本公開涉及半導(dǎo)體器件，更具體地，涉及可變電阻存儲器件。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件能夠被分為存儲器件和邏輯器件。存儲器件能夠被分為易失性存儲器件和非易失性存儲器件。當(dāng)電源中斷時(shí)，易失性存儲器件丟失在其中存儲的數(shù)據(jù)。易失性存儲器件包括例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器(dram)和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(sram)。非易失性存儲器件即使在電源中斷時(shí)也保持在其中存儲的數(shù)據(jù)。非易失性存儲器件包括例如可編程只讀存儲器(prom)、可擦除prom(eprom)、電eporm(eeprom)和快閃存儲器件。此外，根據(jù)半導(dǎo)體存儲器件的高性能和低功耗的趨勢，下一代半導(dǎo)體存儲器件，諸如電阻隨機(jī)存取存儲器(reram)、磁隨機(jī)存取存儲器(mram)、相變隨機(jī)存取存儲器(pram)已經(jīng)被開發(fā)。這樣的下一代半導(dǎo)體存儲器件使用具有能夠根據(jù)電流或電壓變化的電阻值并且即使電源中斷時(shí)也能夠保持該電阻值的材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的可變電阻存儲器件可以包括在第一方向上延伸的第一導(dǎo)線?？勺冸娮璐鎯ζ骷梢园ㄔ诮徊娴谝环较虻牡诙较蛏涎由斓牡诙?dǎo)線。第二導(dǎo)線可以在垂直于第一和第二方向的第三方向上與第一導(dǎo)線間隔開。此外，可變電阻存儲器件可以包括在第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線之間的第一開關(guān)元件和第一可變電阻結(jié)構(gòu)。第一開關(guān)元件可以在第三方向上與第一可變電阻結(jié)構(gòu)間隔開。第一開關(guān)元件每個(gè)可以包括在第三方向上延伸的第一部分以及在第一方向上或第二方向上延伸的第二部分。

根據(jù)一些實(shí)施方式的可變電阻存儲器件可以包括在第一方向上延伸的第一導(dǎo)線?？勺冸娮璐鎯ζ骷梢园ㄔ诮徊娴谝环较虻牡诙较蛏涎由斓牡诙?dǎo)線和第三導(dǎo)線。第二和第三導(dǎo)線可以在垂直于第一和第二方向的第三方向上彼此間隔開。第一導(dǎo)線可以在第二和第三導(dǎo)線之間?？勺冸娮璐鎯ζ骷梢园ㄔ诘谝粚?dǎo)線和第二導(dǎo)線之間以及第一導(dǎo)線和第三導(dǎo)線之間的開關(guān)元件。此外，可變電阻存儲器件可以包括在第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線之間以及第一導(dǎo)線和第三導(dǎo)線之間的可變電阻結(jié)構(gòu)。每個(gè)開關(guān)元件可以包括上部分和下部分。上部分可以在第三方向上從下部分延伸。上部分可以包括在第一方向上比下部分在第一方向上的第二寬度窄的第一寬度。

根據(jù)一些實(shí)施方式的一種形成可變電阻存儲器件的方法可以包括在基板上形成彼此間隔開的導(dǎo)電層。該方法可以包括在基板上形成包括第一溝槽的第一絕緣圖案。每個(gè)第一溝槽可以暴露導(dǎo)電層中的一對相鄰導(dǎo)電層。該方法可以包括在第一絕緣圖案上順序地形成開關(guān)層和絕緣層。開關(guān)層和絕緣層可以在第一溝槽中以及在第一絕緣圖案的頂表面上。該方法可以包括執(zhí)行各向異性蝕刻工藝以在開關(guān)元件的側(cè)壁上形成開關(guān)元件和間隔物圖案。開關(guān)元件可以在導(dǎo)電層上并且彼此間隔開。此外，該方法可以包括形成電連接到開關(guān)元件的可變電阻結(jié)構(gòu)。

根據(jù)一些實(shí)施方式的一種可變電阻存儲器件可以包括第一和第二導(dǎo)線。可變電阻存儲器件可以包括包含疊層的存儲單元。該疊層可以包括在第一和第二導(dǎo)線之間的可變電阻材料和開關(guān)元件。該開關(guān)元件可以包括面對第一方向的非蝕刻的第一表面以及面對交叉第一方向的第二方向的非蝕刻的第二表面。此外，可變電阻存儲器件可以包括在開關(guān)元件的非蝕刻的第一和第二表面上的絕緣材料。

附圖說明

通過以下結(jié)合附圖的簡要描述，示例實(shí)施方式將被更清晰地理解。附圖描繪了如在此所述的非限制性的示例實(shí)施方式。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的概念視圖。

圖2是示出圖1的存儲單元疊層的電路圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的平面圖。

圖4a和4b分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。

圖5a和5b是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的開關(guān)元件的相應(yīng)的透視圖。

圖6a、7a、8a、9a、10a、11a和12a示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線a-a'截取的截面圖。

圖6b、7b、8b、9b、10b、11b和12b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線b-b'截取的截面圖。

圖13是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的平面圖。

圖14a是沿圖13的線a-a'截取的截面圖，圖14b是沿圖13的線b-b'截取的截面圖。

圖15a和15b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件，并且分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。

圖16a、17a、18a、19a、20a和21a示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線a-a'截取的截面圖。

圖16b、17b、18b、19b、20b和21b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線b-b'截取的截面圖。

圖22a和22b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件，并且分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。

圖23a和23b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件，并且分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。

圖24a和25a示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線a-a'截取的截面圖。

圖24b和25b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線b-b'截取的截面圖。

圖26a和26b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件，并且分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。

圖27a和27b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件，并且分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。

具體實(shí)施方式

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的概念視圖。

參考圖1，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件可以包括層疊在基板100上的多個(gè)存儲單元疊層mca。每個(gè)存儲單元疊層mca可以包括二維地布置的多個(gè)可變電阻單元。可變電阻存儲器件可以包括設(shè)置在存儲單元疊層mca之間并且用于存儲單元的寫、讀和擦除操作的多條導(dǎo)線。雖然在圖1中顯示了五個(gè)存儲單元疊層，但是本發(fā)明構(gòu)思的方面不限于此。例如，可以使用兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)或更多存儲單元疊層。

圖2是示出圖1的存儲單元疊層的電路圖。圖2示出例如兩個(gè)相鄰的存儲單元疊層mca。

參考圖2，第一存儲單元疊層mca1可以包括設(shè)置在第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的相應(yīng)交叉點(diǎn)處的存儲單元mc。第二存儲單元疊層mca2可以包括設(shè)置在第二導(dǎo)線cl2和第三導(dǎo)線cl3的相應(yīng)交叉點(diǎn)處的存儲單元mc。在第一和第二存儲單元疊層mca1和mca2的每個(gè)中包括的存儲單元mc可以在圖1的基板100上二維地排列成行和列。每個(gè)存儲單元mc可以包括開關(guān)元件和可變電阻結(jié)構(gòu)。

在其中第一導(dǎo)線cl1設(shè)置在第二導(dǎo)線cl2和基板100之間的實(shí)施方式中，在每個(gè)存儲單元mc中，開關(guān)元件可以設(shè)置在可變電阻結(jié)構(gòu)和基板100之間。備選地，在每個(gè)存儲單元mc中，可變電阻結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在開關(guān)元件和基板100之間。開關(guān)元件可以位于第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的每個(gè)交叉點(diǎn)處，并且可以與分別位于第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的相鄰交叉點(diǎn)處的相鄰開關(guān)元件物理地分離?？勺冸娮杞Y(jié)構(gòu)可以位于第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的每個(gè)交叉點(diǎn)處，并且可以與分別位于第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的相鄰交叉點(diǎn)處的相鄰可變電阻結(jié)構(gòu)物理地分離。備選地，物理地配置為一個(gè)結(jié)構(gòu)的可變電阻結(jié)構(gòu)可以被多個(gè)存儲單元mc共用。例如，當(dāng)在平面圖中顯示時(shí)，可變電阻結(jié)構(gòu)可具有在平行于第一導(dǎo)線cl1或第二導(dǎo)線cl2的延伸方向的方向上延伸的線形形狀。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的平面圖。圖4a和4b分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。

參考圖3、4a和4b，第一單元疊層st1和第二單元疊層st2可以在垂直于基板100的頂表面的方向d3上順序地提供在基板100上。第一和第二單元疊層st1和st2可以對應(yīng)于參考圖1和2描述的存儲單元疊層mca。為了方便起見，示出了兩個(gè)單元疊層，然而，三個(gè)或更多單元疊層可以設(shè)置在基板100上。在這種情形下，對應(yīng)于第一單元疊層st1和第二單元疊層st2的結(jié)構(gòu)可以重復(fù)且交替地一個(gè)層疊在另一個(gè)上。

第一單元疊層st1可以在順序地提供在基板100上以彼此豎直地間隔開的第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2之間。第一導(dǎo)線cl1可以在平行于基板100的頂表面的第一方向d1上延伸，并且第二導(dǎo)線cl2可以在交叉第一方向d1并且平行于基板100的頂表面的第二方向d2上延伸。第一和第二導(dǎo)線cl1和cl2可以包括導(dǎo)電材料(例如金屬)，諸如銅(cu)或鋁(al)。第一和第二導(dǎo)線cl1和cl2還可以包括導(dǎo)電金屬氮化物，諸如鈦氮化物(tin)或鎢氮化物(wn)。

