專利名稱：非易失性存儲裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，更具體地講，涉及一種可以以多層結(jié)構(gòu)延 伸的非易失性存儲裝置及一種制造所述非易失性存儲裝置的方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體裝置會被要求具有小的尺寸并處理大量的數(shù)據(jù)。因此，作為結(jié)果， 會需要提高非易失性存儲裝置的運行速度和集成度。在這方面，與傳統(tǒng)的單 層非易失性存儲裝置相比，高度集成的多層非易失性存儲裝置會更加優(yōu)良。
當(dāng)使用多層非易失性存儲裝置時，可以在與單層非易失性存儲裝置相同 的位置垂直地堆疊存儲單元。然而，在多層非易失性存儲裝置中連接和選擇 每層的存儲單元會是困難的。此外，隨著堆疊層數(shù)的增加，多層非易失性存 儲裝置會需要更多的制造步驟，從而也會增加相關(guān)的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)示例實施例，提供了一種非易失性存儲裝置。所述非易失性存儲裝 置包括至少一個第一電極；至少一個第二電極，與所述至少一個第一電極 交叉；至少一個數(shù)據(jù)存儲層，設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少一個 第二電極之間，并在所述至少一個第一電極和所述至少一個第二電極交叉的 區(qū)域處；至少一個金屬硅化物層，設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少 一個第二電極之間，并在所述至少一個第一電極和所述至少一個第二電極交 叉的區(qū)域處。
所述至少一個金屬硅化物可以設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少 一個數(shù)據(jù)存儲層之間，并且所述至少一個第一電極可以包含第一半導(dǎo)體，且 所述第 一半導(dǎo)體可以與所述至少一個金屬硅化物層接觸以形成肖特基二極非易失性存儲裝置還可以包括設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少 一個金屬硅化物層之間的至少一個結(jié)合層，所述至少一個第一電極可以包含 具有第一導(dǎo)電型的第一半導(dǎo)體，所述至少一個結(jié)合層可以包含具有與所述第
一導(dǎo)電型相對的第二導(dǎo)電型的第二半導(dǎo)體。所述至少一個結(jié)合層可以凹進(jìn)在 所述至少一個第一電極的側(cè)壁中。所述至少一個金屬硅化物層可以_沒置在所 述至少一個結(jié)合層和所述至少一個第二電極之間。所述至少一個數(shù)據(jù)存儲層 可以設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少一個結(jié)合層之間。
所述至少 一個第 一 電極可以包括多個第 一 電4及，所述至少 一個第二電極 可以包括排列在所述多個第一電極之間的多個第二電極。所述多個第一電極 可以堆疊為多個堆疊的層，所述至少 一個金屬硅化物層可以包括設(shè)置在多個 第 一 電極和多個第二電極之間的多個金屬硅化物層。
根據(jù)示例實施例，提供了一種非易失性存儲裝置。所述非易失性存儲裝
置包括至少一個第一電極；至少一個第二電極，與所述至少一個第一電極 交叉；至少一個數(shù)據(jù)存儲層，設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少一個 第二電極的交叉點處。所述至少一個第一電極包含具有第一導(dǎo)電型的第一半 導(dǎo)體，所述至少一個第二電極包含具有與所述第一導(dǎo)電型相對的第二導(dǎo)電型 的第三半導(dǎo)體，以及埋在所述第三半導(dǎo)體中的埋層，其中，所述埋層包含金 屬或金屬硅化物。
根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，提供了 一種非易失性存儲裝置的制造方法。 所述方法包括以下步驟形成至少一個第一電極；在所述至少一個第一電極 的側(cè)壁上形成至少一個金屬硅化物層；在所述至少一個第一電極的側(cè)壁上形 成至少一個數(shù)據(jù)存儲層；形成與所述至少一個第一電極交叉的至少一個第二 電極，并在所述至少一個第一電極和所述至少一個第二電極之間設(shè)置所述至 少一個金屬硅化物層和所述至少一個數(shù)據(jù)存儲層，并在所述至少一個第一電 極與所述至少 一個第二電極交叉的區(qū)域處。


