還公開有一種由1個(gè)晶體管和1個(gè)非易失性存儲(chǔ)部構(gòu)成，但是使用鈣鈦 礦型構(gòu)造材料的交叉點(diǎn)型的ReRAM(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。在該ReRAM中，在基板之上形 成有條紋狀的下部電極，以覆蓋下部電極的方式在整個(gè)面上形成有有源層。作為有源層，使 用電阻通過(guò)電脈沖可逆地改變的電阻變化層。在有源層之上，與下部電極正交地形成有條 紋狀的上部電極。這樣，下部電極和上部電極夾著有源層而交叉的區(qū)域成為存儲(chǔ)部，下部電 極和上部電極分別作為字線或位線的任一種發(fā)揮作用。通過(guò)采用這樣的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)，能 夠?qū)崿F(xiàn)大容量化。在交叉點(diǎn)型的ReRAM的情況下，在讀取形成于交叉的交點(diǎn)的電阻變化層的電阻值 時(shí)，為了避免其它行、列的電阻變化層的影響，與電阻變化層串聯(lián)地插入二極管。例如，公開有一種ReRAM(例如，參照專利文獻(xiàn)3)，其包括相互平行且隔開間隔排 列的2個(gè)以上的位線；相互平行且隔開間隔地在與上述位線交叉的方向形成的2個(gè)以上的 字線；在位線與字線交叉的位置、且在位線上形成的電阻構(gòu)造體；和以與該電阻構(gòu)造體和 字線接觸的方式在電阻構(gòu)造體上形成的二極管構(gòu)造體，該ReRAM包括基板；在該基板上形 成的下部電極；在下部電極上形成的電阻構(gòu)造體；在電阻構(gòu)造體上形成的二極管構(gòu)造體； 和在二極管構(gòu)造體上形成的上部電極。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠使單位單元構(gòu)造為1個(gè)二極管構(gòu)造體與1個(gè)電阻構(gòu)造 體的連續(xù)疊層構(gòu)造，還能夠簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)陣列單元構(gòu)造。
此外，還公開有以下結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)4)在交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)的ReRAM中， 在X方向的導(dǎo)電陣列線210與Y方向的導(dǎo)電陣列線215的交點(diǎn)部分形成有存儲(chǔ)器插件 (plug)。在該專利文獻(xiàn)4中，如圖11所示，該存儲(chǔ)器插件構(gòu)成為7層，由被2層電極層220、 230夾著的復(fù)合金屬氧化物225構(gòu)成的存儲(chǔ)元件255，和由在該存儲(chǔ)元件255上形成的金屬 層235、絕緣物層240和金屬層245的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的金屬-絕緣物-金屬(MIM)構(gòu)造的非 歐姆性元件260，通過(guò)電極層250形成在插件內(nèi)。
專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-363604號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2003-68984號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2006-140489號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 美國(guó)專利第6，753，561號(hào)說(shuō)明書

發(fā)明內(nèi)容
在上述專利文獻(xiàn)1中，雖然也記載了具有開關(guān)功能的1個(gè)二極管和1個(gè)電阻體的 結(jié)構(gòu)，但是對(duì)于電阻體和二極管的具體構(gòu)造沒有任何記載和暗示。進(jìn)一步，在專利文獻(xiàn)2中 公開有一種交叉點(diǎn)結(jié)構(gòu)，但是與上述專利文獻(xiàn)1同樣，在該例中對(duì)于串聯(lián)連接二極管或其 具體的構(gòu)造沒有任何記載和暗示。與此相對(duì)，在專利文獻(xiàn)3中公開有以下結(jié)構(gòu)在下部電極上形成電阻構(gòu)造體，進(jìn)而 在該電阻構(gòu)造體上形成二極管構(gòu)造體，并在二極管構(gòu)造體上形成上部電極，該二極管構(gòu)造 體利用由Ni0、Ti02等構(gòu)成的ρ型氧化物和η型氧化物形成。然而，記載于該專利文獻(xiàn)3中 的二極管構(gòu)造體以與電阻構(gòu)造體相同的外形尺寸形成，因此難以增大二極管構(gòu)造體的電流 容量。當(dāng)二極管的電流容量較小時(shí)，不能夠充分流動(dòng)寫入所需要的電流，具有妨礙ReRAM的 穩(wěn)定動(dòng)作的問(wèn)題。此外，在專利文獻(xiàn)4中，在存儲(chǔ)器插件內(nèi)形成有電阻變化層和MIM構(gòu)造的非歐姆性 元件的整體，因此，存在制造方法變得復(fù)雜的問(wèn)題。進(jìn)而，在該結(jié)構(gòu)中，非歐姆性元件采用與 電阻變化層相同的形狀，因此也不能夠增大電流容量。因此，與上述同樣地存在妨礙ReRAM 的穩(wěn)定動(dòng)作的問(wèn)題。在本發(fā)明之前，申請(qǐng)人提出了一種交叉點(diǎn)構(gòu)造，通過(guò)將二極管元件的一部分組裝 于交叉點(diǎn)的上層配線中，擴(kuò)大二極管元件的有效面積使其比電阻元件的面積大，即使在將 二極管元件和電阻變化層組合而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)中，也能夠確保充分的電流容量，從而 實(shí)現(xiàn)能夠穩(wěn)定動(dòng)作的ReRAM。然而，為了增大二極管元件的電流容量而將二極管元件集成于配線構(gòu)造中，導(dǎo)致 會(huì)產(chǎn)生新的問(wèn)題，即，在配線的最下層配置絕緣層或半導(dǎo)體層，難以如通常的配線那樣進(jìn)行 向下層配線的連接。為了實(shí)施從構(gòu)成交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線的電位的引出，以及從用于驅(qū)動(dòng) 交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的周邊電路的電位的引出，必須解決上述問(wèn)題。作為其解決方案，考慮在形成 配線的掩膜之外，準(zhǔn)備僅在存儲(chǔ)器單元區(qū)域形成二極管元件的絕緣層或半導(dǎo)體層的掩膜。 使用該掩膜，僅在存儲(chǔ)器單元區(qū)域形成二極管元件的絕緣層或半導(dǎo)體層，反之將存儲(chǔ)器單 元區(qū)域以外的二極管元件的絕緣層或半導(dǎo)體層除去，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)上層和下層的配線的 連接。然而，這使得在每一層配線使用1個(gè)掩膜，以及增加使用該掩膜將二極管元件的絕緣 層或半導(dǎo)體層除去的工序。特別是，在多層交叉點(diǎn)構(gòu)造中，掩膜個(gè)數(shù)、工序數(shù)大幅增加，從而難以使處理簡(jiǎn)化，難以降低處理成本。本發(fā)明是為了解決上述新的問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一種非易失性半導(dǎo) 體存儲(chǔ)裝置，其在組合二極管元件和電阻變化層而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)中能夠確保充分的電 流容量，并且無(wú)需復(fù)雜處理和高成本即能夠?qū)崿F(xiàn)交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線、以及交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器 周邊電路的配線的引出。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置包括基板；在基板上形 成的條紋形狀的第一配線；在第一配線上形成的第一層間絕緣層；在第一配線上的第一層 間絕緣層形成的第一存儲(chǔ)器單元孔；通過(guò)第一存儲(chǔ)器單元孔與第一配線連接的第一電阻變化層；在第一電阻變化層上形成的第一非歐姆性元件；在第一層間絕緣層上形成并且與第 一配線正交，具有條紋形狀的第二配線；在第二配線上形成的第二層間絕緣層；和在第二 層間絕緣層上形成的上層配線，其中，第二配線由包含第一非歐姆性元件的至少一部分的 多層構(gòu)成，并且在第二配線的最下層具有半導(dǎo)體層或絕緣體層，在該非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ) 裝置中，第一配線通過(guò)以貫通第一層間絕緣層和第二層間絕緣層的方式形成的第一接觸部 與上層配線連接，第二配線通過(guò)以貫通第二層間絕緣層的方式形成的第二接觸部與上層配 線連接。