第一單元疊層st1可以包括位于第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的相應(yīng)交叉點(diǎn)處的存儲單元mc。每個(gè)存儲單元mc可以包括可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和開關(guān)元件sw1。可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以在這里被稱為“可變電阻材料”或“可變電阻元件”。存儲單元mc每個(gè)可以包括在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和開關(guān)元件sw1之間的中間電極me1?？勺冸娮杞Y(jié)構(gòu)cr1可以設(shè)置在開關(guān)元件sw1和基板100之間。備選地，開關(guān)元件sw1可以設(shè)置在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和基板100之間。在下文，為了說明的方便，將描述可變電阻結(jié)構(gòu)cr1設(shè)置在開關(guān)元件sw1和基板100之間。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的方面不限于此。

可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以設(shè)置在形成于基板100上的第一和第二層間絕緣層181(參考圖4a)和182(參考圖4b)中的孔(例如凹槽)區(qū)域193中。當(dāng)在平面圖中顯示時(shí)，孔區(qū)域193可以在第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的相應(yīng)交叉點(diǎn)處設(shè)置以被二維地布置。在一些實(shí)施方式中，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1每個(gè)可以具有沿第一方向d1或第二方向d2延伸的線形形狀。在這種情形下，單一的可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以被多個(gè)存儲單元mc共用。間隔物sp可以設(shè)置在孔區(qū)域193的側(cè)壁上，并且可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以與第一和第二絕緣層181和182間隔開，并且間隔物sp設(shè)置在其間。間隔物sp可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。

可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以包括能夠存儲信息的各種材料的至少一種。在其中可變電阻存儲器件是相變存儲器件(pram)的實(shí)施方式中，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以包括能夠取決于溫度在晶相和非晶相之間可逆的相變的材料。例如，在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的晶相和非晶相之間的相變溫度可以在大約250℃至大約350℃的范圍內(nèi)?？勺冸娮杞Y(jié)構(gòu)cr1可以包括通過例如碲(te)和硒(se)的硫?qū)僭氐闹辽僦灰约版N(ge)、銻(sb)、鉍(bi)、鉛(pb)、錫(sn)、銀(ag)、砷(as)、硫(s)、硅(si)、銦(in)、鈦(ti)、鎵(ga)、磷(p)、氧(o)和碳(c)的至少之一的組合形成的化合物。例如，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以包括gesbte、geteas、sbtese、gete、sbte、setesn、getese、sbsebi、gebite、geteti、inse、gatese和insbte的至少之一。在一些實(shí)施方式中，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以包括其中包含ge的層和不含ge的層重復(fù)且交替地一層層疊在另一層上的超晶格結(jié)構(gòu)。例如，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以包括其中g(shù)ete層和snte層重復(fù)且交替地一層層疊在另一層上的結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施方式中，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以包括鈣鈦礦化合物材料和導(dǎo)電金屬氧化物的至少之一。例如，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以包括鈮氧化物、鈦氧化物、鎳氧化物、鋯氧化物、釩氧化物、(pr,ca)mno3(pcmo)、鍶-鈦氧化物、鋇-鍶-鈦氧化物、鍶-鋯氧化物、鋇-鋯氧化物和鋇-鍶-鋯氧化物中的至少一種。當(dāng)可變電阻結(jié)構(gòu)cr1包括過渡金屬氧化物時(shí)，每個(gè)可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的介電常數(shù)可以大于硅氧化物的介電常數(shù)。在一些實(shí)施方式中，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以包括由導(dǎo)電金屬氧化物層和隧道絕緣層形成的雙層結(jié)構(gòu)，或由第一導(dǎo)電金屬氧化物層、隧道絕緣層和第二導(dǎo)電金屬氧化物層形成的三層結(jié)構(gòu)。隧道絕緣層可以包括鋁氧化物、鉿氧化物和/或硅氧化物。

第一電極he1可以設(shè)置在第一導(dǎo)線cl1和可變電阻結(jié)構(gòu)cr1之間。當(dāng)在平面圖中顯示時(shí)，第一電極he1可以在第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的相應(yīng)交叉點(diǎn)處設(shè)置以被二維地排列。第一電極he1可以用作用于加熱可變電阻結(jié)構(gòu)cr1從而改變可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的相位的加熱器電極。第一電極he1可以由其電阻率大于第一導(dǎo)線cl1的電阻率的材料形成。第一電極he1可以包括鎢(w)、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、鉭氮化物(tan)、tacn、tasin和tio的至少之一。

阻擋圖案106可以設(shè)置在第一電極he1和第一導(dǎo)線106之間。阻擋圖案106可以包括w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn和tasin的至少之一。阻擋圖案106可以是在第一電極he1下面的分離的相應(yīng)圖案。然而，與圖4a和4b相比，阻擋圖案106可以配置為是沿第一導(dǎo)線cl1延伸(或平行于第一導(dǎo)線cl1延伸)的一個(gè)圖案。在一些實(shí)施方式中，阻擋圖案106可以被省略。

可變電阻結(jié)構(gòu)cr1每個(gè)可以設(shè)置在每個(gè)孔區(qū)域193的下部分中，中間電極me1每個(gè)可以設(shè)置在每個(gè)孔區(qū)域193的上部分中。中間電極me1可以電連接可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和開關(guān)元件sw1并且可以阻止/防止可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和開關(guān)元件sw1之間的直接接觸。中間電極me1可以包括w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn和tasin的至少之一。

開關(guān)元件sw1可以設(shè)置在第一和第二絕緣層181(參考圖4a)和182(參考圖4b)上的絕緣圖案中。例如，絕緣圖案可以是第一至第四絕緣圖案184、186、187(參考圖4a)和188(參考圖4b)。例如，絕緣圖案184、186、187和188可以包括硅氧化物層、硅氮化物層和硅氮氧化物層的至少之一。開關(guān)元件sw1的下部分可以連接到中間電極me1，并且開關(guān)元件sw1的上部分可以連接到隨后將描述的第二電極，但是不限于此。一對相鄰的開關(guān)元件sw1可以彼此鏡像對稱。第二絕緣圖案186可以在所述一對鏡像對稱的開關(guān)元件sw1的相對/面對的側(cè)壁上設(shè)置以在第一方向d1上彼此間隔開。開關(guān)元件sw1每個(gè)可以暴露在其下的可變電阻結(jié)構(gòu)cr1中的相應(yīng)一個(gè)的一部分頂表面。在一些實(shí)施方式中，開關(guān)元件sw1每個(gè)可以覆蓋在其下的可變電阻結(jié)構(gòu)cr1中的相應(yīng)一個(gè)的整個(gè)頂表面。

開關(guān)元件sw1可以是具有雙向性能的雙向閾值開關(guān)(switch/switching)(ots)元件。例如，開關(guān)元件sw1可以是基于具有非線性的(例如s形狀的)i-v曲線的閾值開關(guān)現(xiàn)象的元件。開關(guān)元件sw1可具有在晶相和非晶相之間的大于可變電阻元件cr1的相變溫度的相變溫度。例如，相變溫度可以在350℃至450℃的范圍內(nèi)。因此，當(dāng)根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器運(yùn)行時(shí)，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以在施加操作電壓時(shí)在晶相和非晶相之間可逆地相變，但是開關(guān)元件sw1可以保持實(shí)質(zhì)上的非晶相而沒有相變。這里，實(shí)質(zhì)上的非晶相可以包括其中晶界局部地存在于一部分物體中以及局部結(jié)晶的部分存在于物體中的狀態(tài)。

開關(guān)元件sw1可以包括通過例如te和se的硫?qū)僭氐闹辽僦灰约癵e、sb、bi、al、pb、sn、ag、as、s、si、in、ti、ga和p的至少之一的組合形成的化合物。開關(guān)元件sw1還可以包括熱穩(wěn)定元素，例如c、氮(n)和o的至少之一。例如，開關(guān)元件sw1可以包括aste、asse、gete、snte、gese、snte、snse、鋅碲化物(znte)、astese、astege、assege、astegese、assegesi、assegec、astegesi、asteges、astegesiin、astegesip、astegesisbs、astegesisbp、astegesesb、astegesesi、astegesisens、setegesi、gesbtese、gebitese、geassbse、geasbite和geasbise中的至少之一。

在下文，將描述開關(guān)元件sw1的形狀。

圖5a和5b是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的開關(guān)元件sw1的透視圖。

參考圖5a和5b，開關(guān)元件sw1可以包括在第三方向d3上延伸的第一部分p1以及從第一部分p1的下部分橫向地延伸的第二部分p2。第一部分p1可以在第三方向d3上從第二部分p2的邊緣延伸。第三方向d3可以垂直于第一和第二方向d1和d2。第一部分p1的厚度(或橫向?qū)挾?可以等于第二部分p2的厚度(或豎直寬度)，但是不限于此。第二部分p2可以如所示地在第一方向d1上延伸，但是不限于此。例如，第二部分p2可以在第二方向d2上延伸。開關(guān)元件sw1可以在根據(jù)由第一和第三方向d1和d3限定的面的截面處具有l(wèi)形狀。如圖5a所示，第一部分p1和第二部分p2每個(gè)可以具有類似于立方體形狀的板形狀。備選地，如圖5b所示，第一部分p1和第二部分p2可具有與帶有封閉底端的管的一部分類似的形狀。換言之，在根據(jù)由第一和第二方向d1和d2限定的平面的截面中，第一部分p1可具有類似于環(huán)的一部分的形狀，第二部分p2可具有類似于圓的一部分的形狀。