從下面結(jié)合附圖的描述，可以更具體地理解本發(fā)明的示例實施例，圖中 圖1是示出根據(jù)示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖； 圖2是示出根據(jù)示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖；圖3是示出根據(jù)示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖； '圖4是示出根據(jù)示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖； 圖5是示出根據(jù)示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖； 圖6是才艮據(jù)示例實施例的沿圖5的線VI-VI截取的非易失性存儲裝置剖
面圖7是示出根據(jù)示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖； 圖8是根據(jù)示例實施例的沿圖7的線VIII-VIII截取的非易失性存儲裝置 的剖面圖9是示出根據(jù)示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖； 圖IO是根據(jù)示例實施例的沿圖9的線X-X截取的非易失性存儲裝置的 剖面圖11是示出根據(jù)示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖12是根據(jù)示例實施例的沿圖ii的線xn-xn截取的非易失性存儲裝
置的剖面圖13至圖18是示出根據(jù)示例實施例的制造非易失性存儲裝置的方法的 剖面圖19至圖21是示出根據(jù)示例實施例的制造非易失性存儲裝置的方法的 剖面圖22是根據(jù)示例實施例的用于解釋制造非易失性存儲裝置的方法的剖
面圖23和圖24是示出根據(jù)示例實施例的制造非易失性存儲裝置的方法的 剖面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明的構(gòu)思，在附圖中示出本發(fā)明的示 例性實施例。然而，本發(fā)明可以以纟艮多不同的形式實施，不應(yīng)將本發(fā)明理解 為局限于這里闡述的實施例。在附圖中，為清楚起見，夸大了層和區(qū)域的厚度。
圖1是示出根據(jù)示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖。 參照圖1,至少一個第一電極110和至少一個第二電才及160可以排列為 互相交叉。例如， 一個第二電極160可以排列在一對第一電極110之間并與所述一對第一電極交叉為直角。然而，本實施例不限于此，例如，第一電極 110和第二電極160可以排列為彼此以預(yù)定的角度交叉。
至少 一個數(shù)據(jù)存儲層150可以設(shè)置在第 一 電極110和第二電極160之間。 例如，數(shù)據(jù)存儲層150可以設(shè)置在第一電極110和第二電極160之間的交叉 點處。然而，本實施例不限于此。在另一例子中，數(shù)據(jù)存儲層150可以互相 連接，以在第一電才及IIO和第二電極160之間形成寬的層。
數(shù)據(jù)存儲層150可以局部地存儲電阻變化，并控制第一電極110和第二 電極160之間的電流。例如，數(shù)據(jù)存儲層150可以才艮據(jù)施加的電壓而具有高 電阻、低電阻或絕緣性。數(shù)據(jù)存儲層150的可變的電阻特性可以用于非易失 性存儲裝置的數(shù)據(jù)存儲。
例如，數(shù)據(jù)存儲層150可以起相變電阻器的作用，在這種情況下，非易 失性存儲裝置可以作為相變隨機(jī)存取存儲器(PRAM)而運行。例如，相變 電阻器可以包含諸如鍺銻碲(GST)的硫系化合物。相變電阻器可以根據(jù)其 結(jié)晶狀態(tài)而處于高電阻狀態(tài)或低電阻狀態(tài)。
可選擇地，數(shù)據(jù)存儲層150可以起到例如可變電阻器的作用，在這種情 況下，非易失性存儲裝置可以作為電阻隨機(jī)存取存儲器(RRAM)而運行。 可變電阻器與相變電阻器的不同在于，可變電阻器可以不改變可變電阻器的 結(jié)晶狀態(tài)而使電阻變化。然而，可以在上下文中將可變電阻器理解為包括相
