[发明专利]包括垂直晶体管阵列的电阻性存储器器件和相关制造方法

权利要求书

1.一种包括存储器单元的电阻性存储器器件，所述存储器单元包括：

垂直晶体管，所述垂直晶体管包括在衬底表面上的栅电极、沿着所述栅电极的侧壁延伸的栅绝缘层以及与所述栅绝缘层相邻的在所述衬底表面上的单晶硅层，所述单晶硅层的至少一部分限定在与所述衬底表面基本垂直的方向上延伸的沟道区；以及

可变电阻层，所述可变电阻层在所述单晶硅层上并且与所述栅电极电绝缘。

2.根据权利要求1所述的电阻性存储器器件，其中，所述单晶硅层包括导电性类型交替的多个外延层。

3.根据权利要求1所述的电阻性存储器器件，其中，所述多个外延层包括在所述衬底上顺序堆叠的n型外延层、p型外延层和n型外延层或者在所述衬底上顺序堆叠的n型外延层和p型外延层。

4.根据权利要求1所述的电阻性存储器器件，还包括：

所述可变电阻层上的位线，

其中，所述可变电阻层电耦合在所述位线与所述单晶硅层中的所述垂直晶体管的源/漏区之间。

5.根据权利要求4所述的电阻性存储器器件，还包括：

器件隔离层，所述器件隔离层包括第一部分和第二部分，所述第一部分在所述衬底表面上并且沿着与所述栅绝缘层相对的所述栅电极的侧壁延伸，所述第二部分在所述栅电极上以及在所述栅绝缘层上，

其中，所述第一部分在所述衬底表面上的所述栅电极与相邻的电阻性存储器器件之间延伸，以及其中，所述第二部分在所述栅电极与所述可变电阻层之间延伸。

6.根据权利要求4所述的电阻性存储器器件，还包括：

器件隔离层，所述器件隔离层在所述栅电极上以及在所述栅绝缘层上，

其中，所述器件隔离层使所述栅电极与所述位线电绝缘。

7.根据权利要求6所述的电阻性存储器器件，其中，所述器件隔离层还延伸到所述单晶硅层的一部分上。

8.根据权利要求7所述的电阻性存储器器件，其中，所述可变电阻层沿着所述栅绝缘层的一部分延伸，并且被局限在所述器件隔离层下方。

9.根据权利要求8所述的电阻性存储器器件，还包括：

连接电极，所述连接电极在所述可变电阻层上并且延伸穿过所述器件隔离层，以将所述可变电阻层电连接到所述位线。

10.根据权利要求6所述的电阻性存储器器件，其中，所述可变电阻层与所述器件隔离层相邻地位于所述单晶硅层的一部分上，使得所述可变电阻层和所述器件隔离层限定基本上为平面的表面。

11.一种电阻性存储器器件，包括：

多个字线，所述多个字线在衬底表面上在第一方向上延伸并且在与所述第一方向基本上垂直的第二方向上通过器件隔离层相互电分离；

相应栅绝缘层，所述相应栅绝缘层在所述第一方向上沿着所述多个字线的相应侧壁延伸；

单晶硅层，所述单晶硅层与所述栅绝缘层相邻，并且限定在与所述衬底表面基本上垂直的第三方向上延伸的至少一个沟道区，其中所述字线、所述栅绝缘层和所述单晶硅层限定在所述第一方向和所述第二方向上布置的垂直晶体管阵列；

器件隔离层，所述器件隔离层在所述多个字线和所述栅绝缘层上在所述第一方向上延伸；

可变电阻层，所述可变电阻层通过所述器件隔离层与所述多个字线电绝缘，并且在所述字线的一侧处与所述单晶硅层相邻；以及

多个位线，所述多个位线在所述可变电阻层上，其中，所述多个位线在与所述多个字线基本上垂直的第二方向上延伸，并且在所述第一方向上相互分离。

12.根据权利要求11所述的电阻性存储器器件，其中，所述可变电阻层在所述单晶硅层上并且在与所述字线基本上平行的所述第一方向上延伸，以及其中，所述可变电阻层将所述多个位线中的位线电耦合到所述单晶硅层中的相应源/漏区。

13.根据权利要求11所述的电阻性存储器器件，其中，所述多个位线直接在所述器件隔离层和所述可变电阻层上，或者其中，所述多个位线在所述变阻层上的连接电极上。

14.根据权利要求11所述的电阻性存储器器件，其中，所述器件隔离层包括第一部分和第二部分，所述第一部分在所述衬底上沿着与所述栅绝缘层相对的所述多个字线的相应侧壁延伸，所述第二部分在所述多个字线、所述栅绝缘层和所述单晶硅层上。