開關(guān)元件sw1可具有通過蝕刻形成的蝕刻表面，并且可具有不用蝕刻形成(例如，被保護(hù)而免受蝕刻)的非蝕刻表面uds。開關(guān)元件sw1的第一部分p1的側(cè)壁和第二部分p2的頂表面可以是非蝕刻表面。在此使用時(shí)，詞語“非蝕刻表面”可以指的是沒有蝕刻損壞的表面。在用于形成開關(guān)元件sw1的圖案化工藝中，第一部分p1的側(cè)壁和第二部分p2的頂表面可以被圖4a的第二絕緣圖案186保護(hù)，從而不經(jīng)受蝕刻損壞。因而，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件可以被保護(hù)/防止開關(guān)性能的劣化，諸如開關(guān)元件的結(jié)晶溫度的變化和/或開關(guān)元件的閾值電壓的變化。如圖5b所示，開關(guān)元件sw1的第一部分p1的非蝕刻表面uds可以是不平坦的(例如彎曲的)非蝕刻表面。

再次參考圖4a和4b，第二電極te1可以設(shè)置在開關(guān)元件sw1和第二導(dǎo)線cl2之間。第二電極te1可以在第一方向d1上延伸。第二電極te1可以在第二方向d2上布置成多個(gè)第二電極te1。第二電極te1可以均共同地連接到在第一方向d1上布置的開關(guān)元件sw1。在一些實(shí)施方式中，第二電極te1可以設(shè)置在開關(guān)元件sw1中的相應(yīng)開關(guān)元件sw1上，并且可以彼此間隔開以二維地布置。第二電極te1可以包括w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn和tasin的至少之一。在一些實(shí)施方式中，第二電極te1可以被省略。

第二單元疊層st2可以包括與第一單元疊層st1的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)。例如，第二單元疊層st2可以包括順序地設(shè)置在第二導(dǎo)線cl2上的阻擋圖案108、第一電極he2、可變電阻結(jié)構(gòu)cr2、中間電極me2、開關(guān)元件sw2和第二電極te2。

第二單元疊層st2的阻擋圖案108、第一電極he2、可變電阻結(jié)構(gòu)cr2、中間電極me2、開關(guān)元件sw2和第二電極te2可以通過使用實(shí)質(zhì)上與用于形成第一單元疊層st1的阻擋圖案106、第一電極he1、可變電阻結(jié)構(gòu)cr1、中間電極me1、開關(guān)元件sw1和第二電極te1相同的工藝形成。

在參考圖5a和5b描述的第一部分p1和第二部分p2中，第一單元疊層st1的第二部分p2的延伸方向可以與第二單元疊層st2的第二部分p2的延伸方向相同。然而，第二單元疊層st2的第二電極te2可以在交叉第一單元疊層st1的第二電極te1的延伸方向的第二方向d2上延伸。在一些實(shí)施方式中，第二單元疊層st2的第二電極te2可以設(shè)置在開關(guān)元件sw2中的相應(yīng)的開關(guān)元件上，并且可以彼此間隔開以被二維地布置。

在一些實(shí)施方式中，第二單元疊層st2的a-a'截面的構(gòu)造可以類似于第一單元疊層st1的b-b'截面的構(gòu)造。換言之，圖4a中顯示的第二單元疊層st2的截面的構(gòu)造和圖4b中顯示的第二單元疊層st2的截面的構(gòu)造可以相對于彼此反轉(zhuǎn)。

第三導(dǎo)線cl3可以設(shè)置在第二單元疊層st2上。第三導(dǎo)線cl3可以在平行于第一導(dǎo)線cl1的延伸方向的方向(或第二方向d2)上延伸，并且可以在平行于第二導(dǎo)線cl2的延伸方向的方向(或第一方向d1)上彼此間隔開。第三導(dǎo)線cl3可以與第二導(dǎo)線cl2豎直地間隔開。

第一單元疊層st1的存儲單元的寫、讀和擦除操作可以通過第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2進(jìn)行，并且第二單元疊層st2的存儲單元的寫、讀和擦除操作可以通過第二導(dǎo)線cl2和第三導(dǎo)線cl3進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式，可變電阻存儲器件的電性能可以通過包括非蝕刻表面的開關(guān)元件提高。

圖6a、7a、8a、9a、10a、11a和12a示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線a-a'截取的截面圖。圖6b、7b、8b、9b、10b、11b和12b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線b-b'截取的截面圖。

參考圖6a和6b，第一導(dǎo)線cl1、初級阻擋圖案105和初級第一電極110可以形成為順序地層疊在基板100上。第一導(dǎo)線cl1、初級阻擋圖案105和初級第一電極110可以分別在第一方向d1上彼此間隔開，并且可以在第二方向d2上延伸。初級犧牲圖案asc可以形成在初級第一電極110上以在第二方向d2上延伸。例如，第一導(dǎo)線cl1、初級阻擋圖案105、初級第一電極110的形成可以包括在基板100上順序地沉積多個(gè)導(dǎo)電層以及然后使用初級犧牲圖案asc作為蝕刻掩模蝕刻所述多個(gè)導(dǎo)電層。結(jié)果，第一溝槽191可以形成為使第一導(dǎo)線cl1彼此分離并且在第二方向d2上延伸。第一導(dǎo)線cl1、初級阻擋圖案105和初級第一電極110可以通過單一的圖案化工藝形成。在一些實(shí)施方式中，第一導(dǎo)線cl1、初級阻擋圖案105和初級第一電極110中的一些可以通過分離的工藝形成。例如，第一導(dǎo)線cl1可以通過與形成初級阻擋圖案105和初級第一電極110的工藝分離地進(jìn)行的鑲嵌工藝形成。

導(dǎo)線cl1可以包括具有提高的傳導(dǎo)性的金屬，例如銅(cu)或鋁(al)。初級第一電極110可以包括具有比第一導(dǎo)線cl1的電阻率高的電阻率的材料，或可以由具有比第一導(dǎo)線cl1的電阻率高的電阻率的材料形成，例如w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn、tasin和tio的至少之一。初級犧牲圖案asc可以由相對于隨后描述的第一和第二層間絕緣層具有蝕刻選擇性的材料形成。在一些實(shí)施方式中，初級阻擋圖案105的形成可以被省略，因而第一導(dǎo)線cl1可以直接接觸初級第一電極110。

參考圖7a和7b，在形成填充第一溝槽191的第一層間絕緣層181之后，初級第一電極110和初級阻擋圖案105可以被圖案化以分別形成第一電極he1和阻擋圖案106。第一電極he1和阻擋圖案106可以分別在第二方向d2上彼此間隔開。初級第一電極110和初級阻擋圖案105的圖案化工藝可以包括在初級犧牲圖案asc和第一層間絕緣層181上形成掩模圖案以使其在第一方向d1上延伸并且使用該掩模圖案作為蝕刻掩模來圖案化初級犧牲圖案asc、第一層間絕緣層181、初級第一電極110和初級阻擋圖案105以形成第二溝槽192。

初級犧牲圖案asc可以被圖案化以形成通過第二溝槽192在第二方向d2上彼此分離的犧牲圖案sc。第二溝槽192可具有與第一導(dǎo)線cl1的頂表面實(shí)質(zhì)上共面或高于第一導(dǎo)線cl1的頂表面的底表面。第一導(dǎo)線cl1可以在圖案化初級第一電極110和初級阻擋圖案105時(shí)沒有被圖案化。

在形成填充第二溝槽192的第二層間絕緣層182之后，可以在第二層間絕緣層182上進(jìn)行平坦化工藝直到暴露犧牲圖案sc的頂表面。第一和第二絕緣層181和182可以由硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種形成。

參考圖8a和8b，犧牲圖案sc可以被選擇性地去除以在基板100上形成孔區(qū)域193。孔區(qū)域193可以在第一和第二方向d1和d2上彼此間隔開。例如，在其中第一和第二層間絕緣層181和182包括硅氮化物層和/或硅氮氧化物層并且犧牲圖案sc包括硅氧化物層的實(shí)施方式中，犧牲圖案sc可以使用包含磷酸的蝕刻劑被去除。

間隔物sp可以形成在孔區(qū)域193的側(cè)壁上。間隔物sp可以通過在基板100上共形地形成絕緣層并且然后在絕緣層上進(jìn)行各向異性蝕刻工藝而形成。間隔物sp可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。

間隔物sp可以暴露第一電極he1的頂表面?？勺冸娮杞Y(jié)構(gòu)cr1可以形成在電極he1的暴露的頂表面中的相應(yīng)者上?？勺冸娮杞Y(jié)構(gòu)cr1可以直接接觸第一電極he1?？勺冸娮杞Y(jié)構(gòu)cr1可以不完全填充孔區(qū)域193。例如，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以通過形成完全填充孔區(qū)域193的可變電阻層以及然后回蝕刻該可變電阻層而形成。