通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，第一配線和第二配線被引出至上層的上層配線，因此，即使 沒有將第一配線和第二配線直接連接的接觸部，也能夠根據(jù)需要通過(guò)上層配線連接第一配 線和第二配線。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，在將二極管元件和電阻變化 層組合而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)中，能夠確保充分的電流容量，并且能夠在單層情況下進(jìn)行交 叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線的電位引出。此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置包括基板；在基板 上形成的條紋狀的第一配線；在第一配線上形成的第一層間絕緣層；在第一配線上的第一 層間絕緣層形成的第一存儲(chǔ)器單元孔；通過(guò)第一存儲(chǔ)器單元孔與第一配線連接的第一電阻 變化層；在第一電阻變化層上形成的第一非歐姆性元件；在第一層間絕緣層上形成并且與 第一配線正交，具有條紋形狀的第二配線；在第二配線上形成的第二層間絕緣層；在第二 層間絕緣層上形成的第三層間絕緣層；以貫通第二配線上的第二層間絕緣層和第三層間絕 緣層的方式形成的第二存儲(chǔ)器單元孔；通過(guò)第二存儲(chǔ)器單元孔與第二配線連接的第二電阻 變化層；在第二電阻變化層上形成的第二非歐姆性元件；在第三層間絕緣層上形成并且與 第二配線正交，具有條紋形狀的第三配線；在第三配線上形成的第四層間絕緣層；和在第 四層間絕緣層上形成的上層配線，第二配線和第三配線分別由包含第一非歐姆性元件和第 二非歐姆性元件的至少一部分的多層構(gòu)成，在第二配線和第三配線的最下層具有半導(dǎo)體層 或絕緣體層，在該非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，第一配線通過(guò)堆疊接觸部與上層配線連接， 該堆疊接觸部疊層有以貫通第一層間絕緣層和第二層間絕緣層的方式形成的第一接觸 部；和以貫通第三層間絕緣層和第四層間絕緣層的方式形成的第三接觸部，第二配線通過(guò) 堆疊接觸部與上層配線連接，該堆疊接觸部疊層有以貫通第二層間絕緣層的方式形成的 第二接觸部；和以貫通第三層間絕緣層和第四層間絕緣層的方式形成的第三接觸部，第三 配線通過(guò)以貫通第四層間絕緣層的方式形成的第四接觸部與上層配線連接。通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，第一配線、第二配線和第三配線被引出至上層的上層配線， 因此，即使沒有分別直接連接第一配線、第二配線和第三配線的接觸部，也能夠根據(jù)需要通過(guò)上層配線連接第一配線、第二配線和第三配線。此外，在最下層具有半導(dǎo)體層或絕緣層的 第二配線和第三配線不能夠形成向下層的引出接觸部，因此，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造，能夠僅通 過(guò)上層配線進(jìn)行電連接。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，在將二極管元件和 電阻變化層組合而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)中，能夠確保充分的電流容量，并且能夠在2層的情 況下進(jìn)行交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線的電位引出。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，也可以以第二層間絕緣層、第三層間絕緣層、被埋入第二存 儲(chǔ)器單元孔中的第二電阻變化層和第二非歐姆性元件、第三配線為一個(gè)結(jié)構(gòu)單位，進(jìn)一步 疊層一層以上的結(jié)構(gòu)單位。除上層配線與最下層配線之外的中間配線，僅通過(guò)上層配線分 別相互電連接。
通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，除上層配線之外的配線，通過(guò)疊層一次以上的接觸部而與 上層配線連接，因此，即使沒有分別直接連接這些配線之間的接觸部，根據(jù)需要各配線也能 夠通過(guò)上層配線進(jìn)行連接。此外，在最下層具有半導(dǎo)體或絕緣層的中間配線不能夠形成向 下層的引出接觸部，因此根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造，能夠僅通過(guò)上層配線進(jìn)行電連接。因此，能夠 省略在各層中用于除去半導(dǎo)體層或絕緣層的規(guī)定區(qū)域的掩膜和處理。由此能夠?qū)崿F(xiàn)一種非 易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，在將二極管元件和電阻變化層組合而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)中，能夠 確保充分的電流容量，并且無(wú)需復(fù)雜處理和高成本就能夠在多層的情況下進(jìn)行交叉點(diǎn)存儲(chǔ) 器的配線的電位引出。此外，在上述的結(jié)構(gòu)中，第一配線可以構(gòu)成為，包括與第一電阻變化層連接的配 線；和與位于第一配線的下層的晶體管連接的配線。通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的周邊電路用的晶體管、配線，利用 本發(fā)明的引出接觸部、多層情況下的堆疊接觸部，也能夠可靠地引出其電位。由此，能夠?qū)?現(xiàn)一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，在將二極管元件和電阻變化層組合而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu) 中，能夠確保充分的電流容量，并且無(wú)需復(fù)雜處理和高成本就能夠進(jìn)行交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配 線的引出，以及交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器周邊的電路的配線的引出。此外，在上述的結(jié)構(gòu)中，在疊層一層以上的接觸部而形成的堆疊接觸部中，其疊層 位置可以以上下配線層之間的高度進(jìn)行連接。即，堆疊接觸部構(gòu)成為，上層側(cè)的接觸部和下 層側(cè)的接觸部由被不同的配線層夾著的層間絕緣層進(jìn)行連接。通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，在形成交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器單元時(shí)，堆疊接觸部的下層側(cè)的接觸 部的表面由層間絕緣層覆蓋，因此，成為原理上不會(huì)產(chǎn)生處理?yè)p傷(等離子體損傷、氧化、 清洗導(dǎo)致的膜的變質(zhì))的構(gòu)造。由此，即使形成有堆疊接觸部，下層側(cè)的接觸部的表面也不 會(huì)產(chǎn)生由于氧化、清洗而導(dǎo)致的變質(zhì)等，能夠可靠地形成電特性穩(wěn)定的接觸部，能夠提高非 易失性存儲(chǔ)裝置的成品率。進(jìn)一步，將配線夾在其間而疊層的接觸部，與使接觸部和配線的 掩膜匹配的余量相對(duì)應(yīng)地使其尺寸增加，因而不適于微細(xì)化。此外，還存在以下缺點(diǎn)為了 將其以相同尺寸形成，需要縮小與相鄰的配線的距離，因此容易受到由于配線間電容的增 加而導(dǎo)致的配線延遲、噪聲等的影響。本結(jié)構(gòu)中不存在上述器件上的問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)具有電 特性穩(wěn)定的接觸的非易失性存儲(chǔ)裝置。此外，在上述結(jié)構(gòu)中可以是，非歐姆性元件是由半導(dǎo)體層和夾著該半導(dǎo)體層的上 下的金屬電極體層的3層疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的MSM 二極管，電阻變化層側(cè)的金屬電極體層以埋 入存儲(chǔ)器單元孔中的方式形成。