鎳(NiO)、五氧化二鈮(Nb205 )和氧化鋅(ZnO)。
可選擇地，數(shù)據(jù)存儲層150可以起到諸如絕緣破壞材料的作用。例如， 數(shù)據(jù)存儲層150可以包含諸如氧化物的絕緣材料，所述氧化物的絕緣性可以 根據(jù)施加的電壓而破壞。如上所述的非易失性存儲裝置可以用作一次性編程 (OTP)存儲器。OTP存儲器可以用在要求非常大的存儲容量而只編程一次 的產(chǎn)品中。
由于絕緣破壞材料不會恢復(fù)它的絕緣特性，因此也被稱為熔絲(fuse)。 另一方面，上述相變電阻器和/或可變電阻器因為它們的電導(dǎo)率的變化而可以 凈皮稱為反》容絲(anti-fuse )。
還可以將至少一個結(jié)合層140和至少一個金屬硅化物層145設(shè)置在第一 電極110和第二電極160之間，在第一電極110和第二電極160交叉的區(qū)域 處。例如，結(jié)合層140可以排列為接觸第一電極110,數(shù)據(jù)存儲層150可以排列為接觸第二電極160的側(cè)壁，金屬硅化物層145可以設(shè)置在數(shù)據(jù)存儲層 150和結(jié)合層140之間。
第一電極110可以包含具有第一導(dǎo)電型的第一半導(dǎo)體，結(jié)合層140可以 包含具有與第一導(dǎo)電型相對的第二導(dǎo)電型的第二半導(dǎo)體。例如，第一半導(dǎo)體 可以摻雜有第一導(dǎo)電雜質(zhì)，第二半導(dǎo)體可以摻雜有第二導(dǎo)電雜質(zhì)。例如，第 一導(dǎo)電型可以為N型，第二導(dǎo)電型可以為P型?？蛇x擇地，第一導(dǎo)電型可以 為P型，第二導(dǎo)電型可以為N型。
因此，由于第一電極110和結(jié)合層140彼此接觸，所以第一電極110和 結(jié)合層140可以形成二極管結(jié)或PN結(jié)。這樣的二極管結(jié)可以對第一電極110 和第二電極160之間的電流進(jìn)行整流。即，根據(jù)二極管結(jié)或PN結(jié)的極性， 第一電極IIO和第二電極160之間的電流可具有方向性。
結(jié)合層140可以局部地設(shè)置為從第一電極110的側(cè)壁凹進(jìn)。因此，可以 不必為形成結(jié)合層140分配空間，因此，可以容易地高度集成非易失性存儲 裝置。此外，通過使結(jié)合層140凹進(jìn)在第一電才及110的局部中，可以減小二 極管結(jié)或PN結(jié)，從而減小第一電極110的線性電阻。
金屬硅化物層145可以起到諸如擴(kuò)散阻斷層的作用。因此，可以通過金 屬硅化物層145阻擋在結(jié)合層140中的雜質(zhì)的擴(kuò)散。此外，金屬硅化物層145 可以幫助減小金屬硅化物層145和結(jié)合層140之間的接觸電阻。例如，金屬 硅化物層145可以包含硅化鈦、硅化鈷、硅化鎳、硅化鎢、硅化鋅、硅化鉬、 硅化4會和硅化鉑之一 ，或由它們中的至少兩種形成的堆疊結(jié)構(gòu)。
第二電極160可以包含導(dǎo)體和/或半導(dǎo)體。例如，第二電極160可以包含 多晶硅、金屬和金屬硅化物之一，或由它們的至少兩種形成的堆疊結(jié)構(gòu)。
根據(jù)當(dāng)前示例實施例的非易失性存儲裝置可以組成存儲器單元。例如， 每個第一電極IIO可以為位線，第二電極160可以為字線，或者反之亦然。
圖2是示出根據(jù)另一示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖。圖2的 非易失性存儲裝置可以與圖1中的非易失性存儲裝置對應(yīng)，并有一些修改或 省略的組件。因此，將不再重復(fù)對于兩個實施例來說的共同的描述。
參照圖2，省略了圖1中的結(jié)合層140，金屬硅化物層145a可以設(shè)置在 數(shù)據(jù)存儲層150和第一電極IIO之間。第一電極110可以為半導(dǎo)體。金屬硅 化物層M5a與第一電極IIO接觸以形成肖特基二極管或肖特基勢壘。因此， 在當(dāng)前的示例實施例中，肖特基二極管可以替代圖1中的PN結(jié)而對電流進(jìn)行整流。
肖特基二極管可以指金屬和半導(dǎo)體之間的結(jié)勢壘。然而，公知的是，金 屬硅化物-半導(dǎo)體結(jié)也形成肖特基二極管，且形成比金屬-半導(dǎo)體結(jié)的界面穩(wěn)定 的界面。