在其中可變電阻存儲器件是相變存儲器件的實(shí)施方式中，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以包括能夠取決于溫度而在晶相和非晶相之間可逆的相變的材料?？勺冸娮杞Y(jié)構(gòu)cr1可以包括通過例如te和se的硫?qū)僭氐闹辽僦灰约癵e、sb、bi、pb、sn、ag、as、s、si、in、ti、ga、p、o和c的至少之一的組合形成的化合物。例如，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以包括gesbte、geteas、sbtese、gete、sbte、setesn、getese、sbsebi、gebite、geteti、inse、gatese和insbte的至少之一。用于形成可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的可變電阻層可以通過物理氣相沉積(pvd)工藝或化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝形成。

中間電極me1可以形成在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1上并且可以填充孔區(qū)域193。中間電極me1可以物理地分離可變電阻結(jié)構(gòu)cr1與隨后描述的開關(guān)元件。中間電極me1可以通過形成填充孔區(qū)域193的導(dǎo)電材料以及然后在該導(dǎo)電材料上進(jìn)行平坦化工藝而形成。中間電極me1可以包括w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn和tasin的至少之一。

參考圖9a和9b，第一絕緣圖案184可以形成在其中形成了中間電極me1的所得結(jié)構(gòu)上。第一絕緣圖案184可以在第二方向d2上延伸并且可以在第一方向d1上彼此間隔開。備選地，第一絕緣圖案184可以在第一方向d1上延伸并且可以在第二方向d2上彼此間隔開。在其中中間電極me1布置為在第二方向d2上形成多個(gè)行的實(shí)施方式中，每個(gè)第一絕緣圖案184可以形成為豎直地交疊與每個(gè)第一絕緣圖案184相鄰的一對中間電極me1的行。每個(gè)第一絕緣圖案184可以暴露被每個(gè)絕緣圖案184交疊的所述一對中間電極me1的行的每個(gè)頂表面的一部分。第一絕緣圖案184可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。

開關(guān)層120和第二絕緣層185可以順序地形成在第一絕緣圖案184上。開關(guān)層120和第二絕緣層185可以共形地形成在中間電極me1的暴露的頂表面上和第一絕緣圖案184上。第二絕緣層185可以包括與第一絕緣圖案184相同的材料。開關(guān)層120可以包括通過例如te和se的硫?qū)僭氐闹辽僦灰约癵e、sb、bi、al、pb、sn、ag、as、s、si、in、ti、ga和p的至少之一的組合形成的化合物。除所述化合物之外，開關(guān)層120還可以包括熱穩(wěn)定元素。熱穩(wěn)定元素可以包括c、n和o的至少之一。在一些實(shí)施方式中，開關(guān)層120可以由摻雜有c、n和o的至少之一的所述化合物形成。在一些實(shí)施方式中，熱穩(wěn)定元素可以連同as、ge、se、te、si、bi、s、sb、in、p、al和pb的至少之一一起被同時(shí)沉積。例如，開關(guān)層120可以包括aste、asse、gete、snte、gese、snte、snse、znte、astese、astege、assege、astegese、assegesi、assegec、astegesi、asteges、astegesiin、astegesip、astegesisbs、astegesisbp、astegesesb、astegesesi、astegesisens、setegesi、gesbtese、gebitese、geassbse、geasbite和geasbise中的至少之一。

參考圖10a和10b，可以在開關(guān)層120上進(jìn)行各向異性蝕刻工藝以形成彼此分離的初級開關(guān)元件asw1。各向異性蝕刻工藝可以包括干法蝕刻工藝和/或濕法蝕刻工藝。初級開關(guān)元件asw1可以在第二方向d2上延伸，可以連接到多個(gè)中間電極me1，并且可以在第一方向d1上彼此間隔開。第二絕緣層185可以通過各向異性蝕刻工藝被蝕刻以形成彼此分離的第二絕緣圖案186以及初級開關(guān)元件asw1。每個(gè)初級開關(guān)元件asw1的被每個(gè)第二絕緣圖案186覆蓋的部分可以不被去除，因而每個(gè)初級開關(guān)元件asw1的下部分可以包括在第一方向d1上突出的部分(或橫向地延伸的部分)。每個(gè)初級開關(guān)元件asw1的被每個(gè)第二絕緣圖案186覆蓋的表面(在下文，將是在圖5a和5b中顯示的開關(guān)元件的非蝕刻表面uds)可以在各向異性蝕刻工藝期間不經(jīng)受蝕刻損壞。因?yàn)槌跫夐_關(guān)元件asw1的表面在各向異性蝕刻工藝期間被第二絕緣圖案186覆蓋，所以開關(guān)元件的開關(guān)特性的劣化，例如由于蝕刻劑碰撞引起的表面成分的改變和/或由于蝕刻劑的流入而引起的開關(guān)元件的結(jié)晶溫度和/或閾值電壓的變化，可以被防止或減少。各向異性蝕刻工藝可以在不使用雙圖案化技術(shù)(dpt)的情況下執(zhí)行。因而，可以簡化該工藝。

第三絕緣圖案187可以形成為填充第一絕緣圖案184之間的空間。第三絕緣圖案187的形成可以包括在其中形成了初級開關(guān)元件asw1的所得結(jié)構(gòu)上形成絕緣層并且平坦化該絕緣層以暴露初級開關(guān)元件asw1的頂表面。第三絕緣圖案187可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅中的至少一種。

參考圖11a和11b，初級開關(guān)元件asw1可以被圖案化以形成在第一和第二方向d1和d2上彼此間隔開的開關(guān)元件sw1。開關(guān)元件sw1可以在相應(yīng)的中間電極me1上設(shè)置為彼此隔開。初級開關(guān)元件asw1的圖案化工藝可以使用雙圖案化技術(shù)(dpt)進(jìn)行，但是不限于此。圖案化工藝可以包括在初級開關(guān)元件asw1上形成在第一方向d1上延伸并且在第二方向d2上彼此間隔開的掩模圖案以及使用該掩模圖案作為蝕刻掩模蝕刻初級開關(guān)元件asw1以及第一至第三絕緣圖案184、186和187。結(jié)果，開關(guān)元件sw1可以通過溝槽而在第二方向d2上彼此間隔開。第四絕緣圖案188可以形成為填充在開關(guān)元件sw1之間的溝槽。第四絕緣圖案188可以由與第三絕緣圖案187相同的材料形成。

參考圖12a和12b，第二電極te1可以形成為在第一方向d1上延伸并且在第二方向d2上彼此間隔開。第二電極te1可以均共同地連接到在第一方向d1上布置的開關(guān)元件sw1。備選地，第二電極te1可以在相應(yīng)的開關(guān)元件sw1上形成為彼此間隔開，使得第二電極te1二維地排列。通過形成第二電極te1，第一單元疊層st1的形成可以完成。

第二導(dǎo)線cl2可以形成在第一單元疊層st1上。第二導(dǎo)線cl2可以在交叉第一導(dǎo)線cl1的方向上(或在第一方向d1上)延伸。第二導(dǎo)線cl2可以由與第一導(dǎo)線cl1相同的材料形成。第二電極te1和第二導(dǎo)線cl2可以通過沉積彼此不同的導(dǎo)電層以及然后在該導(dǎo)電層上進(jìn)行單一的圖案化工藝而形成。備選地，第二電極te1和第二導(dǎo)線cl2的任一個(gè)可以使用鑲嵌工藝形成。

再次參考圖4a和4b，第二單元疊層st2可以形成在第二導(dǎo)線cl2上。第二單元疊層st2可以通過使用實(shí)質(zhì)上與用于形成第一單元疊層st1相同的工藝形成。例如，第二單元疊層st2可以包括順序地形成在第二導(dǎo)線cl2上的阻擋圖案108、第一電極he2、可變電阻結(jié)構(gòu)cr2、中間電極me2、開關(guān)元件sw2和第二電極te2。第二單元疊層st2的阻擋圖案108、第一電極he2、可變電阻結(jié)構(gòu)cr2、中間電極me2、開關(guān)元件sw2和第二電極te2可以分別通過使用實(shí)質(zhì)上與用于形成第一單元疊層st1的阻擋圖案106、第一電極he1、可變電阻結(jié)構(gòu)cr1、中間電極me1、開關(guān)元件sw1和第二電極te1相同的工藝形成。然而，第二單元疊層st2的第二電極te2可以形成為在交叉第一單元疊層st1的第二電極te1的延伸方向的方向上(或在第二方向d2上)延伸。備選地，第二單元疊層st2的第二電極te2可以在第二單元疊層st2的相應(yīng)開關(guān)元件sw2上形成為彼此間隔開，使得第二單元疊層st2的第二電極te2二維地排列。

在一些實(shí)施方式中，第二單元疊層st2的a-a'截面的構(gòu)造可以形成為類似于第一單元疊層st1的b-b'截面的構(gòu)造。圖4a的第二單元疊層st2的截面的構(gòu)造和圖4b的第二單元疊層st2的截面的構(gòu)造可以相對于彼此反轉(zhuǎn)。這樣的結(jié)構(gòu)可以通過將用于形成第二單元疊層st2的圖案化方向改變?yōu)榻徊婊虼怪庇谟糜谛纬傻谝粏卧B層st1的圖案化方向的方向而實(shí)現(xiàn)。