在這樣的MSM 二極管結(jié)構(gòu)的情況下，即使電阻變化層是通過(guò)被施加正負(fù)電壓而電 阻發(fā)生變化的、所謂的雙極型電阻變化層，也能夠容易地得到在雙方向上具有較大的電流 容量，并且特性偏離小的非歐姆性元件。 此外，在上述結(jié)構(gòu)中可以是，非歐姆性元件是由包括半導(dǎo)體層和金屬電極體層的2層疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的肖特基二極管，金屬電極體層被埋入存儲(chǔ)器單元孔中。在這樣的肖特基 二極管結(jié)構(gòu)的情況下，多數(shù)載流子是支配性的，因此能夠增大電流容量，并且能夠進(jìn)行高速 動(dòng)作。電阻變化層適合于通過(guò)施加極性相同且大小不同的電壓而電阻發(fā)生變化的、所謂的 單極型電阻變化層。此外，在上述的結(jié)構(gòu)中可以是，非歐姆性元件是由包括ρ型半導(dǎo)體層和η型半導(dǎo)體 層的2層疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的ρη結(jié)二極管，ρ型半導(dǎo)體層或η型半導(dǎo)體層被埋入接觸孔中。由 于少數(shù)載流子是支配性的，因此電流容量低于上述的二極管，但是能夠期待防止過(guò)剩電流、 降低消耗電力的效果。電阻變化層適合于通過(guò)施加極性相同且大小不同的電壓而電阻發(fā)生 變化的、所謂的單極型電阻變化層。如以上所述，通過(guò)采用使用二極管元件的結(jié)構(gòu)，能夠利用二極管的整流特性，從而 進(jìn)一步降低讀入、寫入時(shí)的串?dāng)_(cross talk)。此外，也能夠使該電路結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單。此外，本發(fā)明的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法包括在基板上形成條紋形 狀的第一配線的工序；在包含第一配線的基板上形成第一層間絕緣層的工序；在第一配線 上，在第一層間絕緣層的規(guī)定位置形成第一存儲(chǔ)器單元孔的工序；在第一存儲(chǔ)器單元孔中 埋入形成第一電阻變化層的工序；在形成于第一存儲(chǔ)器單元孔內(nèi)的上述第一電阻變化層之 上，進(jìn)一步埋入形成構(gòu)成第一非歐姆性元件的疊層結(jié)構(gòu)中的至少一層的工序；在第一層間 絕緣層上以覆蓋第一存儲(chǔ)器單元孔的至少一部分的方式，形成包含構(gòu)成第一非歐姆性元件 的上述疊層結(jié)構(gòu)中的其它層的第二配線的工序；在包含第二配線的第一層間絕緣層上形成 第二層間絕緣層的工序；在第一配線上形成貫通第一層間絕緣層和第二層間絕緣層的第一 接觸部，同時(shí)在第二配線上形成貫通第二層間絕緣層的第二接觸部的工序；和在第二層間 絕緣層上形成與第一接觸部和第二接觸部連接的上層配線的工序。通過(guò)采用上述的方法，即使沒有直接連接第一配線和第二配線的接觸部，第一配 線和第二配線也被引出至上層的上層配線，因此，也能夠根據(jù)需要通過(guò)上層配線連接第一 配線和第二配線。此外，通過(guò)同時(shí)形成第一接觸部和第二接觸部，能夠減少掩膜個(gè)數(shù)，降低 處理成本，并且使處理變得簡(jiǎn)單。根據(jù)以上的制造方法，能夠?qū)崿F(xiàn)一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ) 裝置，在將二極管元件和電阻變化層組合而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)中，能夠確保充分的電流容 量，并且能夠在單層的情況下進(jìn)行交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線的電位引出。此外，本發(fā)明的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法，包括在基板上形成條紋形 狀的第一配線的工序；在包含第一配線的基板上形成第一層間絕緣層的工序；在第一配線 上，在第一層間絕緣層的規(guī)定的位置形成第一存儲(chǔ)器單元孔的工序；在第一存儲(chǔ)器單元孔 中埋入形成第一電阻變化層的工序；在形成于第一存儲(chǔ)器單元孔內(nèi)的上述第一電阻變化層 之上，進(jìn)一步埋入形成構(gòu)成第一非歐姆性元件的疊層結(jié)構(gòu)中的至少一層的工序；在第一層 間絕緣層上以覆蓋第一存儲(chǔ)器單元孔的至少一部分的方式，形成包含構(gòu)成第一非歐姆性元 件的疊層結(jié)構(gòu)中的其它層的第二配線的工序；在包含第二配線的第一層間絕緣層上形成第 二層間絕緣層的工序；同時(shí)形成第一配線上的貫通第一層間絕緣層和第二層間絕緣層的第一接觸部，和第二配線上的貫通第二層間絕緣層的第二接觸部的工序；在第二層間絕緣 膜、第一接觸部和第二接觸部的表面形成第三層間絕緣層的工序；在第二配線上以貫通第 二層間絕緣層和第三層間絕緣層的方式在規(guī)定的位置形成第二存儲(chǔ)器單元孔的工序；在第 二存儲(chǔ)器單元孔中埋入形成第二電阻變化層的工序；在形成于第二存儲(chǔ)器單元孔內(nèi)的上述 第一電阻變化層之上，進(jìn)一步埋入形成構(gòu)成第二非歐姆性元件的疊層結(jié)構(gòu)中的至少一層的 工序；在第三層間絕緣層上以覆蓋第二存儲(chǔ)器單元孔的至少一部分的方式，形成包含構(gòu)成 第二非歐姆性元件的疊層結(jié)構(gòu)中的其它層的第三配線的工序；在包含第三配線的第三層間 絕緣層上形成第四層間絕緣層的工序；同時(shí)形成第一接觸部和第二接觸部上的貫通第三層 間絕緣層和第四層間絕緣層的第三接觸部，和第三配線上的貫通第四層間絕緣層的第四接 觸部的工序；和在第四層間絕緣層上形成與第三接觸部和第四接觸部連接的上層配線的工序。通過(guò)采用上述的方法，即使沒有直接連接第一配線、第二配線和第三配線的接觸 部，由于第一配線、第二配線和第三配線被引出至上層的上層配線，因此，也能夠根據(jù)需要 通過(guò)上層配線連接第一配線、第二配線和第三配線。此外，通過(guò)同時(shí)形成第一接觸部和第二 接觸部，并同時(shí)形成第三接觸部和第四接觸部，能夠減少掩膜個(gè)數(shù)，降低處理成本，并且使 處理變得簡(jiǎn)單。進(jìn)一步，在形成交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器單元時(shí)，堆疊接觸部的下層側(cè)的接觸部的表面 被層間絕緣層覆蓋，因此原理上不會(huì)產(chǎn)生處理?yè)p傷(等離子體損傷、氧化、清洗導(dǎo)致的膜的 變質(zhì))。由此，即使形成堆疊接觸部，第一接觸部、第二接觸部的表面也不會(huì)產(chǎn)生由于氧化、 清洗而導(dǎo)致的變質(zhì)等，能夠可靠地形成電特性穩(wěn)定的接觸部，能夠提高非易失性存儲(chǔ)裝置 的成品率。本發(fā)明的上述目的、其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)參照附圖的以下的優(yōu)選實(shí)施方式 的詳細(xì)說(shuō)明能夠明確。本發(fā)明是為了解決上述的新問(wèn)題而提出的，能夠在使二極管元件和電阻變化層組 合而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)中確保充分的電流容量，并且無(wú)需復(fù)雜處理和高成本就能夠?qū)崿F(xiàn)交 叉點(diǎn)存儲(chǔ)器周邊的電路的配線的引出。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的單層構(gòu)造的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的截面圖。圖2是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的2層構(gòu)造的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的截面圖。圖3是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的多層構(gòu)造的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的截面圖。圖4是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的具有周邊電路的單層構(gòu)造的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的截 面圖。圖5是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的具有周邊電路的疊層構(gòu)造的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的截 面圖。圖6是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的單層構(gòu)造的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的第一變形例的 截面圖。圖7是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的單層構(gòu)造的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的第二變形例的 截面圖。圖8是說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的單層交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的制造方法的工序截面圖。圖9是說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的單層交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的制造方法的工序截面圖。圖10是說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的單層交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的制造方法的工序截面 圖。圖11是現(xiàn)有例的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的截面圖。符號(hào)說(shuō)明1基板2第一配線2A存儲(chǔ)器單元區(qū)域的第一配線2B周邊電路區(qū)域的第一配線3第一層間絕緣層4第一存儲(chǔ)器單元孔5第一電阻變化層6第一二極管元件(MSM 二極管)6A第一二極管元件(肖特基二極管)
