[发明专利]非易失性存储器器件以及其制造方法和操作方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据美国法典第35条119款要求于2009年11月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2009-0110594的优先权，通过引用，将其全部内容合并入本文。

技术领域

本发明构思的示例性实施例涉及半导体器件，例如，能够根据导电-绝缘转变特性存储数据的非易失性存储器器件。本发明构思的示例性实施例还涉及非易失性存储器器件的制造方法和操作方法。

背景技术

虽然常规半导体器件的尺寸已经得到可观地减小，但是半导体器件处理的数据量也有所增加。因此，用在半导体器件中的非易失性存储器器件的操作速度和集成密度需要提高。

当使用具有多层结构的非易失性存储器器件时，在与具有单层结构的非易失性存储器器件所占用的尺寸具有相同尺寸的空间中，可以堆叠更多的存储器单元。然而，制造和操作具有多层结构的非易失性存储器器件相对复杂。

发明内容

本发明构思的至少一个示例性实施例提供了一种非易失性存储器器件，其包括：至少一个水平电极和至少一个垂直电极。所述至少一个垂直电极和所述至少一个水平电极被设置成交叉于交叉区域。所述非易失性存储器器件还包括至少一个数据层和至少一个抗熔层。所述至少一个数据层被设置在所述交叉区域中，并且具有导电-绝缘转变特性。所述至少一个抗熔层与所述至少一个数据层串联连接。

根据至少一些示例性实施例，所述至少一个数据层可以包含过渡金属氧化物。例如，所述至少一个数据层可以包含氧化钒、氧化铝、氧化铋、氧化钛、氧化铌、氧化镍、氧化铜、氧化锌、氧化锡、氧化锆、氧化硅、氧化铪、氧化钴、氧化铁或其组合物等。在更具体的示例中，所述至少一个数据层可以包含V₂O₅、VO₂、VO或其组合物。所述至少一个抗熔层可以包括氧化物层、氮化物层、氮氧化物层或这些层的组合物。所述至少一个数据层的阈值电压VTH可以小于所述至少一个抗熔层的击穿电压VAB。

根据至少一些示例性实施例，所述至少一个抗熔层可以被插入在所述至少一个数据层和所述至少一个水平电极之间的交叉区域中。

根据至少一些示例性实施例，所述至少一个抗熔层可以被插入在所述至少一个数据层和所述至少一个垂直电极之间的交叉区域中。

所述数据层和所述抗熔层中的至少一个可以在所述交叉区域中具有图案。

根据至少一些示例性实施例，所述至少一个水平电极和所述至少一个垂直电极中的一个或多个可以包括交叉区域中的一个或多个沟槽。所述至少一个数据层和所述至少一个抗熔层中的一个或者多个可以被设置在所述一个或多个沟槽中。

根据至少一些示例性实施例，所述至少一个数据层和所述至少一个抗熔层中的一个或多个可以被设置成环绕所述至少一个垂直电极。所述至少一个水平电极和所述至少一个垂直电极可以被设置成彼此垂直相交或者基本上垂直相交。

所述至少一个水平电极可以包含具有第一导电类型的第一半导体。所述至少一个垂直电极包含具有第二导电类型的第二半导体。所述第二导电类型可以与所述第一导电类型不同。

所述至少一个水平电极、所述至少一个垂直电极、或这两者可以包含：多晶硅、钨(W)、铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钌(Ru)、铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、铍(Be)、铋(Bi)、铪(Hf)、铟(In)、锰(Mn)、铅(Pb)、铑(Rh)、铼(Re)、碲(Te)、锌(Zn)、锆(Zr)、钴(Co)、铱(Ir)、其合金、其氧化物、其氮化物、其硅化物或其组合物等。

本发明构思的至少一个其它的示例性实施例提供了一种非易失性存储器器件，其包括：多个水平电极，所述多个水平电极堆叠在多个层中；以及多个垂直电极，所述多个垂直电极形成在多个行中，所述多个垂直电极被设置成与所述多个水平电极交叉于交叉区域。所述非易失性存储器器件还包括：多个数据层和多个抗熔层。所述多个数据层中的每个被设置在对应的交叉区域中，并且具有导电-绝缘转变特性。所述多个抗熔层与多个数据层串联连接。

根据至少一些示例性实施例，所述多个数据层可以跨所述多个水平电极的堆叠层延伸。所述多个抗熔层可以跨所述多个水平电极的堆叠层延伸。所述多个水平电极中的每个可以包括彼此分开的多个第一水平电极和多个第二水平电极。