第三導(dǎo)線cl3可以形成在第二單元疊層st2上。第三導(dǎo)線cl3可以在平行于第一導(dǎo)線cl1的延伸方向的方向上(或在第二方向d2上)延伸，并且可以在交叉第一導(dǎo)線cl1的延伸方向的方向上(或在第一方向d1上)彼此間隔開。第三導(dǎo)線cl3可以與第二導(dǎo)線cl2豎直地間隔開。第三導(dǎo)線cl3可以由與第一和第二導(dǎo)線cl1和cl2相同的材料形成。第三導(dǎo)線cl3可以通過圖案化工藝與第二電極te2一起形成，或可以通過單獨(dú)的鑲嵌工藝形成。

在其中根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器包括三個(gè)或更多個(gè)單元疊層的實(shí)施方式中，可以進(jìn)一步重復(fù)地進(jìn)行用于形成第一和第二單元疊層st1和st2的工藝。

通過參考圖6a至12a和圖6b至12b描述的處理方法形成的開關(guān)元件可具有與圖5a中顯示的形狀類似或相同的形狀。具有圖5b中顯示的形狀的開關(guān)元件可以通過在參考圖6a至12a和圖6b至12b描述的處理方法中改變圖9a的第一絕緣圖案184的形狀而制造。換言之，圖9a的第一絕緣圖案184可以包括在第一和第二方向d1和d2上彼此間隔開的多個(gè)圓柱形孔，并且基于該圓柱形孔形成的開關(guān)元件可具有與圖5b中顯示的形狀類似的形狀。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式，開關(guān)元件的蝕刻損壞可以被防止或減少，并因而可變電阻存儲器件的電性能可以提高。此外，可以簡化形成開關(guān)元件的工藝。

圖13是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的平面圖。圖14a是沿圖13的線a-a'截取的截面圖，圖14b是沿圖13的線b-b'截取的截面圖。為了簡潔起見，在這里先前示出的特征/元件的重復(fù)描述可以被簡要地給出或者被省略。

參考圖13、14a和14b，第一單元疊層st1和第二單元疊層st2可以順序地提供在基板100上。第一和第二單元疊層st1和st2可以對應(yīng)于參考圖1和2描述的存儲單元疊層mca。第一單元疊層st1可以在順序地提供為豎直地彼此間隔開的第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2之間設(shè)置。第一單元疊層st1可以包括設(shè)置第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的相應(yīng)交叉點(diǎn)處的存儲單元mc。存儲單元mc每個(gè)可以包括可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和開關(guān)元件sw1。存儲單元mc可以均包括在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和開關(guān)元件sw1之間的中間電極me1。

可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以提供在形成于基板100上的第一和第二層間絕緣層181和182中的溝槽區(qū)域195中。在平面圖中，溝槽區(qū)域195可具有在第二方向d2上延伸的線形形狀，并可以彼此間隔開。因而，在各溝槽區(qū)域195中提供的可變電阻結(jié)構(gòu)cr1也可以在第二方向d2上延伸以具有線形形狀并且可以在第一方向d1上彼此間隔開?？勺冸娮杞Y(jié)構(gòu)cr1可以均被多個(gè)存儲單元mc共用。換言之，單一的可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以組成多個(gè)存儲單元mc的每個(gè)的一部分。間隔物sp可以設(shè)置在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和溝槽區(qū)域195的側(cè)壁之間。可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以包括能夠存儲信息的材料的至少一種。

第一電極he1可以設(shè)置在第一導(dǎo)線cl1和可變電阻結(jié)構(gòu)cr1之間。在平面圖中，第一電極he1可以設(shè)置在第一和第二導(dǎo)線cl1和cl2的相應(yīng)交叉點(diǎn)處，并且可以排列成二維的布置。阻擋圖案106可以設(shè)置在第一電極he1和第一導(dǎo)線cl1之間。阻擋圖案106每個(gè)可以設(shè)置在每個(gè)第一電極he1下面。在一些實(shí)施方式中，阻擋圖案106可以沿第一導(dǎo)線cl1的延伸方向延伸。在一些實(shí)施方式中，阻擋圖案106可以被省略。

中間電極me1可以形成在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1上以接觸可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的頂表面。在平面圖中，中間電極he1可以設(shè)置在第一和第二導(dǎo)線cl1和cl2的相應(yīng)交叉點(diǎn)處，并且可以排列成二維的布置。因此，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以共同連接到在第二方向d2上布置的多個(gè)中間電極me1。

中間電極me1可以不設(shè)置在溝槽區(qū)域195中。溝槽區(qū)域195可以用間隔物sp和可變電阻結(jié)構(gòu)cr1填充，并且中間電極me1可以形成在形成于可變電阻結(jié)構(gòu)cr1上的第三絕緣層189中。例如，在暴露可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的頂表面的接觸孔形成在第三層間絕緣層189中之后，可以進(jìn)行鑲嵌工藝以形成中間電極me1。

開關(guān)元件sw1可以設(shè)置在第三層間絕緣層189上的絕緣圖案中。絕緣圖案可以包括第一至第四絕緣圖案184、186、187和188。每個(gè)開關(guān)元件sw1的下部分可以連接到每個(gè)中間電極me1，每個(gè)開關(guān)元件sw1的上部分可以連接到隨后描述的每個(gè)第二電極，但是這樣的部分不限于此。

第二電極te1可以設(shè)置在開關(guān)元件sw1和第二導(dǎo)線cl2之間。第二電極te1可以在第一方向d1上延伸并且可以在第二方向d2上彼此間隔開。第二電極te1可以共同地連接到在第一方向d1上布置的多個(gè)開關(guān)元件sw1。在一些實(shí)施方式中，第二電極te1可以在相應(yīng)的開關(guān)元件sw1上設(shè)置為彼此間隔開，使得第二電極te1二維地排列。

第二單元疊層st2可以是與第一單元疊層st1實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)。例如，第二單元疊層st2可以包括順序地形成在第二導(dǎo)線cl2上的阻擋圖案108、第一電極he2、可變電阻結(jié)構(gòu)cr2、中間電極me2、開關(guān)元件sw2和第二電極te2。在一些實(shí)施方式中，第二單元疊層st2的a-a'截面可以形成為具有與第一單元疊層st1的b-b'截面類似的形狀(或構(gòu)造)。例如，圖4a的第二單元疊層st2的截面的形狀(或構(gòu)造)和圖4b的第二單元疊層st2的截面的形狀(或構(gòu)造)可以相對于彼此反轉(zhuǎn)。第三導(dǎo)線cl3可以設(shè)置在第二單元疊層st2上。第三導(dǎo)線cl3可以在平行于第一導(dǎo)線cl1的延伸方向的方向上(或在第二方向d2上)延伸，并且可以在平行于第二導(dǎo)線cl2的延伸方向的方向上(或在第一方向d1上)彼此間隔開。第三導(dǎo)線cl3可以與第二導(dǎo)線cl2豎直地間隔開。

圖15a和15b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件，并且分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。為了簡潔起見，在這里先前示出的特征/元件的重復(fù)描述可以被簡要地給出或者被省略。

參考圖3、15a和15b，第一單元疊層st1和第二單元疊層st2可以在垂直于基板200的頂表面的方向上順序地設(shè)置在基板200上。為了方便起見，示出了兩個(gè)單元疊層。然而，三個(gè)或更多單元疊層可以設(shè)置在基板200上。在這種情形下，對應(yīng)于第一單元疊層st1和第二單元疊層st2的結(jié)構(gòu)可以重復(fù)且交替地一個(gè)層疊在另一個(gè)上。

第一單元疊層st1可以設(shè)置在順序地提供在基板200上的第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2之間以豎直地彼此間隔開。第一導(dǎo)線cl1可以在平行于基板200的頂表面的第一方向d1上延伸，并且第二導(dǎo)線cl2可以在交叉第一方向d1并且平行于基板200的頂表面的第二方向d2上延伸。第一導(dǎo)線cl1可以設(shè)置在第一層間絕緣層280中。例如，第一層間絕緣層280可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物的至少之一。

第一單元疊層st1可以包括設(shè)置在第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的相應(yīng)交叉點(diǎn)處的存儲單元mc。存儲單元mc可以設(shè)置在絕緣圖案281、283、285和275中。存儲單元mc每個(gè)可以包括可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和開關(guān)元件sw1。存儲單元mc每個(gè)可以包括在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和開關(guān)元件sw1之間的中間電極me1。第二電極te1可以設(shè)置在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和第二導(dǎo)線cl2之間。

存儲單元mc可以包括阻擋圖案206。阻擋圖案206可以設(shè)置在開關(guān)元件sw1和第一導(dǎo)線cl1之間。阻擋圖案206可以包括w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn和tasin的至少之一。阻擋圖案206可以設(shè)置在相應(yīng)的開關(guān)元件sw1下面并且可以彼此間隔開。