6B第一二極管元件(pn結(jié)二極管)7第一二極管元件的下部電極(MSM 二極管)7A第一二極管元件的金屬電極(肖特基二極管)7B第一二極管元件的η型半導(dǎo)體層(pn結(jié)二極管)8第一二極管元件的半導(dǎo)體層(MSM 二極管)8A第一二極管元件的半導(dǎo)體層(肖特基二極管)8B第一二極管元件的ρ型半導(dǎo)體層(pn結(jié)二極管)9第一二極管元件的上部電極(MSM 二極管)10第二配線的電阻率低的導(dǎo)電層11第二配線(包含MSM 二極管的一部分)IlA第二配線(包含肖特基二極管的一部分)IlB第二配線(包含pn結(jié)二極管的一部分)12第二層間絕緣層13引出用的上層配線14第一接觸部15第二接觸部16第三層間絕緣層17第二存儲(chǔ)器單元孔18第二電阻變化層19第二二極管元件(MSM 二極管)20第二二極管元件的下部電極(MSM 二極管)21第二二極管元件的半導(dǎo)體層(MSM 二極管)22第二二極管元件的上部電極(MSM 二極管)
23第三配線的電阻率低的導(dǎo)電層24第三配線25第四層間絕緣層 26第三接觸部27第四接觸部28第(N-I) 二極管元件的半導(dǎo)體層(MSM 二極管)29第(N-I) 二極管元件的上部電極(MSM 二極管)30第N配線的電阻率低的導(dǎo)電層31第N配線32第(2N-1)層間絕緣層33第2N層間絕緣層34第N存儲(chǔ)器單元孔35第N電阻變化層36第N 二極管元件(MSM 二極管)37第N 二極管元件的下部電極(MSM 二極管)38第(N+1)配線的電阻率低的導(dǎo)電層39第N 二極管元件的上部電極(MSM 二極管)40第N 二極管元件的半導(dǎo)體層(MSM 二極管)41第(N+1)配線42第(2N+1)層間絕緣層43第(2N-1)接觸部44第2N接觸部45第2N+1接觸部46第2N+2接觸部47配線和晶體管的連接接觸部48晶體管(柵極電極)49配線與基板間的層間絕緣層
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中，對(duì)相同的部件標(biāo)注相同的符 號(hào)，省略其說(shuō)明。此外，晶體管、存儲(chǔ)部等的形狀為示意性表示，使其為易于進(jìn)行圖示的個(gè) 數(shù)。(第一實(shí)施方式)圖1為說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。本實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置包括基板1 ；在該基板1上形成的條紋形 狀的第一配線2 ；以覆蓋第一配線2的方式在基板1上形成的第一層間絕緣層3 ；在第一層 間絕緣層3上以與第一配線2正交的方式形成的條紋形狀的第二配線11 ；以覆蓋第二配線 11的方式在第一層間絕緣層3上形成的第二層間絕緣層12 ；和在第二層間絕緣層12上形 成的上層配線13。此外，在第一配線2與第二配線11正交的區(qū)域的第一層間絕緣層3，形成有第一存儲(chǔ)器單元孔4，在該第一存儲(chǔ)器單元孔4中設(shè)置有與第一配線2連接的第一電 阻變化層5，和在第一電阻變化層5上形成的第一二極管元件的下部電極7。此外，第二配 線11包括第一二極管元件的半導(dǎo)體層8、第一二極管元件的上部電極9和第二配線的電阻 率低的導(dǎo)電層10，由第一二極管元件的下部電極7、第一二極管元件的半導(dǎo)體層8和第一二 極管元件的上部電極9構(gòu)成第一二極管元件6 (MSM 二極管)。第一配線2經(jīng)由貫通第一層 間絕緣層3和第二層間絕緣層12而形成的第一接觸部14與上層配線13連接，第二配線11 經(jīng)由貫通第二層間絕緣層12而形成的第二接觸部15與上層配線13連接。在以上的結(jié)構(gòu)中，第一配線2、第二配線的電阻率低的導(dǎo)電層10、上層配線13優(yōu)選 構(gòu)成為，例如由銅或鋁等構(gòu)成的電阻率低的導(dǎo)電層(厚度IOOnm 500nm)或在它們的下層 疊層有氮化鈦、鈦、氮化鉭、鉭等阻擋層金屬(厚度5nm IOOnm)的結(jié)構(gòu)。前者通過(guò)使配線 進(jìn)一步低電阻化，能夠防止電路動(dòng)作的遲延，實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)作，后者對(duì)于防止來(lái)自層間絕緣層 的雜質(zhì)的擴(kuò)散、提高與層間絕緣層的密接性具有效果。
此外，以組入第二配線11的方式形成的第一二極管元件6能夠使用具有以下結(jié)構(gòu) 的MSM 二極管，S卩，例如使用鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、鋁、鎢、鉬、銅或它們的組合作為第一二 極管元件的下部電極7、上部電極9，使用硅、氮化硅、碳化硅作為半導(dǎo)體層8，將它們疊層而 成MSM 二極管。第一二極管元件的下部電極7、上部電極9的膜厚優(yōu)選為5nm 20nm的范 圍，半導(dǎo)體層8的膜厚的范圍優(yōu)選為3nm 15nm的范圍。另外，第一二極管元件6的半導(dǎo)體 層8優(yōu)選具有比被埋入第一存儲(chǔ)器單元孔4的第一二極管元件的下部電極7更大的形狀。 這樣，能夠提高二極管元件的電流容量。在采用這樣的MSM二極管的結(jié)構(gòu)的情況下，即使電 阻變化層是通過(guò)正負(fù)電壓的施加而改變電阻的、所謂的雙極型電阻變化層，也能夠容易地 得到在雙方向上具有較大的電流容量、并且特性偏離小的非歐姆性元件。此外，作為第一層間絕緣層3和第二層間絕緣層12，能夠使用絕緣性的氧化物材 料。具體而言，能夠使用通過(guò)CVD法利用氧化硅(SiO)、臭氧(O3)和四乙氧基硅烷(TEOS) 所形成的TEOS-SiO膜或氮化硅(SiN)膜。而且，也可以使用作為低介電常數(shù)材料的碳氮化 硅(SiCN)膜、碳氧化硅(SiOC)膜或氟氧化硅(SiOF)膜。第一層間絕緣層3和第二層間絕 緣層12的膜厚優(yōu)選為100 500nm左右。這是因?yàn)椋?dāng)配線間絕緣層變薄時(shí)，配線間的泄 漏電流會(huì)增加，當(dāng)配線間絕緣層變厚時(shí)，第一接觸部變深，變得難以加工。此外，作為第一電阻變化層5，可以使用含鐵的氧化物例如四氧化三鐵(Fe3O4)、氧 化鈦、氧化鉭、氧化釩、氧化鈷、氧化鎳、氧化鋅、鈮氧化膜等過(guò)度金屬氧化物，利用濺射法等 形成。像這樣的過(guò)渡金屬氧化物材料，在被施加閾值以上的電壓或電流時(shí)顯示特定的電阻 值，將該電阻值持續(xù)保持直到被施加新的一定大小的脈沖電壓或脈沖電流。另外，在本實(shí)施 方式中將第一電阻變化層5填充在第一存儲(chǔ)器單元孔4內(nèi)，但也可以是，例如僅在第一存儲(chǔ) 器單元孔4的底部、側(cè)壁形成有該第一電阻變化層5的方式。此外，第一接觸部14和第二接觸部15構(gòu)成為，在各個(gè)接觸孔中埋入鎢或銅、或者 在它們的下層埋入由鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭的組合而形成的材料所得到的疊層結(jié)構(gòu)。由此， 能夠?qū)崿F(xiàn)接觸部電阻較低的引出接觸部。第二接觸部15優(yōu)選在除了第一存儲(chǔ)器單元孔4 的正上方之外的第二配線11上形成。這是為了防止在形成第二接觸部15時(shí)的等離子體損 傷的影響。通過(guò)采用以上的結(jié)構(gòu)，第一配線2和第二配線11被引出至上層的上層配線13，因此，即使沒有直接連接第一配線2和第二配線11的接觸部，也能夠根據(jù)需要經(jīng)由上層配線 13連接第一配線2和第二配線11。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其在將 二極管元件和電阻變化層組合而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)中，能夠確保充分的電流容量，并且能 夠在單層的情況下進(jìn)行交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線的電位引出。
