[发明专利]包括叠置NAND型电阻存储器单元串的非易失性存储器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体存储器件，且更具体地，涉及非易失性存储器 件及其制造方法。

背景技术

可将半导体存储器件分类成易失性存储器件以及非易失性存储器 件。即使电源被切断，非易失性存储器件也能保持存储于其中的数据。 因此，非易失性存储器件可用于计算机、移动电信系统、存储器卡等 之中。

闪速存储器件是一种这样的非易失性存储器件。具有叠置栅极结 构的存储器单元可用在闪速存储器件中。叠置栅极结构可以包括顺序 叠置在沟道区上的隧穿氧化层、浮动栅极、栅极间介电层和控制栅极 电极。为了增加闪速存储器单元的可靠性和/或编程效率，可提高隧 穿氧化层的膜质量，和/或可增加单元的耦合率。

还开发了电阻存储器件。电阻存储器件可包括磁性随机存取存储 器(MRAM)设备、相变存储器件和/或电阻随机存取存储器(RRAM) 设备。电阻存储器件的单位单元可包括具有两个电极的数据存储元件 和插入其间的可变电阻器层。当电阻存储器件是MRAM设备时，可变 电阻器层可包括顺序叠置的钉扎层、隧穿绝缘层和自由层，并且隧穿 绝缘层和自由层可包括铁磁层。当电阻存储器件是相变存储器件时， 可变电阻器层可包括相变材料层，例如硫族化物层。当电阻存储器件 是RRAM设备时，可变电阻器层可以是镨钙锰氧化物((Pr，Ca)MnO₃) 层(“PCMO层”)。可变电阻器层，即数据存储材料层，可以根据 施加到电极之间的电信号(电压或电流)的极性和/或幅度而具有第 一电阻或高于第一电阻的第二电阻。

例如，在名称为“Non-Volatile Semiconductor Memory Device”的 韩国特开专利公布No.10-2004-79328中公开了RRAM设备。根据该韩 国特开专利公布，多个NAND型单位单元可并联连接到一条位线，且 每一个NAND型单位单元可包括彼此串联连接的多个可变电阻设备和 彼此串联连接的多个开关MOS晶体管。每个开关MOS晶体管可并联 连接到一个可变电阻设备。开关MOS晶体管可以一维地设置在半导体 基板上，且可变电阻设备可提供在MOS晶体管上。因此，限制了使用 NAND型单位单元的常规RRAM设备的设备集成度的提高。

作为另一示例，在名称为“Semiconductor Device”的日本特开专 利公布No.2005-260014中公开了相变存储器件。根据该日本特开专利 公布，一对相变存储器单元被叠置在半导体基板上，并且位线被插入 该对相变存储器单元之间。也就是，该对叠置的相变存储器单元共享 插入其间的一条位线。因此，日本特开专利公布公开了NOR型相变存 储器件。

发明内容

根据本发明的一些实施例，NAND型电阻存储器单元串包括位线 和连接到该位线的多个串联连接的电阻存储器单元。多个电阻存储器 单元可包括第一节点、第二节点和第三节点、连接在第一节点和第二 节点之间的加热元件、连接在第二节点和第三节点之间的可变电阻器， 和具有连接到第一节点的第一端子以及连接到第三节点的第二端子的 开关设备。

根据本发明的其它实施例，NAND型电阻存储器单元串包括基板、 位于该基板上的绝缘层、多个串联连接的电阻存储器单元，所述多个 串联连接的电阻存储器单元叠置在该绝缘层中以使多个电阻存储器单 元中的第一个位于该基板上并且多个电阻存储器单元中的下一个位于 多个电阻存储器单元中的第一个上，还包括位于绝缘层上且电连接到 多个电阻存储器单元中的最后一个的位线。

根据本发明的另外的实施例，制造NAND型电阻存储器单元的方 法包括在基板上形成绝缘层。多个串联连接的电阻存储器单元被形成 为叠置在绝缘层中，以使得多个电阻存储器单元中的第一个位于基板 上并且多个电阻存储器单元中的下一个位于多个电阻存储器单元中的 第一个上。位线形成在绝缘层上且电连接到多个电阻存储器单元中的 最后一个。

附图说明

图1是示出根据本发明一些实施例的NAND型电阻存储器单元串 的等效电路图。

图2是示出根据本发明其他实施例的NAND型电阻存储器单元串 的等效电路图。

图3是具有如图1中所示的等效电路图的NAND型电阻存储器单 元串的截面图。

图4是具有如图1中所示的等效电路图的另一NAND型电阻存储 器单元串的截面图。