開關(guān)元件sw1可以設(shè)置在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和基板200之間。第一電極he1可以設(shè)置在中間電極me1和可變電阻結(jié)構(gòu)cr1之間。每個(gè)開關(guān)元件cr1的側(cè)壁、每個(gè)中間電極me1的側(cè)壁和每個(gè)第一電極he1的側(cè)壁可以彼此豎直地對準(zhǔn)。每個(gè)開關(guān)元件sw1的側(cè)壁、每個(gè)中間電極me1的側(cè)壁和每個(gè)第一電極he1的側(cè)壁可以在根據(jù)由第一方向d1和第三方向d3限定的平面的截面中彼此對準(zhǔn)，如在圖15a的第一單元疊層st1中所示，并且可以在根據(jù)由第二方向d2和第三方向d3限定的平面的截面中彼此對準(zhǔn)，如圖15b的第一單元疊層st1所示。在根據(jù)由第一方向d1和第三方向d3限定的平面的截面中，每個(gè)可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的側(cè)壁可以連接到在其下的每個(gè)第一電極he1的側(cè)壁。在根據(jù)由第二方向d2和第三方向d3限定的平面的截面中，每個(gè)可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的側(cè)壁可以與在其下的每個(gè)開關(guān)元件sw1的側(cè)壁、每個(gè)中間電極me1的側(cè)壁和每個(gè)第一電極he1的側(cè)壁豎直地對準(zhǔn)。

開關(guān)元件sw1每個(gè)可以具有與每個(gè)阻擋圖案206的頂表面接觸的底表面。開關(guān)元件sw1每個(gè)可以具有如參考圖5a和5b描述的第一部分p1和第二部分p2。開關(guān)元件sw1每個(gè)可以包括通過蝕刻形成的蝕刻表面以及不用蝕刻形成的非蝕刻表面uds。開關(guān)元件sw1的連接到中間電極me1的第一部分p1的頂表面可以不平行于基板200的頂表面并且可以相對于基板200的頂表面傾斜。第二絕緣圖案283每個(gè)可以設(shè)置為覆蓋每個(gè)開關(guān)元件sw1的第二部分p2的頂表面以及每個(gè)開關(guān)元件sw1的第一部分p1的側(cè)壁。第二絕緣圖案283每個(gè)可以設(shè)置為在每個(gè)開關(guān)元件sw1的第二部分p2的側(cè)壁上形成間隔物圖案。第二絕緣圖案283可以設(shè)置在一對鏡像對稱的開關(guān)元件sw1的相對/面對側(cè)壁上，并且可以彼此間隔開。第二絕緣圖案283可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。

開關(guān)元件sw1可以是具有雙向性能的雙向閾值開關(guān)(ots)元件。例如，開關(guān)元件sw1可以是基于具有非線性的(例如s形狀的)i-v曲線的閾值開關(guān)現(xiàn)象的元件。開關(guān)元件sw1可具有在晶相和非晶相之間的大于可變電阻元件cr1的相變溫度的相變溫度。

中間電極me1可以包括w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn和tasin的至少之一。第一電極he1可以用作加熱可變電阻結(jié)構(gòu)cr1以改變可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的相位的加熱器電極。第一電極he1可以由其電阻率大于第一導(dǎo)線cl1的電阻率的材料形成。第一電極he1可以包括w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn、tasin和tio的至少之一。中間電極me1和第一電極he1的底表面可以不平行于基板200的頂表面，而是可以相對于基板200的頂表面傾斜。

可變電阻結(jié)構(gòu)cr1可以填充形成在第一和第三絕緣圖案281和275的上部分中的凹槽區(qū)域294。在第一方向d1上，每個(gè)可變電阻元件cr1的寬度可以大于每個(gè)中間電極me1和第一電極he1的寬度。在第一方向d1上(或在第一方向d1上的截面中)，每個(gè)可變電阻元件cr1的頂表面可以實(shí)質(zhì)上是平坦的，并且每個(gè)可變電阻元件cr1的側(cè)壁和底表面可具有諸如拋物線的彎曲輪廓?？勺冸娮柙r1每個(gè)可以具有向上增加的寬度?？勺冸娮杞Y(jié)構(gòu)cr1可以包括能夠存儲信息的至少一種材料。

第二電極te1每個(gè)可以共同地連接到在第一方向d1上布置的多個(gè)可變電阻結(jié)構(gòu)cr1。在一些實(shí)施方式中，第二電極te1可以在相應(yīng)的可變電阻結(jié)構(gòu)cr1上設(shè)置為彼此間隔開，使得第二電極te1二維地排列。在一些實(shí)施方式中，第二電極te1可以被省略。

第二單元疊層st2可以是與第一單元疊層st1實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)。例如，第二單元疊層st2可以包括順序地形成在第二導(dǎo)線cl2上的阻擋圖案208、開關(guān)元件sw2、中間電極me2、第一電極he2、可變電阻結(jié)構(gòu)cr2和第二電極te2。第二單元疊層st2的阻擋圖案208、開關(guān)元件sw2、中間電極me2、第一電極he2、可變電阻結(jié)構(gòu)cr2和第二電極te2可以分別通過使用實(shí)質(zhì)上與用于形成第一單元疊層st1的阻擋圖案106、開關(guān)元件sw1、中間電極me1、第一電極he1、可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和第二電極te1相同的工藝形成。然而，在平面圖中，第二單元疊層st2可具有其中第一單元疊層st1相對于平行于第三方向d3的中心軸旋轉(zhuǎn)大約90度的結(jié)構(gòu)。第二單元疊層st2的a-a'截面的構(gòu)造可以對應(yīng)于第一單元疊層st1的b-b'截面的構(gòu)造，并且第二單元疊層st2的b-b'截面的構(gòu)造可以對應(yīng)于第一單元疊層st1的a-a'截面的構(gòu)造。在如參考圖5a和5b描述的第一部分p1和第二部分p2中，第一單元疊層st1中的第二部分p2可以在第一方向d1上延伸并且第二單元疊層st2中的第二部分p2可以在第二方向d2上延伸。

第三導(dǎo)線cl3可以設(shè)置在第二單元疊層st2上。第三導(dǎo)線cl3可以在平行于第一導(dǎo)線cl1的延伸方向的方向上(或在第二方向d2上)延伸，并且可以在平行于第二導(dǎo)線cl2的延伸方向的方向上(或在第一方向d1上)彼此間隔開。第三導(dǎo)線cl3可以與第二導(dǎo)線cl2豎直地間隔開。

圖16a、17a、18a、19a、20a和21a示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線a-a'截取的截面圖。圖16b、17b、18b、19b、20b和21b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線b-b'截取的截面圖。為了簡潔起見，在這里先前示出的特征/元件的重復(fù)描述可以被簡要地給出或者被省略。

參考圖3、16a和16b，第一導(dǎo)線cl1和阻擋圖案206可以順序地形成在基板200上。第一導(dǎo)線cl1和阻擋圖案206可以在第一方向d1上分別彼此間隔開，并且可以在第二方向d2上延伸。第一導(dǎo)線cl1和阻擋圖案206可以形成在第一層間絕緣層280中。例如，第一導(dǎo)線cl1和阻擋圖案206可以通過在基板200上順序地沉積多個(gè)導(dǎo)電層并且圖案化所述多個(gè)導(dǎo)電層而形成。第一層間絕緣層280可以形成為覆蓋第一導(dǎo)線cl1和阻擋圖案206的側(cè)壁并且暴露第一導(dǎo)線cl1和阻擋圖案206的頂表面。在一些實(shí)施方式中，導(dǎo)線cl1和阻擋層圖案206中的至少一些可以通過進(jìn)行鑲嵌工藝而形成。第一導(dǎo)線cl1可以包括具有高導(dǎo)電率的金屬，例如銅(cu)或鋁(al)。阻擋圖案206可以包括w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn和tasin的至少之一。

第一絕緣圖案281可以形成在阻擋圖案206上。第一絕緣圖案281可以在第二方向d2上延伸，并且可以在第一方向d1上彼此間隔開且在其間具有相應(yīng)的第一溝槽291。第一絕緣圖案281可以形成為豎直地交疊一對相鄰的阻擋圖案206。第一絕緣圖案281每個(gè)可以暴露與其交疊的一對相鄰的阻擋圖案206中的每個(gè)的一部分頂表面。第一絕緣圖案281可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少之一。

開關(guān)層220和第二絕緣層282可以順序地形成在第一絕緣圖案281上。開關(guān)層220和第二絕緣層282可以共形地形成在第一絕緣圖案281上以及在阻擋圖案206的暴露的頂表面上。第二絕緣層282可以包括與第一絕緣圖案281相同的材料。開關(guān)層220可具有在晶相和非晶相之間的大于在這里描述的可變電阻結(jié)構(gòu)的相變溫度的相變溫度。