因此，根據(jù)當(dāng)前實施例的非易失性存儲裝置可以通過用肖特基二極管而
不是PN結(jié)二極管來簡化。因此，可以容易地高度集成所述非易失性存儲裝置。
圖3是示出根據(jù)另一示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖。圖3的 非易失性存儲裝置可以與圖1中的非易失性存儲裝置對應(yīng)，并有一些修改或 省略的組件。因此，將不再重復(fù)對這兩個實施例來i^共同的描述。
參照圖3,數(shù)據(jù)存儲層150可以設(shè)置在結(jié)合層140和第一電極IIO之間。 金屬硅化物層145可以設(shè)置在結(jié)合層140和第二電極160之間。
在當(dāng)前示例實施例中，第一電極110和結(jié)合層140不直接形成PN結(jié)。 然而，在非易失性存儲裝置運行期間，隨著數(shù)據(jù)存儲層150變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)， 第一電極110和結(jié)合層140可以形成PN結(jié)。因此，根據(jù)當(dāng)前示例實施例的 非易失性存儲裝置可以以與圖1中的非易失性存儲裝置相同的方式運行。
圖4是示出根據(jù)另一示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖。圖4的 非易失性存儲裝置可以與圖1中的非易失性存儲裝置對應(yīng)，并有一些修改或 省略的組件。因此，將不再重復(fù)對這兩個實施例來i兌共同的描述。
參照圖4,數(shù)據(jù)存儲層150可以直接設(shè)置在第一電極110和第二電極160a 的交叉點處，而沒有設(shè)置圖1所示的結(jié)合層140和金屬硅化物層145。例如， 第一電極IIO可以包含具有第一導(dǎo)電型的第一半導(dǎo)體，而第二電極160a可以 包含具有第二導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體162和埋層165。埋層165可以被埋在第 三半導(dǎo)體162的內(nèi)部。
當(dāng)數(shù)據(jù)存儲層150變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)時，第一電極IIO和第二電極160a形 成PN結(jié)并可以起二^ L管的功能。埋層165可以由具有比第三半導(dǎo)體162的 電阻低的電阻的導(dǎo)體形成，例如金屬或金屬硅化物，以減小第二電極160a的 電阻。
圖5是示出根據(jù)另一示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖，圖6是 沿線VI-VI截取的圖5的非易失性存儲裝置剖面圖。圖5的非易失性存儲裝 置基于圖1中的非易失性存儲裝置，因此可以不再重復(fù)對這兩個實施例來說共同的描述。
參照圖5和圖6，多個第一電極110可以二維排列并三維堆疊。多個第 二電極160可以延伸為與堆疊的第一電極110交叉。第二電極160可以排列 在第一電極110之間，并沿第一電極110的延伸方向彼此分隔開。例如，第 一電極110和第二電極160可以排列為彼此交叉成直角。
結(jié)合層140和金屬硅化物層145可以設(shè)置在第一電極110和第二電極160 的交叉點處并設(shè)置在第一電極110和數(shù)據(jù)存儲層150之間。數(shù)據(jù)存儲層150 可以設(shè)置在第一電極110和第二電極160之間。例如，數(shù)據(jù)存儲層150可以 為柱形并圍繞設(shè)置在一對第一電極110之間的一組第二電極160。然而，數(shù) 據(jù)存儲層150的形式不限于此。例如，如圖1所示，數(shù)據(jù)存儲層150可以限 定在第一電極110與第二電極160交叉的區(qū)域。
在這種三維結(jié)構(gòu)中，在第一電極IIO之間的第二電極160可以被第二電 極160兩側(cè)上的存儲單元共享。同時，每層中的第一電極110可以通過被分 成兩組(奇數(shù)組和偶數(shù)組)而訪問以操作。即，每層中的第一電極110可以 通過一對位線訪問以操作。