(第二實(shí)施方式)圖2是說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。 與第一實(shí)施方式的不同之處在于在第二層間絕緣層12之上，不是疊層引出用的上層配線 13，而是疊層有第二層的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)。另外，對(duì)于與第一實(shí)施方式共用的結(jié)構(gòu)，在 本實(shí)施方式中省略其說(shuō)明。該非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的結(jié)構(gòu)，除第一實(shí)施方式的構(gòu)造之 夕卜，還包括在第二層間絕緣層12上以覆蓋第一接觸部14、第二接觸部15的方式在整個(gè)面 上形成的第三層間絕緣層16 ；在該第三層間絕緣層16上以與第二配線11正交的方式形成 的條紋形狀的第三配線24 ；以覆蓋第三配線24的方式在第三層間絕緣層16上形成的第四 層間絕緣層25 ；在第四層間絕緣層25上形成的上層配線13。此外，以貫通第二配線11和 第三配線24正交的區(qū)域的第二層間絕緣層12和第三層間絕緣層16的方式形成有第二存 儲(chǔ)器單元孔17，在該第二存儲(chǔ)器單元孔17中，包括與第二配線11連接的第二電阻變化層 18，和在第二電阻變化層18上形成的第二二極管元件的下部電極20。此外，第三配線24由 第二二極管元件的半導(dǎo)體層21、第二二極管元件的上部電極22和第三配線的電阻率低的 導(dǎo)電層23構(gòu)成，第二二極管元件19 (MSM 二極管)由第二二極管元件的下部電極20、第二二 極管元件的半導(dǎo)體層21和第二二極管元件的上部電極22構(gòu)成。第一配線2通過(guò)疊層以貫 通第一層間絕緣層3和第二層間絕緣層12的方式形成的第一接觸部14和以貫通第三層間 絕緣層16和第四層間絕緣層25的方式形成的第三接觸部26而形成的堆疊接觸部，與上層 配線13連接，第二配線11通過(guò)疊層以貫通第二層間絕緣層12的方式形成的第二接觸部15 和以貫通第三層間絕緣層16和第四層間絕緣層25的方式形成的第三接觸部26而形成的 堆疊接觸部，與上層配線13連接，第三配線24通過(guò)以貫通第四層間絕緣層25的方式形成 的第四接觸部27與上層配線13連接。通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，第一配線、第二配線和第三配線被引出至上層的上層配線 13，因此，即使沒有分別直接連接第一配線、第二配線和第三配線的接觸部，也能夠根據(jù)需 要通過(guò)上層配線連接第一配線、第二配線和第三配線。此外，在最下層具有半導(dǎo)體層或絕緣 層的第二配線和第三配線不能夠形成向下層引出的接觸部，因此，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造，能夠 僅通過(guò)上層配線進(jìn)行電連接。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，在組合二極管 元件和電阻變化層而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)中，能夠確保充分的電流容量，并且能夠在2層的 情況下進(jìn)行交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線的電位引出。此外，在本實(shí)施方式中，作為堆疊接觸部的下層側(cè)接觸部的第一接觸部14和第二 接觸部15的露出的表面被第三層間絕緣層16覆蓋，因此形成為原理上不會(huì)產(chǎn)生由用于形 成第二存儲(chǔ)器單元孔17、第三配線24的干蝕刻等造成的處理?yè)p傷(等離子體損傷、氧化、 清洗導(dǎo)致的膜變質(zhì))的構(gòu)造。由此，即使形成有堆疊接觸部，第一接觸部14、第二接觸部15 的表面也不會(huì)產(chǎn)生由氧化、清洗導(dǎo)致的變質(zhì)等，能夠可靠地形成電特性穩(wěn)定的接觸部，能夠 提高非易失性存儲(chǔ)裝置的成品率。進(jìn)一步，在其間夾著配線而被疊層的接觸部，與使接觸部 和配線的掩膜匹配的余量相對(duì)應(yīng)地使其尺寸增加，因而不適于微細(xì)化。此外，還存在以下缺點(diǎn)為了將其以相同的尺寸形成，需要縮小與相鄰配線的距離，容易受到由于配線間電容的 增加而導(dǎo)致的配線延遲、噪聲等的影響。在本結(jié)構(gòu)中不存在上述的器件上的問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn) 具有電特性穩(wěn)定的接觸部的非易失性存儲(chǔ)裝置。另外，由下部電極20、半導(dǎo)體層21、上部電極22構(gòu)成的第二二極管元件19、第三配 線的電阻率低的導(dǎo)電層23、第三層間絕緣層16、第四層間絕緣層25、第二電阻變化層18、第 三接觸部26和第四接觸部27的具體方式，與在第一實(shí)施方式中所示的相同，在此省略。
(第三實(shí)施方式)圖3是說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。 與第二實(shí)施方式的不同之處在于在第四層間絕緣層25之上，不是疊層引出用的上層配線 13，而是疊層有第三層以后的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)。另外，對(duì)于與第一實(shí)施方式和第二實(shí)施 方式共用的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施方式中省略其說(shuō)明。該非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的第N層(以 下，令N為3以上的整數(shù))的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)包括第N配線31 ；在第N配線31上形成 的第(2N-1)層間絕緣層32 ；在該第(2N-1)層間絕緣層32上形成的第2N層間絕緣層33 ； 在第2N層間絕緣層33上以與第N配線31正交的方式形成的條紋形狀的第(N+1)配線41 ； 以覆蓋第(N+1)配線41的方式形成的第(2N+1)層間絕緣層42 ；和在第(2N+1)層間絕緣 層42上形成的上層配線13。此外，以貫通第N配線31和第(N+1)配線41正交的區(qū)域的 第(2N-1)層間絕緣層32和第2N層間絕緣層33的方式形成有第N存儲(chǔ)器單元孔34，在該 第N存儲(chǔ)器單元孔34中包括與第N配線31連接的第N電阻變化層35，和在第N電阻變 化層35上形成的第N 二極管元件的下部電極37。此外，第(N+1)配線41由第N 二極管元 件的半導(dǎo)體層40、第N 二極管元件的上部電極39和第(N+1)配線的電阻率低的導(dǎo)電層38 構(gòu)成，第N 二極管元件36 (MSM 二極管)由第N 二極管元件的下部電極37、第N 二極管元件 的半導(dǎo)體層40和第N 二極管元件的上部電極39構(gòu)成。第一配線2，通過(guò)將從貫通第一層間絕緣層3和第二層間絕緣層12而形成的第一 接觸部14直到貫通第2N層間絕緣層33和第(2N+1)層間絕緣層42而形成的第2N接觸部 45的接觸部疊層N段而形成的堆疊接觸部，與上層配線13連接。作為中間配線層的第K 配線(K是2以上N以下的整數(shù)，未圖示)，通過(guò)將從貫通第(2K-2)層間絕緣層而形成的第 (2K-2)接觸部直到第2N接觸部45的接觸部疊層(NK+1)段而形成的堆疊接觸部，與上層配 線13連接。第(N+1)配線41通過(guò)貫通第(2N+1)層間絕緣層42而形成的第(2N+1)接觸 部46與上層配線13連接。通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，除上層配線之外的配線，通過(guò)疊層1層以上的接觸部與上 層配線連接，因此，即使沒有分別直接連接這些配線間的接觸部，根據(jù)需要除上層配線之外 的各配線也能夠通過(guò)上層配線進(jìn)行連接。此外，在最下層具有半導(dǎo)體或絕緣層的中間配線 不能夠形成向下層的引出接觸部，因此，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造，能夠僅通過(guò)上層配線進(jìn)行電連 接。由此，能夠省略用于對(duì)各層除去半導(dǎo)體層或絕緣層的規(guī)定區(qū)域的掩膜和處理。由此，能 夠?qū)崿F(xiàn)一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，在將二極管元件和電阻變化層組合而成的交叉點(diǎn)型 結(jié)構(gòu)中，能夠確保充分的電流容量，并且無(wú)需復(fù)雜處理和高成本就能夠在多層的情況下進(jìn) 行交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線的電位引出。(第四實(shí)施方式)圖4為說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。與第一實(shí)施方式的不同之處在于在第一層間絕緣層3的下層形成有晶體管48等周邊電 路。另外，對(duì)于與第一實(shí)施方式共用的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施方式中省略其說(shuō)明。