開關(guān)層220可以包括通過例如te和se的硫?qū)僭氐闹辽僦灰约癵e、sb、bi、al、pb、sn、ag、as、s、si、in、ti、ga和p的至少之一的組合形成的化合物。除所述化合物之外，開關(guān)層220還可以包括熱穩(wěn)定元素。熱穩(wěn)定元素可以包括c、n和o的至少之一。在一些實(shí)施方式中，開關(guān)層220可以由摻雜有c、n和o的至少之一的所述化合物形成。在一些實(shí)施方式中，熱穩(wěn)定元素可以連同as、ge、se、te、si、bi、s、sb、in、p、al和pb的至少之一一起被同時(shí)沉積。例如，開關(guān)層220可以包括aste、asse、gete、snte、gese、snte、snse、znte、astese、astege、assege、astegese、assegesi、assegec、astegesi、asteges、astegesiin、astegesip、astegesisbs、astegesisbp、astegesesb、astegesesi、astegesisens、setegesi、gesbtese、gebitese、geassbse、geasbite和geasbise中的至少之一。

阻擋圖案251可以形成于在第二絕緣層282中形成的第一溝槽291的各下部分中。阻擋圖案251可以沿溝槽291在第二方向d2上延伸。阻擋圖案251可以暴露形成在第一溝槽291的側(cè)壁上的第二絕緣層282的至少一部分。阻擋圖案251可以由高流動(dòng)性的材料諸如硬掩模上旋涂(soh)形成。阻擋材料251可以通過用高流動(dòng)性的材料填充第一溝槽291并且回蝕刻該材料而形成。

參考圖3、17a和17b，開關(guān)層220和第二絕緣層282的沒有被阻擋圖案251覆蓋的上部分可以被蝕刻。結(jié)果，可以形成具有u形截面的開關(guān)圖案221。開關(guān)圖案221的頂表面可具有如所示出的斜坡，但是不限于此。此外，第二絕緣層282可以通過蝕刻工藝而具有u形截面。阻擋圖案251可以被去除并且第一導(dǎo)電層241可以共形地形成。第一導(dǎo)電層241可以沿第一絕緣圖案281的側(cè)壁和頂表面延伸并且可以接觸開關(guān)圖案221的頂表面。第一導(dǎo)電層241可以包括w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn和tasin的至少之一。

參考圖3、18a和18b，可以在第一導(dǎo)電層241上進(jìn)行回蝕工藝以形成初級中間電極ame1。初級中間電極ame1可以沿開關(guān)圖案221在第二方向d2上延伸。在其中形成了初級中間電極ame1的所得結(jié)構(gòu)上，可以形成第二導(dǎo)電層并且然后可以進(jìn)行回蝕工藝，從而形成初級第一電極ahe1。例如，初級第一電極ahe1可以包括w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn、tasin和tio的至少之一。

可以在第二絕緣層282和開關(guān)圖案221上進(jìn)行蝕刻工藝。結(jié)果，可以形成在第一方向d1上彼此間隔開的第二絕緣圖案283并且可以形成在第一方向d1上彼此間隔開的初級開關(guān)元件asw1。初級開關(guān)元件asw1可以沿第一導(dǎo)線cl1在第二方向d2上延伸。

如上所述，初級開關(guān)元件asw1的一些表面(在下文，是圖5a和5b中顯示的開關(guān)元件的非蝕刻表面uds)可以不經(jīng)受蝕刻損壞。因?yàn)槌跫夐_關(guān)元件asw1的表面在蝕刻工藝期間被第二絕緣圖案283覆蓋，所以開關(guān)元件的開關(guān)特性的劣化，例如由于蝕刻劑碰撞引起的表面成分的改變和/或由于蝕刻劑的流入而引起的開關(guān)元件的結(jié)晶溫度和/或閾值電壓的變化，可以被防止或減少。蝕刻工藝可以在不使用雙圖案化技術(shù)(dpt)的情況下執(zhí)行。因而，可以簡化該工藝。

第三絕緣圖案275可以形成為填充第一溝槽291。第三絕緣圖案275可以由與第一絕緣圖案281相同的材料形成。

參考圖3、19a和19b，初級第一電極ahe1的上部分可以被去除以形成第二溝槽292。第二溝槽292可以形成在第一絕緣圖案281和第三絕緣圖案275之間。例如，第二溝槽292可以由第一和第三絕緣圖案281和275以及初級第一電極ahe1限定。初級電極ahe1的上部分的去除可以通過選擇性蝕刻工藝進(jìn)行。

參考圖3、20a和20b，第二溝槽292可以擴(kuò)大以形成凹槽區(qū)域294。例如，凹槽區(qū)域294可以通過使用磷酸的各向同性濕法蝕刻工藝形成。初級可變電阻結(jié)構(gòu)acr1可以形成為填充凹槽區(qū)域294。初級可變電阻結(jié)構(gòu)acr1的形成可以包括沉積填充凹槽區(qū)域294的可變電阻材料以及在該可變電阻材料上進(jìn)行平坦化工藝。在其中根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件是相變存儲器件的實(shí)施方式中，初級可變電阻結(jié)構(gòu)acr1可以包括能夠在晶相和非晶相之間可逆的相變的材料。初級可變電阻結(jié)構(gòu)acr1可以包括通過例如te和se的硫?qū)僭氐闹辽僦灰约癵e、sb、bi、pb、sn、ag、as、s、si、in、ti、ga、p、o和c的至少之一的組合形成的化合物。例如，初級可變電阻結(jié)構(gòu)acr1可以包括gesbte、geteas、sbtese、gete、sbte、setesn、getese、sbsebi、gebite、geteti、inse、gatese和insbte的至少之一?？勺冸娮璨牧峡梢酝ㄟ^物理氣相沉積(pvd)工藝或化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝形成。

參考圖3、21a和21b，第二電極te1和第二導(dǎo)線cl2可以順序地形成在初級可變電阻結(jié)構(gòu)acr1上。第二電極te1和第二導(dǎo)線cl2可以在第一方向d1上延伸。第二電極te1和第二導(dǎo)線cl2可以在第二方向d2上分別彼此間隔開。第二電極te1可以包括w、ti、al、cu、c、cn、tin、tialn、tisin、ticn、wn、cosin、wsin、tan、tacn和tasin的至少之一。

初級可變電阻結(jié)構(gòu)acr1、初級第一電極ahe1、初級中間電極ame1和初級開關(guān)元件asw1可以被圖案化以形成在第二方向d2上分別彼此間隔開的可變電阻結(jié)構(gòu)cr1、第一電極he1、中間電極me1和開關(guān)元件sw1。此外，阻擋圖案206可以被圖案化以在第二方向d2上彼此間隔開。例如，圖案化工藝可以使用與用于形成第二電極te1和第二導(dǎo)線cl2的圖案化工藝相同的掩模圖案進(jìn)行。在這種情形下，在第二方向d2上，第二電極te1、第二導(dǎo)線cl2、可變電阻結(jié)構(gòu)cr1、第一電極he1、中間電極me1、開關(guān)元件sw1和阻擋圖案206的側(cè)壁可以豎直地對準(zhǔn)并且可以限定第三溝槽295。第三溝槽295可以用第四絕緣圖案285填充。第四絕緣圖案285可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少之一。通過該圖案化工藝，可以完成第一單元疊層st1。第一單元疊層st1可以包括設(shè)置在第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的相應(yīng)交叉點(diǎn)處的存儲單元，并且可以包括阻擋圖案206、開關(guān)元件sw1、中間電極me1、第一電極he1、可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和第二電極te1。

再次參考圖3、15a和15b，第二單元疊層st2可以形成在第二導(dǎo)線cl2上。第二單元疊層st2可以通過使用實(shí)質(zhì)上與用于形成第一單元疊層st1相同的工藝形成。例如，第二單元疊層st2可以包括順序地形成在第二導(dǎo)線cl2上的阻擋圖案208、開關(guān)元件sw2、中間電極me2、第一電極he2、可變電阻結(jié)構(gòu)cr2和第二電極te2。然而，在平面圖中，第二單元疊層st2可形成為具有其中第一單元疊層st1相對于平行于第三方向d3的中心軸旋轉(zhuǎn)大約90度的結(jié)構(gòu)。第二單元疊層st2的a-a'截面的構(gòu)造可以對應(yīng)于第一單元疊層st1的b-b'截面的構(gòu)造，并且第二單元疊層st2的b-b'截面的構(gòu)造可以對應(yīng)于第一單元疊層st1的a-a'截面的構(gòu)造。

第三導(dǎo)線cl3可以設(shè)置在第二單元疊層st2上。第三導(dǎo)線cl3可以在平行于第一導(dǎo)線cl1的延伸方向的方向上(或在第二方向d2上)延伸，并且可以在平行于第二導(dǎo)線cl2的延伸方向的方向上(或在第一方向d1上)彼此間隔開。第三導(dǎo)線cl3可以與第二導(dǎo)線cl2豎直地間隔開。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式，阻擋圖案206、開關(guān)元件sw1、中間電極me1、第一電極he1、可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和第二電極te1可以形成為豎直地對準(zhǔn)。此外，每個(gè)開關(guān)元件sw1的一些表面可以不經(jīng)受蝕刻損壞，從而防止或減少開關(guān)元件sw1的電特性的劣化。

圖22a和22b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件，并且分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。為了簡潔起見，在這里先前示出的特征/元件的重復(fù)描述可以被簡要地給出或者被省略。