在根據(jù)當(dāng)前示例實施例的非易失性存儲裝置中，多個存儲單元可以三維 排列?？梢酝ㄟ^諸如調(diào)節(jié)第一電極110和第二電極160的數(shù)量和長度來容易 地調(diào)節(jié)存儲單元的數(shù)量。因此，非易失性存儲裝置可以容易地高度集成，因 此可以用在高容量產(chǎn)品中。
圖7是示出根據(jù)另一示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖，圖8是 沿線Vin-VIII截取圖7的非易失性存儲裝置的剖面圖。圖7的非易失性存儲 裝置基于圖2中的非易失性存儲裝置，因此可以不再重復(fù)對這兩個實施例來 說共同的描述。
參照圖7和圖8，多個第一電極110可以二維排列并三維堆疊。多個第 二電極160可以延伸為與堆疊的第一電極110交叉。第二電極160可以排列 在第一電極110之間，并沿第一電極110的延伸方向彼此分隔開。例如，第 一電極110和第二電極160可以排列為彼此交叉成直角。
金屬硅化物層145a可以設(shè)置在第一電極110和第二電極160之間，在第 一電極110與第二電極160交叉的區(qū)域中，并設(shè)置在數(shù)據(jù)存儲層150和第一 電極110之間。例如，數(shù)據(jù)存儲層150可以為如參照圖5和圖6所述的柱形。 然而，數(shù)據(jù)存儲層150的形式不限于此。在這種三維結(jié)構(gòu)中，在第一電極110之間的第二電極160可以被第二電
極160兩側(cè)上的存儲單元共享。同時，每層中的第一電極IIO可以按兩組(奇 數(shù)組和偶數(shù)組)來訪問以操作。例如，每層中的第一電極110可以通過一對
位線訪問以操作。
圖9是示出根據(jù)另一示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖，圖10 是沿線X-X截取的圖9的非易失性存儲裝置的剖面圖。圖9的非易失性存儲 裝置基于圖3中的非易失性存儲裝置，因此可以不再重復(fù)對這兩個實施例來 說共同的描述。
參照圖9和圖10,多個第一電極IIO可以二維排列并三維堆疊。多個第 二電極160可以延伸為與堆疊的第一電極110交叉。第二電極160可以排列 在第一電極110之間，并沿第一電極110的延伸方向彼此分隔開。例如，第 一電極110和第二電極160可以排列為彼此交叉成直角。
結(jié)合層140和金屬硅化物層145可以設(shè)置在第一電極110和第二電極160 之間，在第一電極110與第二電極160交叉的區(qū)域處。數(shù)據(jù)存儲層150可以 設(shè)置在第一電極IIO和結(jié)合層140之間。
在這種三維結(jié)構(gòu)中，在第一電極IIO之間的第二電極160可以被第二電 極160兩側(cè)上的存儲單元共享。同時，每層中的第一電極IIO可以按兩組(奇 數(shù)組和偶數(shù)組)來訪問以操作。例如，每層中的第一電極110可以通過一對 位線訪問以操作。
圖11是示出根據(jù)另一示例實施例的非易失性存儲裝置的透視圖，圖12
是沿線xn-xn截取的圖ii的非易失性存儲裝置的剖面圖。圖ii的非易失性
存儲裝置基于圖4中的非易失性存儲裝置，因此可以不再重復(fù)對這兩個實施
例來說共同的描述。
參照圖11和圖12，多個第一電極110可以二維排列并三維堆疊。多個 第二電極160a可以延伸為與堆疊的第一電極110交叉。第二電極160a可以 排列在第一電極IIO之間，并沿第一電極110的延伸方向彼此分隔開。例如， 第一電極IIO和第二電極160a可以排列為彼此交叉成直角。例如，數(shù)據(jù)存儲 層150可以為如參照圖5和圖6所述的柱形并在第一電極110和第二電極160a 之間。
在這種三維結(jié)構(gòu)中，在第一電極IIO之間的第二電極160a可以被第二電 極160a兩側(cè)上的存儲單元共享。同時，每層中的第一電極IIO可以按兩組(奇數(shù)組和偶數(shù)組)訪問以操作。例如，每層中的第一電極110可以通過一對位 線訪問以操作。
圖13至圖18是示出根據(jù)示例實施例的制造非易失性存儲裝置的方法的
剖面圖。
參照圖13，可以形成第一電極110的堆疊結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^絕緣層120將 第一電極IIO排列為彼此分隔開。每個絕緣層120可以包括由一種材料或多 種絕緣材料形成的復(fù)合層。