該非易失性半導(dǎo) 體存儲(chǔ)裝置，在第一實(shí)施方式的構(gòu)造的基礎(chǔ)上，還包括在基板1上形成的構(gòu)成交叉點(diǎn)存儲(chǔ) 器的周邊電路的晶體管48、以覆蓋該晶體管48的方式在基板1上形成的基板與配線間的 絕緣層49和以貫通該絕緣層49的方式形成的連接配線和晶體管的接觸部47。第一配線2 包括與第一電阻變化層5連接的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線2A，和用于構(gòu)成用來(lái)驅(qū)動(dòng)交叉點(diǎn)存 儲(chǔ)器的周邊電路的配線2B。交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線2A、周邊電路用的配線2B，均經(jīng)由以貫通 第一層間絕緣層3和第二層間絕緣層12的方式形成的第一接觸部14，與上層配線13連接。 晶體管48也通過(guò)接觸部47、周邊電路用配線2B和第一接觸部14，與上層配線13連接。通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的周邊電路用的晶體管、配線，也能 夠利用引出接觸部，可靠地被引出其電位。進(jìn)一步，不僅將第一配線作為交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配 線使用，還能夠?qū)⑵渥鳛橛糜谛纬山徊纥c(diǎn)存儲(chǔ)器的周邊電路的配線共用。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)一 種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，在將二極管元件和電阻變化層組合而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)中， 能夠確保充分的電流容量，并且無(wú)需復(fù)雜處理和高成本就能夠進(jìn)行交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線的 引出，以及交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的周邊電路的配線的引出。(第五實(shí)施方式)圖5是說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。 與第二實(shí)施方式的不同之處在于在第一層間絕緣層3的下層形成有晶體管48等周邊電 路。另外，對(duì)于與第二實(shí)施方式共用的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施方式中省略其說(shuō)明。該非易失性半導(dǎo) 體存儲(chǔ)裝置，在第二實(shí)施方式的構(gòu)造的基礎(chǔ)上，還包括在基板1上形成的構(gòu)成交叉點(diǎn)存儲(chǔ) 器的周邊電路的晶體管48、以覆蓋該晶體管48的方式在基板1上形成的基板與配線間的 絕緣層49和以貫通該絕緣層49的方式形成的配線和晶體管的連接接觸部47。第一配線2 包括與第一電阻變化層5連接的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線2A，和用于構(gòu)成用來(lái)驅(qū)動(dòng)交叉點(diǎn)存 儲(chǔ)器的周邊電路的配線2B。交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線2A、周邊電路用的配線2B，均通過(guò)以貫通 第一層間絕緣層3和第二層間絕緣層12的方式形成的第一接觸部14以及以貫通第三層間 絕緣層16和第四層間絕緣層25的方式形成的第三接觸部26，與上層配線13連接。晶體管 48通過(guò)接觸部47、周邊電路用配線2B、第一接觸部14和第三接觸部26，與上層配線13連 接。通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的周邊電路用的晶體管、配線，也能 夠利用堆疊接觸部，可靠地被引出其電位。進(jìn)一步，不僅將第一配線作為交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配 線使用，還能夠?qū)⑵渥鳛橛糜谛纬山徊纥c(diǎn)存儲(chǔ)器的周邊電路的配線共用。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)一 種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，在將二極管元件和電阻變化層組合而成的交叉點(diǎn)型結(jié)構(gòu)中， 能夠確保充分的電流容量，并且無(wú)需復(fù)雜處理和高成本就能夠進(jìn)行交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的配線的 引出，以及交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的周邊電路的配線的引出。(第一實(shí)施方式的變形例)圖6是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的單層構(gòu)造的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的第一變形例的 截面圖。與第一實(shí)施方式的不同之處在于在第一存儲(chǔ)器單元孔4中埋入有第一二極管元 件的金屬電極7A，第二配線IlA是第一二極管元件的半導(dǎo)體層8A和第二配線的電阻率低的 導(dǎo)電層10的疊層構(gòu)造。由金屬電極7A、半導(dǎo)體層8A構(gòu)成為肖特基二極管的第一二極管元件6A。在這樣的肖特基二極管的結(jié)構(gòu)的情況下，多數(shù)載流子為支配性的，因此能夠增大電流 容量，并且能夠進(jìn)行高速動(dòng)作。電阻變化層適合于通過(guò)施加極性相同且大小不同的電壓而 發(fā)生電阻變化的、所謂單極型電阻變化層。圖7是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的單層構(gòu)造的交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的第二變形例的 截面圖。與第一實(shí)施方式的不同之處在于在第一存儲(chǔ)器單元孔4中埋入有第一二極管元 件的η型半導(dǎo)體層7Β，第二配線1IB是第一二極管元件的ρ型半導(dǎo)體層8Β和第二配線的電 阻率低的導(dǎo)電層10的疊層構(gòu)造。由η型半導(dǎo)體層7Β、ρ型半導(dǎo)體層8Β構(gòu)成為ρη結(jié)二極管 的第一二極管元件6Β。在上述的結(jié)構(gòu)中，η型半導(dǎo)體層7Β和ρ型半導(dǎo)體層8Β的構(gòu)成位置 也可以是相反的配置。在ρη結(jié)二極管中，少數(shù)載流子是支配性的，因此電流容量低于上述 的二極管，但是能夠期待防止過(guò)剩電流、降低消耗電力的效果。電阻變化層適合于通過(guò)施加 極性相同且大小不同的電壓而發(fā)生電阻變化的、所謂單極型電阻變化層。(第一實(shí)施方式的制造方法)接著，參照?qǐng)D8(a) 圖8(e)對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝 置 的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖8(a)是在基板1上使用期望的掩膜對(duì)導(dǎo)電膜進(jìn)行圖形化而形成條紋形狀的第 一配線2之后，在整個(gè)面上形成第一層間絕緣層3，并通過(guò)CMP使其表面平坦化的工序的截 面圖。關(guān)于第一配線2，一直以來(lái)主要使用鋁，但是最近也使用即使進(jìn)行微細(xì)化也能夠?qū)崿F(xiàn) 低電阻的銅。此外，關(guān)于第一層間絕緣層3，為了降低配線間的寄生電容而使用含氟氧化物 (例如SiOF)、含碳氮化物(例如SiCN)。在本實(shí)施方式的情況下，作為第一配線2例如使用 鋁，作為第一層間絕緣層3例如使用含氟氧化物SiOF。另外，第一配線2通過(guò)蝕刻形成，但 是也可以埋入第一層間絕緣層13中而形成。即，在第一層間絕緣層13形成用于埋入第一 配線2的條紋形狀的槽，在形成成為第一配線2的導(dǎo)電膜后，例如能夠由進(jìn)行CMP的鑲嵌處 理(damascene process)形成第一配線2 (同樣的鑲嵌處理也能夠適用于以下的配線形成 工序)。接著，如圖8(b)所示，在第一配線2上的第一層間絕緣層3，以一定的排列間距形 成第一存儲(chǔ)器單元孔4。在第一配線2的寬度比第一存儲(chǔ)器單元孔4小的情況下，由于掩膜 匹配錯(cuò)位的影響，第一配線2和第一電阻變化層5的接觸面積改變，例如單元電流改變。從 防止該情況的觀點(diǎn)出發(fā)，使第一配線2采用寬度為比第一存儲(chǔ)器單元孔4大的外形。接著， 在第一存儲(chǔ)器單元孔4內(nèi)埋入形成第一電阻變化層5。作為第一電阻變化層5，通過(guò)濺射法 形成氧化鉭。其中，作為成膜方法，不僅能夠使用濺射，還可以使用CVD法、ALD法等。