[发明专利]可变电阻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12月29日提交的申请号为10-2011-0146050的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种可变电阻存储器件及其制造方法，更具体而言，涉及一种利用自对准接触工艺的可变电阻存储器件及其制造方法。

背景技术

可变电阻存储器件利用根据外部激励来改变电阻值且在两种不同电阻状态之间变换这一特性来储存数据。可变电阻存储器件可以包括阻变随机存取存储器（ReRAM）、相变RAM（PCRAM）、自旋转移力矩RAM（STT-RAM）等。

图1是说明现有的可变电阻存储器件的布局的平面图。图2A至图2D是解释用于制造现有的可变存储器件的方法的截面图。所述截面图是沿着图1的线A-A’和B-B’截取的。

参见图2A，在半导体衬底10之上形成沿着A-A’方向延伸的线形隔离层15，由此限定出有源区10A。

随后，将栅极线20形成为经由有源区10A和隔离层15沿着B-B’方向延伸。在栅极线20之上形成栅极线保护层25。

参见图2B，在所得结构之上形成第一绝缘层30。然后，部分地刻蚀第一绝缘层30以形成暴露出有源区10A的第一接触孔。

在第一接触孔中形成第一接触插塞35。第一接触插塞35包括欧姆接触层35A和在欧姆接触层35A之上的金属层35B。

参见图2C，在第一绝缘层30和第一接触插塞35之上形成第二绝缘层40。然后，选择性地刻蚀第二绝缘层40以形成第二接触孔，所述第二接触孔暴露出要与以下将描述的源极线55耦接的第一接触插塞35。

在第二接触孔中掩埋第二接触插塞45。在第二绝缘层40和第二接触插塞45之上形成第三绝缘层50。

选择性地刻蚀第三绝缘层50以在暴露出第二接触插塞45的同时形成沿着与有源区10A相同的方向延伸的线形沟槽。然后，在沟槽中掩埋源极线55。在源极线55之上形成源极线保护层60。此时，应将源极线55形成预定的高度或更高，以防止线电阻的增加。

参见图2D，在所得结构之上形成第四绝缘层65。形成第三接触插塞70以穿通第四绝缘层65与第一接触插塞35的一部分耦接。

随后，在第三接触插塞70之上形成可变电阻图案75。

在现有的可变电阻存储器件中，与构成可变电阻存储器件中的存储器单元的可变电阻图案75耦接的第三接触插塞70具有高的高宽比。因此，现有的可变电阻存储器件很难制造，且具有高电阻值。另外，由于掩模图案的未对准，接触电阻会快速地增大，或接触区域未被开放。

发明内容

本发明的一个实施例涉及一种可变电阻存储器件及其制造方法，所述可变电阻存储器件减小形成存储器单元的可变电阻图案与成为晶体管的源极或漏极区的有源区之间的电阻。

根据本发明的一个实施例，一种可变电阻存储器件包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有由沿一个方向延伸的隔离层限定的有源区；栅极线，所述栅极线经由隔离层和有源区沿与隔离层交叉的另一个方向延伸；保护层，所述保护层位于栅极线之上；接触插塞，所述接触插塞位于保护层之间的有源区的部分去除的空间中；以及可变电阻图案，所述可变电阻图案与接触插塞的一部分耦接。

根据本发明的另一个实施例，一种用于制造可变电阻存储器件的方法包括以下步骤：提供具有有源区的半导体存储器件，所述有源区由沿着一个方向延伸的隔离层来限定；通过选择性地刻蚀隔离层和有源区，来形成沿着与隔离层交叉的方向延伸的沟槽；在沟槽中形成栅极线和在栅极线之上的保护层；通过部分地刻蚀保护层之间的有源区来形成接触孔；在接触孔中形成接触插塞；以及形成与接触插塞的一部分耦接的可变电阻图案。

根据本发明的另一个实施例，一种半导体器件包括：可变电阻图案，所述可变电阻图案被配置成非易失性地储存数据；位线，所述位线被配置成将数据传递到可变电阻图案或从可变电阻图案传递数据；字线，所述字线被配置成控制位线与可变电阻图案之间的数据传递，所述字线包括位于半导体衬底的顶表面之下的水平处的掩埋的栅极线；以及源极线，所述源极线被配置成将操作电压供应给可变电阻图案，其中，字线与可变电阻图案之间的物理距离里比字线与位线之间的物理距离短。

附图说明

图1是说明现有的可变电阻存储器件的布局的平面图。

图2A至图2D是解释用于制造现有的可变电阻存储器件的方法的截面图。

图3是说明根据本发明的一个实施例的可变电阻存储器件的布局的平面图。