例如，可以交替地堆疊絕緣層120和第一電極110,可以在第一電極IIO 的堆疊結(jié)構(gòu)之間形成溝125。在形成過程期間，例如，可以使用原位摻雜方 法在第一電極110形成時，利用第一導(dǎo)電雜質(zhì)摻雜第一電極IIO,或使用離子 注入方法在溝125形成后利用第一導(dǎo)電雜質(zhì)摻雜第一電極110?？梢酝ㄟ^諸 如光刻和蝕刻來形成溝125?？梢愿鶕?jù)非易失性存儲裝置的容量來選擇第一 電極110和溝125的數(shù)量，這不限制本示例實施例的范圍。
參照圖14，使第一電極110的側(cè)壁凹進(jìn)以形成凹槽130。凹槽130可以 為溝125在第一電極110之間的延伸部分。例如，可以通過利用諸如濕法蝕 刻方法或化學(xué)干法蝕刻方法的各向同性的蝕刻方法，將第一電極110蝕刻為 預(yù)定的深度來形成凹槽130。蝕刻化學(xué)物可以通過溝125進(jìn)入第一電極110 的側(cè)壁。
參照圖15,可以在第一電極110的側(cè)壁上形成結(jié)合層140。例如，可以 使用原位摻雜方法在結(jié)合層140形成時，利用第二導(dǎo)電雜質(zhì)摻雜結(jié)合層140, 或使用離子注入方法在結(jié)合層140形成后利用第二導(dǎo)電雜質(zhì)摻雜結(jié)合層140。 離子注入方法的示例包括但不限于高角度離子注入方法。
例如，可以這樣形成結(jié)合層140，即，通過在溝125中利用化學(xué)氣相沉 積(CVD)方法沉積半導(dǎo)體材料來填充凹槽130,然后各向異性地蝕刻半導(dǎo) 體材料以在凹槽130中剩余。各向異性蝕刻可以為諸如等離子體干蝕刻。
可選擇地，可以利用諸如選擇性外延生長方法形成結(jié)合層140。根據(jù)選 擇性外延生長方法，可以不在絕緣層120上生長結(jié)合層140，而選擇性地只 在第一電極110的側(cè)壁上生長結(jié)合層140。
參照圖16，可以在溝125中的結(jié)合層140上生長金屬硅化物層145。可 以不在絕緣層120上形成金屬硅化物145,而是選擇地只在結(jié)合層140上形 成金屬硅化物145。例如，可以在溝125的內(nèi)表面上形成金屬層并執(zhí)行第一熱處理工藝。因 此，由于金屬層和結(jié)合層140彼此反應(yīng)，所以可以形成第一金屬硅化物。在 這種情況下，由于絕緣層120和金屬層彼此不反應(yīng)，所以在絕緣層120上不 形成第一金屬硅化物。之后，可以利用諸如濕法蝕刻方法選擇性地去除剩余 的金屬層而保留第一金屬硅化物。之后，選擇性地，可以利用諸如第二熱處 理工藝將第一金屬硅化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙饘俟杌?。因此，可以由第一金屬?化物和/或第二金屬硅化物形成金屬硅化物層145。
參照圖17，可以在溝125中的金屬硅化物層145和絕緣層120上形成數(shù) 據(jù)存儲層150。例如，可以利用化學(xué)氣相沉積(CVD)方法形成數(shù)據(jù)存儲層 150,通過化學(xué)氣相沉積(CVD)方法，溝125的內(nèi)壁可^f皮充分地涂覆。
參照圖18,可以在溝125的內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲層150上形成第二電極160。 例如，可以通過形成導(dǎo)電層來形成第二電極160以填充溝125，然后將導(dǎo)電 層平面化。
根據(jù)上述的制造非易失性存儲裝置的方法，可以在單個工藝中經(jīng)濟(jì)地形 成具有堆疊結(jié)構(gòu)的存儲單元。
圖19至圖21是示出根據(jù)另一示例實施例的制造非易失性存儲裝置的方 法的剖面圖。圖19至圖21中示出的方法是上面描述的以及圖13至圖18中 示出的方法的修改方案，因此將不再重復(fù)對兩個示例實施例來說共同的描述。 例如，圖19中示出的操作可以在圖14中示出的操作之后執(zhí)行。
參照圖19,可以形成在凹槽130中的第一電極110的側(cè)壁上形成數(shù)據(jù)存 儲層150。例如，可以通過形成材料層然后各向異性地以分隔件的形式蝕刻 所述材料層來形成數(shù)據(jù)存儲層150。然而，在另一示例實施例中，與圖19不 同，數(shù)據(jù)存儲層150可以沿溝125和凹槽130內(nèi)的第一電極110的表面及絕 緣層120的表面延伸。
參照圖20,可以在凹槽130內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲層150上形成結(jié)合層140。