參考圖3、22a和22b，第一單元疊層st1和第二單元疊層st2可以層疊在基板200上。第一單元疊層st1可以在順序地提供在基板200上以彼此豎直地間隔開的第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2之間設(shè)置。第一單元疊層st1可以包括位于第一導(dǎo)線cl1和第二導(dǎo)線cl2的相應(yīng)交叉點(diǎn)處的存儲單元mc。存儲單元mc每個(gè)可以包括可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和開關(guān)元件sw1。存儲單元mc每個(gè)可以包括在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和開關(guān)元件sw1之間的中間電極me1。中間電極me1可以與可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的底表面接觸。第二電極te1可以設(shè)置在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和第二導(dǎo)線cl2之間。

第一電極he1可以設(shè)置在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和第二電極te1之間。第一電極he1可以用作用于加熱可變電阻結(jié)構(gòu)從而改變可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的相位的加熱器電極。第一電極he1可以設(shè)置在凹槽區(qū)域294的上部分中，并且凹槽區(qū)域294的下部分可以被可變電阻結(jié)構(gòu)cr1占據(jù)。在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1每個(gè)形成為填充每個(gè)凹槽區(qū)域294的一部分之后，第一電極he1可以通過沉積電極材料以填充凹槽區(qū)域294的剩余部分而形成。除了第一電極he1和he2的位置、結(jié)構(gòu)和形成方法之外的其它構(gòu)造可以與參考圖15a和15b描述的相同。

圖23a和23b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件，并且分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。為了簡潔起見，在這里先前示出的特征/元件的重復(fù)描述可以被簡要地給出或者被省略。

參考圖3、23a和23b，中間電極me1可以與可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的底表面接觸。第二電極te1可以設(shè)置在第二導(dǎo)線cl2和可變電阻結(jié)構(gòu)cr1之間。

第一電極he1可以設(shè)置在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和第二電極te1之間。第一電極he1可以形成在第三層間絕緣層271中。例如，第一電極he1可以設(shè)置在形成于第三層間絕緣層271中并且暴露可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的頂表面的接觸孔272中。絕緣間隔物273可以設(shè)置在第一電極he1和第三層間絕緣層271之間。絕緣間隔物273可以設(shè)置在接觸孔272的側(cè)壁上并且可以覆蓋第一電極he1的側(cè)壁。

除了第一電極he1和he2的位置、結(jié)構(gòu)和形成方法之外的其它構(gòu)造可以與參考圖15a和15b描述的相同。

圖24a和25a示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線a-a'截取的截面圖。圖24b和25b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件的制造方法，并且分別是沿圖3的線b-b'截取的截面圖。為了簡潔起見，在這里先前示出的特征/元件的重復(fù)描述可以被簡要地給出或者被省略。

參考圖3、24a和24b，導(dǎo)線cl1、阻擋圖案206、初級開關(guān)元件asw1、初級中間電極ame1、初級可變電阻結(jié)構(gòu)acr1、第一層間絕緣層280以及第一至第三絕緣圖案281、283和275可以形成在基板200上，如參考圖16a至20b描述的。第三層間絕緣層271可以形成在初級可變電阻結(jié)構(gòu)acr1上。第三層間絕緣層271可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少之一。接觸孔272可以形成在第三層間絕緣層271中以暴露初級可變電阻結(jié)構(gòu)acr1的頂表面。絕緣間隔物273可以形成在接觸孔272的側(cè)壁上。第一電極he1可以形成為填充接觸孔272。第一電極he1可以在第一和第二方向d1和d2上彼此間隔開。

參考圖3、25a和25b，第二電極te1和第二導(dǎo)線cl2可以順序地形成在第一電極he1上以分別在第一方向d1上延伸并且分別在第二方向d2上彼此間隔開。

初級可變電阻結(jié)構(gòu)acr1、初級中間電極ahe1和初級開關(guān)元件asw1可以被圖案化以形成在第二方向d2上分別彼此間隔開的可變電阻結(jié)構(gòu)cr1、中間電極me1和開關(guān)元件sw1。例如，圖案化工藝可以使用與用于形成第二電極te1和第二導(dǎo)線cl2的圖案化工藝相同的掩模圖案進(jìn)行。第三溝槽295可以通過圖案化工藝形成，第一電極he1可以通過第三溝槽295而在第二方向d2上彼此分離。第四絕緣圖案285可以形成為填充溝槽295。通過該圖案化工藝，可以完成第一單元疊層st1。

再次參考圖3、23a和23b，第二單元疊層st2可以形成在第二導(dǎo)線cl2上。第二單元疊層st2可以通過使用實(shí)質(zhì)上與用于形成第一單元疊層st1相同的工藝形成。然而，在平面圖中，第二單元疊層st2形成為具有其中第一單元疊層st1相對于平行于第三方向d3的中心軸旋轉(zhuǎn)大約90度的結(jié)構(gòu)。第三導(dǎo)線cl3可以形成在第二單元疊層st2上。

圖26a和26b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件，并且分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。為了簡潔起見，在這里先前示出的特征/元件的重復(fù)描述可以被簡要地給出或者被省略。

參考圖3、26a和26b，第一單元疊層st1和第二單元疊層st2可以層疊在基板100上。第一單元疊層st1可以包括形成在第一導(dǎo)線cl1上的阻擋圖案106、第一電極he1、可變電阻結(jié)構(gòu)cr1、中間電極me1、開關(guān)元件sw1和第二電極te1?？勺冸娮杞Y(jié)構(gòu)cr1可以設(shè)置于第一和第二層間絕緣層181和182及第一電極he1上的第四層間絕緣層131中，并且可以與第四層間絕緣層131接觸，而在其間沒有間隔物。在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1下面的第一導(dǎo)線cl1、阻擋圖案106和第一電極he1可以分別通過第一層間絕緣層181而在第二方向d2上彼此隔離。阻擋圖案106和第一電極he1可以通過第二絕緣層182而在第一方向d1上分別彼此隔離?？勺冸娮杞Y(jié)構(gòu)cr1的形成可以包括在第一和第二層間絕緣層181和182及第一電極he1上共形地形成可變電阻層以及在可變電阻層進(jìn)行圖案化工藝。在進(jìn)行圖案化工藝之后，第四層間絕緣層131可以形成為填充在可變電阻結(jié)構(gòu)cr1之間。中間電極me1可以通過在用于形成在其下的可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的圖案化工藝期間同時(shí)圖案化用于形成中間電極me1的材料而形成，或可以通過與形成可變電阻結(jié)構(gòu)cr1的工藝分離的工藝(例如用于形成中間電極me1的材料的沉積工藝和圖案化工藝)形成。開關(guān)元件sw1可以形成在中間電極me1上。第二電極te1和交叉第一導(dǎo)線cl1的第二導(dǎo)線cl2可以順序地形成在開關(guān)元件sw1和絕緣圖案184、186、187和188上。第二單元疊層st2可以使用實(shí)質(zhì)上與用于形成第一單元疊層st1相同的工藝而形成在第二導(dǎo)線cl2上。

可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和cr2可以在第一和第二方向d1和d2上彼此間隔開，但是不限于此。例如，可變電阻結(jié)構(gòu)cr1和cr2可以在第一方向d1上或在第二方向d2上延伸，如參考圖13、14a和14b描述的。

圖27a和27b示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式的可變電阻存儲器件，并且分別是沿圖3的線a-a'和b-b'截取的截面圖。為簡潔起見，在這里先前示出的特征/元件的重復(fù)描述可以被簡要地給出或者被省略。

參考圖3、27a和27b，第一單元疊層st1的開關(guān)元件sw1可以每個(gè)具有在一個(gè)方向上延伸的線形形狀。例如，開關(guān)元件sw1可以在第二方向d2上延伸并且可以在第一方向d1上彼此間隔開。這樣的結(jié)構(gòu)可以通過省略如參考圖11a和11b描述的初級開關(guān)元件的圖案化工藝而形成。

第二單元疊層st2的開關(guān)元件sw2可以通過使用實(shí)質(zhì)上與用于形成第一單元疊層st1的開關(guān)元件sw1相同的工藝形成。第二單元疊層st2的開關(guān)元件sw2可以在第二方向d2上延伸并且可以在第一方向d1上彼此間隔開。在一些實(shí)施方式中，第二單元疊層st2的開關(guān)元件sw2可具有在與第一單元疊層st1的開關(guān)元件sw1不同的方向上延伸的線形形狀。例如，第一單元疊層st1的開關(guān)元件sw1每個(gè)可以在第二方向d2上延伸，并且第二單元疊層st2的開關(guān)元件sw2每個(gè)可以在第一方向d1上延伸。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式，由于每個(gè)開關(guān)元件的非蝕刻表面，防止或減少了每個(gè)開關(guān)元件的結(jié)晶溫度和/或閾值電壓的變化，因而提供具有提高的可靠性的可變電阻存儲器件。

以上公開的內(nèi)容將被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的，附加的權(quán)利要求意欲涵蓋所有這樣的修改、改進(jìn)、以及落入實(shí)質(zhì)精神和范圍的其它實(shí)施方式。因而，所述范圍將由權(quán)利要求書及其等效物的最寬可允許解釋確定至法律允許的最大程度，而不會受前述詳細(xì)描述約束或限制。

本申請要求享有2016年1月13日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2016-0004339號韓國專利申請以及2016年3月23日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2016-0034787號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，上述兩個(gè)申請的公開通過引用被整體合并于此。