[发明专利]三维可变电阻存储器件及其制造方法

说明书

一种可变电阻存储器件，包括：多个单元栅电极，以第一方向延伸，其中所述单元栅电极以第二方向层叠，第二方向实质垂直于第一方向。栅绝缘层，围绕所述多个单元栅电极的各单元栅电极，以及单元漏极区，形成于所述单元栅电极的各单元栅电极的两测上。沟道区，沿着所述单元栅电极的层叠以第二方向延伸，以及可变电阻层，接触沟道层。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年4月25日提交的申请号为10-2013-0046090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

本发明涉及一种可变电阻存储器件、一种制造可变电阻存储器件的方法、以及一种操作可变电阻存储器件的方法。

背景技术

近来，使用电阻材料的电阻式存储器件已被提议，且已经提议该电阻存储器件可以包括相变随机存取存储器(phase-change random access memories,PCRAMs)、电阻随机存取存储器(resistance random access memories,ReRAMs)或磁阻随机存取存储器(magentoresistive random access memories,MRAMs)。

电阻式存储器件可以包括开关器件和电阻器件，且可以根据电阻器件的状态来储存数据“0”或数据“1”。

甚至在电阻式存储器件中，首选要改善集成密度，并且在有限的区域中集成尽可能多的存储器单元。

近来，可变电阻存储器件亦配置为三维结构，但是急需稳定层叠多个具有较小临界尺寸(critical dimension,CD)的存储器单元的方法。

发明内容

一示例性可变电阻存储器件。该可变电阻存储器件可以包括：半导体衬底；公共源极区，形成于半导体层上；沟道层，实质垂直于半导体衬底的表面而形成，沟道层被选择性地连接至公共源极区；多个单元栅电极，沿着沟道层的侧而形成；栅绝缘层，围绕所述多个单元栅电极的各单元栅电极而形成；单元漏极区，位于所述多个单元栅电极的各单元栅电极之间；可变电阻层，沿着沟道层的另一侧而形成；以及位线，电连接至沟道层与可变电阻层。

制造可变电阻存储器件的一示例性方法。方法可以包括以下步骤：在半导体衬底上形成公共源极线；在公共源极区上形成选择开关；在所述选择开关之上，通过将多个具有第一刻蚀选择性的第一层间绝缘层与多个具有第二刻蚀选择性的第二层间绝缘层交替层叠来在半导体衬底上形成绝缘结构，所述第二刻蚀选择性不同于所述第一刻蚀选择性；在绝缘结构中形成通孔以暴露所述串选择开关；通过去除所述多个第一层间绝缘层的透过通孔而暴露的部分来形成空间部分；在各空间部分中形成单元漏极区；在各通孔中，沿着限定各通孔的表面形成沟道层；选择性地去除所述多个第二绝缘层来形成多个开口；在所述多个开口的各开口中形成栅绝缘层；在所述多个开口的各开口中形成单元栅电极，使得各单元栅电极被栅绝缘层围绕；在沟道层的表面上形成可变电阻层；于通孔中形成绝缘层；以及形成位线，以电连接至沟道层与可变电阻层。

一示例性可变电阻存储器件可以包括：以第一方向延伸的多个单元栅电极，其中所述多个单元栅电极以第二方向层叠，第二方向实质垂直于第一方向；栅绝缘层，围绕所述多个单元栅电极的各单元栅电极；单元漏极区，形成于所述多个单元栅电极的各单元栅电极的两侧；沟道层，沿着所述多个单元栅电极的层叠以第二方向延伸；以及可变电阻层，接触沟道层。