參照圖21，可以在結(jié)合層140上形成金屬硅化物層145,且可以在溝125 內(nèi)形成第二電極160。
圖22是根據(jù)另一示例實施例的解釋制造非易失性存儲裝置的方法的剖 面圖。參照圖22解釋的方法是在上面描述的以及圖13至圖18中示出并描述 的方法的修改方案，因此將不再重復(fù)對兩個示例實施例來說共同的描述。例 如，圖22中示出的4喿作可以在圖13中示出的操作之后執(zhí)行。參照圖22,可以在通過溝125暴露的第一電極110的側(cè)壁上形成金屬硅 化物層145a?？梢岳门c參照圖16描述的形成金屬硅化物145的方法類似的 方法形成金屬硅化物層145a。然而，金屬硅化物145a與圖16的金屬硅化物 145的不同在于金屬硅化物145a是通過第一電極110的半導(dǎo)體材料和金屬反 應(yīng)形成的。
之后，可以在溝125內(nèi)的金屬硅化物層145a上形成數(shù)據(jù)存儲層150。
之后，如參照圖18所述，可以在數(shù)據(jù)存儲層150上形成第二電極160 以填充溝125 (如圖8所示)。
圖23和圖24是根據(jù)另一示例實施例的制造非易失性存儲裝置的方法的 剖面圖。圖23和圖24示出的方法是上面描述的以及圖13至圖18中示出的 方法的修改方案，因此將不再重復(fù)對兩個示例實施例來說共同的描述。例如， 圖23中的操作可以在圖13中的操作之后才丸行。
參照圖23,可以在圖13的溝125內(nèi)的第一電極110和絕緣層120的側(cè) 壁表面上形成數(shù)據(jù)存儲層150。之后，可以在溝125內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲層150上 形成第三半導(dǎo)體162。例如，可以這樣形成第三半導(dǎo)體162,即，通過沉積半 導(dǎo)體材料來形成第三半導(dǎo)體162，使得沒有填充溝125,然后各向異性地以分 隔件的形式蝕刻所述半導(dǎo)體材料?？梢栽诘谌雽?dǎo)體162內(nèi)限定孔164。
之后，可以在孔164內(nèi)形成埋層165。埋層165可以由諸如金屬或金屬 硅化物形成。例如，可以利用物理氣相沉積(PVD)方法涂覆金屬，可以利 用自對準(zhǔn)成形方法或CVD涂覆金屬硅化物。第三半導(dǎo)體162和埋層165可以 一起組成第二電極160a。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例性實施例，還應(yīng)注意，對本領(lǐng)域技術(shù)人員容易 明確的是，在不脫離由權(quán)利要求的范圍限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下， 可以做出各種改變。
權(quán)利要求
1、一種非易失性存儲裝置，包括至少一個第一電極；至少一個第二電極，與所述至少一個第一電極交叉；至少一個數(shù)據(jù)存儲層，設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少一個第二電極之間，并在所述至少一個第一電極與所述至少一個第二電極交叉的區(qū)域處；至少一個金屬硅化物層，設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少一個第二電極之間，并在所述至少一個第一電極和所述至少一個第二電極交叉的區(qū)域處。
2、 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲裝置，其中，至少一個金屬硅化物 層設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少一個數(shù)據(jù)存儲層之間。
3、 如權(quán)利要求2所述的非易失性存儲裝置，其中，所述至少一個第一電 極包含第 一半導(dǎo)體，所述第 一半導(dǎo)體與所述至少 一個金屬硅化物層接觸以形 成肖特基二極管。
4、 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲裝置，所述非易失性存儲裝置還包 括至少一個結(jié)合層，所述結(jié)合層設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少一 個金屬硅化物層之間，所述至少一個第一電極包含具有第 一導(dǎo)電型的第一半 導(dǎo)體，所述至少一個結(jié)合層包含具有與所述第一導(dǎo)電型相對的第二導(dǎo)電型的 第二半導(dǎo)體。
