[发明专利]相变随机存取存储器件及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年5月11日向韩国专利局提交的申请号为10-2011-0043891的韩国专利申请的优先权，本文通过引用包括该申请的全部内容。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及半导体器件，更具体而言，涉及相变随机存取存储器件及其制造方法。

背景技术

相变随机存取存储(PCRAM)器件具有简单的结构，以低成本实现高集成化，并且执行高速操作。

众所周知，PCRAM器件是电流驱动型存储器件，其中通过用加热电极即加热器改变相变材料层的结晶态来储存数据。

在PCRAM器件中，对用于使相变材料层向结晶态转变的设定电流的控制和对用于使相变材料层向非晶态转变的复位电流的控制是决定PCRAM器件性能的重要因素。

具体地，为了降低复位电流，已经以各种类型来改变下电极接触、即加热电极。将参照图1对其中一个实例进行描述。

图1是示出现有PCRAM器件的结构的沿着PCRAM器件的位线方向截取的截面图。

参照图1，在半导体衬底10上形成有开关器件12，在开关器件12上形成有与开关器件12电连接的下电极接触14。在下电极接触14上形成有相变材料层16。

具体地，下电极接触14可以形成为线型，以使得与其上的相变材料层的接触面积最小化。

在图1中，例如，相变材料层16被描述为部分受限的结构。因此，具有部分受限结构的相变材料层16允许将相邻单元之间的热效应最小化。

然而，如图1所示，现有PCRAM器件被制造成在相变材料层16之间沿着位线方向不被分开。因此，当相邻单元之间的距离未明显地得到保证时，在单元操作中相转移区(phase transition region)18之间的距离减小。因此，PCRAM的单元彼此之间易受到干扰。在单元高度集成的情况下，相邻单元之间的距离进一步减小，从而单元可能由于彼此之间的干扰而发生故障。

发明内容

根据示例性实施例的一个方面，提供一种相变随机存取存储(PCRAM)器件。所述PCRAM器件包括：下电极接触，所述下电极接触形成在下电极接触孔中；相变材料图案，所述相变材料图案被形成为包围下电极接触的上部的一侧；以及绝缘层，所述绝缘层被掩埋在相变材料图案中并且被形成在下电极接触的上表面上。

根据示例性实施例的另一方面，提供一种制造PCRAM器件的方法。所述方法包括以下步骤：在半导体衬底上形成层间绝缘层并将层间绝缘层图案化以形成下电极接触孔；在下电极接触孔中形成下电极接触；将层间绝缘层去除设定的深度以暴露出下电极接触的上部；在半导体衬底的整个结构上形成相变材料层；以及通过将相变材料层图案化来形成相变材料图案，所述相变材料图案包围下电极接触的上部的一侧并且暴露出下电极接触的上表面。

下面在“具体实施方式”部分中描述这些以及其它特征、方面和实施例。

附图说明

从结合附图做出的以下详细说明中将更清楚地理解本说明书主题的以上以及其它方面、特征以及其它优点，其中：

图1是说明现有相变随机存取存储(PCRAM)器件的结构的截面图；

图2至图5是说明根据本发明的一个示例性实施例的制造PCRAM器件的方法的截面图；

图6是说明根据本发明另一个示例性实施例的PCRAM器件的截面图；

图7是图6中的下电极接触的一个示意图；

图8是图6中的下电极接触的另一个示意图；以及

图9是图6中的下电极接触的又一个示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述示例性实施例。

本文参照示例性实施例(及中间结构)的截面图来描述示例性实施例。但是，图中所示出的比例和形状仅是示例性的，并且可以根据不同的制造技术和/或设计想法而有所变化。在附图的部分中，为了图示清楚的目的，可能对示例性实施例中的层和区域的长度和尺寸进行了夸大处理。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在说明书中，当提及一层在另一层或在衬底“上”时，其可以是直接在另一层或衬底上，或者还可以存在中间层。

图2至图5是说明根据本发明一个示例性实施例的制造相变随机存取存储(PCRAM)器件的方法的截面图。

参照图2，在形成有下部结构的半导体衬底101上形成开关器件105和下电极接触109。

更具体而言，在形成有诸如字线的导线层等的半导体衬底101上形成开关器件105。附图标记103表示第一层间绝缘层。