向第 一存儲(chǔ)器單元孔4的埋入，使用CMP處理或回蝕處理而進(jìn)行。然后，進(jìn)而進(jìn)行過(guò)度研磨或回 蝕，由此將第一存儲(chǔ)器單元孔4內(nèi)的第一電阻變化層5的一部分除去。接著，在第一存儲(chǔ)器 單元孔4內(nèi)的上部形成第一二極管元件的下部電極7。該下部電極使用氮化鉭。與上述的 氧化鉭同樣地，該氮化鉭的成膜能夠通過(guò)濺射法進(jìn)行，埋入形成能夠通過(guò)CMP處理或回蝕 處理進(jìn)行。接著，如圖8(c)所示，形成由第一二極管元件的半導(dǎo)體層8、上部電極9和第二配 線的電阻率低的導(dǎo)電層10的疊層所形成的條紋形狀的第二配線11。第二配線11使用期望 的掩膜，以與第一二極管元件的下部電極7連接并且與第一配線2正交的方式形成。在該 情況下，這些半導(dǎo)體層8和上部電極9，優(yōu)選具有至少比第一存儲(chǔ)器單元孔4大的形狀。這樣，使得二極管元件的電流容量增加。在本實(shí)施方式中，作為下部電極7、上部電極9使用氮 化鉭，作為絕緣體層8使用SiN。SiN通過(guò)濺射法、CVD法、ALD法形成，因此能夠容易地形成 具有良好的絕緣性并且致密的薄膜。這樣，能夠形成第一二極管元件(MSM 二極管)6。接著，如圖8(d)所示，以覆蓋第二配線11的方式在第一層間絕緣層3上形成第二 層間絕緣層12。第二層間絕緣層12由與第一層間絕緣層3相同的材料構(gòu)成。接著，使用期 望的掩膜進(jìn)行圖案形成，同時(shí)形成貫通第一層間絕緣層3和第二層間絕緣層12的與第一配 線2連接的第一接觸部14，和貫通第二層間絕緣層12的與第二配線11連接的第二接觸部 15。此外，第一接觸部14和第二接觸部15構(gòu)成為，埋入鎢或銅、或者在它們的下層埋入由 鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭的組合而形成的材料所得到的疊層結(jié)構(gòu)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)接觸部電阻 低的引出接觸部。此外，第一接觸部14比第二接觸部15更深，因此，在使用相同的掩膜同 時(shí)通過(guò)蝕刻形成兩者的情況下，在直到第一接觸部14的底部的第一配線2通過(guò)蝕刻而露出 的相當(dāng)?shù)臅r(shí)間中，第二接觸部15的底部的第二配線11暴露于過(guò)蝕刻。由此，為了防止此時(shí) 的等離子體損傷的影響，和第二接觸部15穿透第二配線11時(shí)的影響，第二接觸部15優(yōu)選 在除了第一存儲(chǔ)器單元孔4的正上方的部位之外的第二配線11上形成。 最后，如圖8 (e)所示，以與第一接觸部14和第二接觸部15連接的方式，使用期望 的掩膜在第二層間絕緣層12上形成上層配線13。上層配線13由與第一配線2相同的材料 形成。之后通過(guò)使用絕緣保護(hù)層(未圖示)，能夠制造圖1所示的本發(fā)明的第一實(shí)施方式的 非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。(第二實(shí)施方式的制造方法)接著，參照?qǐng)D9(a) 圖9(g)對(duì)本發(fā)明的第二方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的 制造方法進(jìn)行說(shuō)明。另外，交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的第一層之前的制造方法與圖8(a) 圖8(d)相 同，因此在這里省略。此外，在配線、層間絕緣層、電阻變化層、二極管元件、接觸部中使用的 材料等，也在本發(fā)明第一實(shí)施方式的制造方法的具體方式中被說(shuō)明，因此這里省略。圖9(a)表示圖8(d)所說(shuō)明的，形成了貫通第一層間絕緣層3和第二層間絕緣層 12的與第一配線連接的第一接觸部14，和貫通第二層間絕緣層12的與第二配線11連接的 第二接觸部15的狀態(tài)。接著，如圖9(b)所示，以覆蓋第一接觸部14和第二接觸部15的方式在整個(gè)面上 形成第三層間絕緣層16。接著，以貫通第二配線11上的第二層間絕緣層12和第三層間絕 緣層16的方式，以一定的排列間距形成第二存儲(chǔ)器單元孔17。基于與第一存儲(chǔ)器單元孔4 相同的理由，第二配線11采用寬度比第二存儲(chǔ)器單元孔17大的外形。此外，第二存儲(chǔ)器單 元孔17的位置優(yōu)選在第一存儲(chǔ)器單元孔4的正上方。這樣，能夠使單元布局微細(xì)化，在交 叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的上下的單元處維持對(duì)稱性，抑制電路動(dòng)作的偏差。此外，第一接觸部14和第 二接觸部15的表面被第三層間絕緣層16覆蓋，因此原理上不會(huì)產(chǎn)生由用于形成第二存儲(chǔ) 器單元孔17的干蝕刻等導(dǎo)致的處理?yè)p傷(等離子體損傷、氧化、清洗導(dǎo)致的膜變質(zhì))。因 此，即使之后形成堆疊接觸部，第一接觸部14、第二接觸部15的表面也不會(huì)產(chǎn)生由于氧化、 清洗而導(dǎo)致的變質(zhì)等，能夠可靠地形成電特性穩(wěn)定的接觸部，能夠提高非易失性存儲(chǔ)裝置 的成品率。接著，如圖9(c)所示，在第二存儲(chǔ)器單元孔17內(nèi)埋入形成第二電阻變化層18，在 其上部埋入形成第二二極管元件的下部電極20。它們的形成方法，在圖8(b)中已表示，因此省略。接著，如圖9 (d)所示，形成將第二二極管元件的半導(dǎo)體層21、上部電極22和第三配線的電阻率低的導(dǎo)電層23疊層而成的條紋形狀的第三配線24。第三配線24使用期望的 掩膜，以與第二二極管元件的下部電極20連接并且與第二配線11正交的方式形成。在該 情況下，這些半導(dǎo)體層21和上部電極22優(yōu)選具有至少比第二存儲(chǔ)器單元孔17大的形狀。 這樣，使得二極管元件的電流容量增大。由此，能夠形成第二二極管元件(MSM 二極管)19。接著，如圖10(a)所示，以覆蓋第三配線24的方式在第三層間絕緣層16上形成第 四層間絕緣層25。接著，如圖10(b)所示，使用期望的掩膜進(jìn)行圖案形成，同時(shí)形成貫通第三層間絕 緣層16和第四層間絕緣層25的與第一接觸部14和第二接觸部15連接的第三接觸部26， 和貫通第四層間絕緣層25的與第三配線11連接的第四接觸部27。此外，第三接觸部26和 第四接觸部27的材料也與上述的接觸部相同。此外，第三接觸部26比第四接觸部27深， 因此在使用相同的掩膜同時(shí)通過(guò)蝕刻而形成兩者的情況下，在直至第三接觸部26的底部 的第一接觸部14和第二接觸部15通過(guò)蝕刻被露出的相當(dāng)?shù)臅r(shí)間中，第四接觸部27的底部 的第三配線24暴露于過(guò)蝕刻。由此，為了防止此時(shí)的等離子體損傷的影響，和第四接觸部 27穿透第三配線24時(shí)的影響，第四接觸部27優(yōu)選在除了第二存儲(chǔ)器單元孔17的正上方的 部位之外的第三配線24上形成。雖然在圖10中表示為第四接觸部27位于第二存儲(chǔ)器單 元孔17的正上方，但是其形成于在該圖的垂直紙面的方向上錯(cuò)開第二存儲(chǔ)器單元孔17的 正上方的位置。最后，如圖10(c)所示，使用期望的掩膜在第四層間絕緣層25上以與第三接觸部 26和第四接觸部27連接的方式形成上層配線13。上層配線13由與第一配線2相同的材 料構(gòu)成。之后通過(guò)使用絕緣保護(hù)層(未圖示)，能夠制造圖2所示的本發(fā)明的第二實(shí)施方式 的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，根據(jù)上述說(shuō)明能夠了解到本發(fā)明的眾多的改良以及其 它的實(shí)施方式。因此，上述說(shuō)明僅應(yīng)當(dāng)被解釋為例示，其目的在于向本領(lǐng)域的技術(shù)人員說(shuō)明 實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。能夠不脫離本發(fā)明的主旨地對(duì)其構(gòu)造和/或功能的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行 實(shí)質(zhì)性變更。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明涉及使用二極管元件和電阻變化層的交叉點(diǎn)型的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝 置，能夠?qū)崿F(xiàn)存儲(chǔ)器容量極大的非易失性存儲(chǔ)器，因此對(duì)使用非易失性存儲(chǔ)裝置的各種電 子設(shè)備的領(lǐng)域是有用的。
權(quán)利要求