5、 如權(quán)利要求4所述的非易失性存儲裝置，其中，所述至少一個結(jié)合層 凹進(jìn)在所述至少一個第一電極的側(cè)壁中。
6、 如權(quán)利要求4所述的非易失性存儲裝置，其中，所述至少一個金屬硅 化物層設(shè)置在所述至少一個結(jié)合層和所述至少一個第二電極之間。
7、 如權(quán)利要求6所述的非易失性存儲裝置，其中，所述至少一個數(shù)據(jù)存 儲層設(shè)置在所述至少一個結(jié)合層和所述至少一個第二電極之間。
8、 如權(quán)利要求6所述的非易失性存儲裝置，其中，所述至少一個數(shù)據(jù)存 儲層設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少一個結(jié)合層之間。
9、 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲裝置，其中，所述至少一個第二電 極包含金屬。
10、 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲裝置，其中，所述至少一個第一 電極和所述至少 一個第二電極排列為彼此交叉成直角。
11、 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲裝置，其中，數(shù)據(jù)存儲層包括可 變電阻器。
12、 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲裝置，其中，所述至少一個第一 電極包括多個第一電極，所述至少一個第二電極包括設(shè)置在所述多個第一電 極之間的多個第二電^1。
13、 如權(quán)利要求12所述的非易失性存儲裝置，其中，所述多個第一電極 堆疊為多個堆疊的層，所述至少一個金屬硅化物層包括設(shè)置在所述多個第一 電極和所述多個第二電極之間的多個金屬硅化物層。
14、 如權(quán)利要求13所述的非易失性存儲裝置，其中，所述至少一個數(shù)據(jù) 存儲層延伸為與組成多個堆疊層的所述多個第一電極交叉。
15、 一種非易失性存儲裝置，包括 至少一個第一電極；至少一個第二電極，與所述至少一個第一電極交叉； 至少一個數(shù)據(jù)存儲層，設(shè)置在所述至少一個第一電極與所述至少一個第 二電極的交叉點處，其中，所述至少一個第一電極包含具有第一導(dǎo)電型的第一半導(dǎo)體，所述至少一個第二電極包含具有與所述第一導(dǎo)電型相對的第二導(dǎo)電型的第三半導(dǎo) 體，以及埋在所述第三半導(dǎo)體中的埋層，其中，所述埋層包含金屬或金屬硅 化物。
16、 一種非易失性存儲裝置的制造方法，所述方法包括以下步驟形成 至少一個第一電極；在所述至少一個第一電極的側(cè)壁上形成至少一個金屬硅 化物層；在所述至少一個第一電極的側(cè)壁上形成至少一個數(shù)據(jù)存儲層；形成 與所述至少一個第一電極交叉的至少一個第二電極，并在所述至少一個第一 電極和所述至少一個第二電極之間設(shè)置所述至少一個金屬硅化物層和所述至 少一個數(shù)據(jù)存儲層，并在所述至少一個第一電極與所述至少一個第二電極交 叉的區(qū)域處。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種非易失性存儲裝置及其制造方法。所述非易失性存儲裝置可以以堆疊的結(jié)構(gòu)延伸，因此可以高度集成。所述非易失性存儲裝置包括至少一個第一電極；至少一個第二電極，與所述至少一個第一電極交叉；至少一個數(shù)據(jù)存儲層，設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少一個第二電極之間，并在所述至少一個第一電極與所述至少一個第二電極交叉的區(qū)域處；至少一個金屬硅化物層，設(shè)置在所述至少一個第一電極和所述至少一個第二電極之間，并在所述至少一個第一電極和所述至少一個第二電極交叉的區(qū)域處。
文檔編號H01L45/00GK101615656SQ200910136928
公開日2009年12月30日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者具俊謨, 尹泰應(yīng), 金錫必 申請人:三星電子株式會社