[发明专利]具有可变电阻层的电阻式随机存取存储器及其制造方法

权利要求书

1.一种电阻式存储器件，包括：

栅叠层，包括竖直地层叠在基板上的模制绝缘层和栅极；

沟道，在竖直方向上穿透所述栅叠层并且电连接到所述基板；

栅绝缘层，提供在所述沟道和所述栅极之间；以及

在所述沟道上的可变电阻层，

其中所述栅叠层中的所述栅极限定凹穴，所述凹穴通过使所述栅极在水平方向上凹入而形成；以及

其中所述可变电阻层朝向所述凹穴在所述水平方向延伸并且与所述栅极中的至少一个在所述水平方向上重叠。

2.根据权利要求1所述的器件，其中所述可变电阻层包括：

竖直层，在所述竖直方向上在所述沟道上延伸；以及

突起，在所述水平方向上从所述竖直层延伸。

3.根据权利要求2所述的器件，其中所述沟道包括：

第一沟道部分，在所述竖直方向上在所述模制绝缘层延伸以在所述竖直方向上与所述突起重叠；

第二沟道部分，在所述竖直方向上在所述栅极上延伸以在所述水平方向上与所述栅极重叠，所述第二沟道部分位于所述凹穴中；以及

第三沟道部分，提供在所述凹穴中以沿着所述水平方向连接所述第一沟道部分与所述第二沟道部分，

其中所述沟道沿着所述竖直方向在所述栅叠层中连续地延伸。

4.根据权利要求3所述的器件，其中所述可变电阻层的所述竖直层在所述竖直方向上沿着所述第一沟道部分延伸；以及

其中所述可变电阻层的所述突起被插入所述凹穴中以具有比所述第一沟道部分的厚度大的长度。

5.根据权利要求3所述的器件：

其中所述可变电阻层的所述竖直层在所述竖直方向上在所述第一沟道部分上延伸；以及

其中所述可变电阻层的所述突起没有被插入所述凹穴中并且具有等于或小于所述第一沟道部分的厚度的长度。

6.根据权利要求3所述的器件，其中所述第二沟道部分的厚度小于所述第一和第三沟道部分的厚度的每一个。

7.根据权利要求3所述的器件，其中所述栅极的长度大于所述第二沟道部分的长度。

8.根据权利要求3所述的器件，其中所述栅绝缘层具有连续的结构，该连续的结构包括：

第一栅绝缘层，设置在所述绝缘层的侧表面和所述第一沟道部分之间；

第二栅绝缘层，设置在所述凹穴中并且在所述栅极和所述第二沟道部分之间；以及

第三栅绝缘层，设置在所述凹穴中以在所述水平方向上连接所述第一栅绝缘层与所述第二栅绝缘层。

9.根据权利要求8所述的器件，其中所述第二栅绝缘层的厚度大于所述第一和第三栅绝缘层的每个厚度。

10.根据权利要求3所述的器件，其中所述栅绝缘层具有插置在所述栅极和所述第二沟道部分之间的岛状结构。

11.根据权利要求1所述的器件：

其中所述可变电阻层包括配置为插入所述凹穴中的多个突起；以及

其中所述突起在所述竖直方向上不连续地布置在所述沟道上。

12.一种制造电阻式存储器件的方法，所述方法包括：

在基板上层叠绝缘层和牺牲层，所述绝缘层和牺牲层中限定有竖直孔；

使所述牺牲层水平地凹入以在所述竖直孔内形成凹穴；

在所述凹穴的内表面上形成沟道；

形成可变电阻层，该可变电阻层朝向所述凹穴延伸并且水平地交叉所述沟道；以及

用栅极代替所述牺牲层，

其中所述可变电阻层与所述栅极中的至少一个水平地重叠。

13.根据权利要求12所述的方法：

其中形成所述可变电阻层包括：用过渡金属氧化物填充包括所述沟道的所述竖直孔，以形成沿着所述竖直孔竖直延伸的竖直层以及从所述竖直层延伸并且朝向所述凹穴突出的突起；以及

其中所述可变电阻层设置在所述竖直孔中以沿着所述栅极的层叠方向竖直地延伸并且具有杯状结构或柱状结构，其中该杯状结构具有封闭的底部和敞开的顶部，该柱状结构完全填充所述竖直孔。