一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征在于，包括基板；在所述基板上形成的條紋形狀的第一配線；在所述第一配線上形成的第一層間絕緣層；在所述第一配線上的所述第一層間絕緣層形成的第一存儲(chǔ)器單元孔；經(jīng)由所述第一存儲(chǔ)器單元孔與所述第一配線連接的第一電阻變化層；在所述第一電阻變化層上形成的第一非歐姆性元件；在所述第一層間絕緣層上形成并且與所述第一配線正交，具有條紋形狀的第二配線；在所述第二配線上形成的第二層間絕緣層；和在所述第二層間絕緣層上形成的上層配線，其中所述第二配線由包含所述第一非歐姆性元件的至少一部分的多層構(gòu)成，在所述第二配線的最下層具有半導(dǎo)體層或絕緣體層，所述第一配線通過(guò)以貫通所述第一層間絕緣層和所述第二層間絕緣層的方式形成的第一接觸部，與所述上層配線連接，所述第二配線通過(guò)以貫通所述第二層間絕緣層的方式形成的第二接觸部，與所述上層配線連接。
2.一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征在于，包括 基板； 在所述基板上形成的條紋形狀的第一配線； 在所述第一配線上形成的第一層間絕緣層；在所述第一配線上的所述第一層間絕緣層形成的第一存儲(chǔ)器單元孔； 經(jīng)由所述第一存儲(chǔ)器單元孔與所述第一配線連接的第一電阻變化層； 在所述第一電阻變化層上形成的第一非歐姆性元件；在所述第一層間絕緣層上形成并且與所述第一配線正交，具有條紋形狀的第二配線； 在所述第二配線上形成的第二層間絕緣層； 在所述第二層間絕緣層上形成的第三層間絕緣層；以貫通所述第二配線上的所述第二層間絕緣層和所述第三層間絕緣層的方式形成的 第二存儲(chǔ)器單元孔；經(jīng)由所述第二存儲(chǔ)器單元孔與所述第二配線連接的第二電阻變化層； 在所述第二電阻變化層上形成的第二非歐姆性元件；在所述第三層間絕緣層上形成并且與所述第二配線正交，具有條紋形狀的第三配線； 在所述第三配線上形成的第四層間絕緣層；和 在所述第四層間絕緣層上形成的上層配線，其中，所述第二配線和所述第三配線，分別由包含所述第一非歐姆性元件和所述第二非歐姆 性元件的至少一部分的多層構(gòu)成，在所述第二配線和所述第三配線的最下層具有半導(dǎo)體層 或絕緣體層，所述第一配線通過(guò)堆疊接觸部與所述上層配線連接，該堆疊接觸部疊層有貫通所述 第一層間絕緣層和所述第二層間絕緣層而形成的第一接觸部；和貫通所述第三層間絕緣層 和所述第四層間絕緣層而形成的第三接觸部，所述第二配線通過(guò)堆疊接觸部與所述上層配線連接，該堆疊接觸部疊層有貫通所述 第二層間絕緣層而形成的第二接觸部；和貫通所述第三層間絕緣層和所述第四層間絕緣層 而形成的所述第三接觸部。所述第三配線通過(guò)以貫通所述第四層間絕緣層的方式形成的第四接觸部，與所述上層 配線連接。
3.如權(quán)利要求2所述的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征在于以所述第二層間絕緣層、所述第三層間絕緣層、被埋入所述第二存儲(chǔ)器單元孔中的所 述第二電阻變化層和所述第二非歐姆性元件、所述第三配線作為一個(gè)結(jié)構(gòu)單位，進(jìn)一步疊 層有一層以上的所述結(jié)構(gòu)單位，除上層配線之外的所述配線，通過(guò)疊層一層以上的接觸部，與所述上層配線連接， 除上層配線和最下層配線之外的中間配線，僅通過(guò)所述上層配線分別相互電連接。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述第一配線包括與所述第一電阻變化層連接的配線；和與位于所述第一配線的下 層的晶體管連接的配線。
5.如權(quán)利要求2或3所述的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征在于在疊層所述一層以上的接觸部而形成的堆疊接觸部中，其疊層位置以上下配線層之間 的高度進(jìn)行連接。
6.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述非歐姆性元件是由半導(dǎo)體層和夾著所述半導(dǎo)體層的上下的金屬電極體層的3層 疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的MSM 二極管，所述電阻變化層側(cè)的所述金屬電極體層埋入形成在所述存儲(chǔ) 器單元孔中。
7.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述非歐姆性元件是由半導(dǎo)體層和金屬電極體層的2層疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的肖特基二極 管，所述金屬電極體層埋入所述存儲(chǔ)器單元孔中。
8.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述非歐姆性元件是由P型半導(dǎo)體層和η型半導(dǎo)體層的2層疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的ρη結(jié)二 極管，所述P型半導(dǎo)體層或所述η型半導(dǎo)體層埋入所述存儲(chǔ)器單元孔中。
9.一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法，其特征在于，包括 在基板上形成條紋形狀的第一配線的工序；在包含所述第一配線的所述基板上形成第一層間絕緣層的工序；在所述第一配線上，在所述第一層間絕緣層的規(guī)定位置形成第一存儲(chǔ)器單元孔的工序；在所述第一存儲(chǔ)器單元孔中埋入形成第一電阻變化層的工序； 在形成于所述第一存儲(chǔ)器單元孔內(nèi)的所述第一電阻變化層之上，進(jìn)一步埋入形成構(gòu)成 第一非歐姆性元件的疊層結(jié)構(gòu)中的至少一層的工序；在所述第一層間絕緣層上以覆蓋所述第一存儲(chǔ)器單元孔的至少一部分的方式，形成包 含構(gòu)成所述第一非歐姆性元件的所述疊層結(jié)構(gòu)中的其它層的第二配線的工序； 在包含所述第二配線的所述第一層間絕緣層上形成第二層間絕緣層的工序； 在所述第一配線上形成貫通所述第一層間絕緣層和所述第二層間絕緣層的第一接觸部，同時(shí)在所述第二配線上形成貫通所述第二層間絕緣層的第二接觸部的工序；和在所述第二層間絕緣層上形成與所述第一接觸部和所述第二接觸部連接的上層配線 的工序。
10. 一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法，其特征在于，包括在基板上形成條紋形狀的第一配線的工序；在包含所述第一配線的所述基板上形成第一層間絕緣層的工序；在所述第一配線上，在所述第一層間絕緣層的規(guī)定位置形成第一存儲(chǔ)器單元孔的工序；在所述第一存儲(chǔ)器單元孔中埋入形成第一電阻變化層的工序； 在形成于所述第一存儲(chǔ)器單元孔內(nèi)的所述第一電阻變化層之上，進(jìn)一步埋入形成構(gòu)成 第一非歐姆性元件的疊層結(jié)構(gòu)中的至少一層的工序；在所述第一層間絕緣層上以覆蓋所述第一存儲(chǔ)器單元孔的至少一部分的方式，形成包 含構(gòu)成所述第一非歐姆性元件的所述疊層結(jié)構(gòu)中的其它層的第二配線的工序； 在包含所述第二配線的所述第一層間絕緣層上形成第二層間絕緣層的工序； 同時(shí)形成所述第一配線上的貫通所述第一層間絕緣層和所述第二層間絕緣層的第一 接觸部，和所述第二配線上的貫通所述第二層間絕緣層的第二接觸部的工序；在所述第二層間絕緣膜、所述第一接觸部和所述第二接觸部的表面形成第三層間絕緣 層的工序；在所述第二配線上以貫通所述第二層間絕緣層和所述第三層間絕緣層的方式在規(guī)定 位置形成第二存儲(chǔ)器單元孔的工序；在所述第二存儲(chǔ)器單元孔中埋入形成第二電阻變化層的工序； 在形成于所述第二存儲(chǔ)器單元孔內(nèi)的所述第一電阻變化層之上，進(jìn)一步埋入形成構(gòu)成 第二非歐姆性元件的疊層結(jié)構(gòu)中的至少一層的工序；在所述第三層間絕緣層上以覆蓋所述第二存儲(chǔ)器單元孔的至少一部分的方式，形成包 含構(gòu)成所述第二非歐姆性元件的所述疊層結(jié)構(gòu)中的其它層的第三配線的工序； 在包含所述第三配線的所述第三層間絕緣層上形成第四層間絕緣層的工序； 同時(shí)形成所述第一接觸部和所述第二接觸部上的貫通所述第三層間絕緣層和所述第 四層間絕緣層的第三接觸部，和所述第三配線上的貫通所述第四層間絕緣層的第四接觸部 的工序；和在所述第四層間絕緣層上形成與第三接觸部和第四接觸部連接的上層配線的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置和其制造方法。本發(fā)明的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的特征在于，包括基板(1)；第一配線(2)；由電阻變化元件(5)和二極管元件(6)的一部分構(gòu)成的存儲(chǔ)器單元；與第一配線(2)正交并且含有二極管元件(6)的剩余部分的第二配線(11)；和隔著層間絕緣層(12)形成的上層配線(13)，其中，第一配線(2)通過(guò)第一接觸部(14)與上層配線(13)連接，第二配線(11)通過(guò)第二接觸部(15)與上層配線(13)連接。
文檔編號(hào)H01L27/105GK101842897SQ20088011429
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者三河巧, 宮永良子, 川島良男 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社