[发明专利]包括数据存贮材料图案的半导体器件及其制造方法

说明书

提供了一种半导体器件及其制造方法。所述半导体器件包括：基体结构，包括半导体基底；第一导电结构，设置在基体结构上，并且在第一方向上延伸，第一导电结构包括下层，并且下层之中的至少一个下层包括碳；数据存贮材料图案，设置在第一导电结构上。所述半导体器件还包括：中间导电图案，设置在数据存贮材料图案上并且包括中间层，中间层之中的至少一个中间层包括碳；开关材料图案，设置在中间导电图案上；以及开关上电极图案，设置在开关材料图案上并且包括碳。所述半导体器件还包括：第二导电结构，设置在开关上电极图案上，并且在与第一方向交叉的第二方向上延伸；以及孔间隔件，设置在数据存贮材料图案的侧表面上。

本申请基于并要求于2019年6月7日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0067441号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。

技术领域

公开涉及一种包括数据存贮材料图案的半导体器件。

背景技术

为了在诸如存储器器件等的半导体器件中实现高性能和低功耗，已经开发了诸如相变随机存取存储器(PRAM)、电阻随机存取存储器(RRAM)等的下一代存储器器件。这样的下一代存储器器件可以具有根据电流或电压而改变的电阻值，并且使用即使当电流供应或电压供应被中断时也能够保持电阻值的数据存贮材料来形成。

发明内容

根据实施例，一种半导体器件包括：基体结构，包括半导体基底；第一导电结构，设置在所述基体结构上并且在第一方向上延伸，所述第一导电结构包括下层，并且所述下层之中的至少一个下层包括碳；以及数据存贮材料图案，设置在所述第一导电结构上。所述半导体器件还包括：中间导电图案，设置在所述数据存贮材料图案上并且包括中间层，所述中间层之中的至少一个中间层包括碳；开关材料图案，设置在所述中间导电图案上；以及开关上电极图案，设置在所述开关材料图案上并且包括碳。所述半导体器件还包括：第二导电结构，设置在所述开关上电极图案上，并且在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸；以及孔间隔件，设置在数据存贮材料图案的侧表面上。数据存贮材料图案的侧表面设置在所述孔间隔件的整个侧表面上。

根据实施例，一种半导体器件包括：基体结构，包括半导体基底；第一导电结构，设置在所述基体结构上，并且在第一方向上延伸，所述第一导电结构包括下层，并且所述下层之中的至少一个下层包括碳；以及数据存贮材料图案，设置在所述第一导电结构上。所述半导体器件还包括：中间导电图案，设置在所述数据存贮材料图案上并且包括中间层，所述中间层之中的至少一个中间层包括碳；开关材料图案，设置在所述中间导电图案上；以及开关上电极图案，设置在所述开关材料图案上并且包括碳。所述半导体器件还包括：第二导电结构，设置在所述开关上电极图案上，并且在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸。所述中间层之中的包括碳的所述至少一个中间层的宽度大于所述开关上电极图案的宽度。

根据实施例，一种制造半导体器件的方法包括以下步骤：形成包括半导体基底的基体结构；在所述基体结构上形成第一导电结构，所述第一导电结构在第一方向上延伸，所述第一导电结构包括下层，并且所述下层之中的至少一个下层包括碳；以及在所述第一导电结构上形成层间绝缘层。所述方法还包括以下步骤：形成穿过所述层间绝缘层的孔；在所述孔的内壁上形成孔间隔件；以及通过用数据存贮材料填充所述孔，在所述第一导电结构和所述孔间隔件上形成数据存贮材料图案。所述方法还包括以下步骤：在所述数据存贮材料图案上形成中间导电图案，所述中间导电图案包括中间层，并且所述中间层之中的至少一个中间层包括碳；在所述中间导电图案上形成开关材料图案；以及在开关材料图案上形成开关上电极图案。所述方法还包括：在所述开关上电极图案上形成第二导电结构，所述第二导电结构在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸。

附图说明

图1是根据实施例的半导体器件的平面图。

图2示出了图1的半导体器件的分别沿着图1中的线I-I'和线II-II'截取的剖视图。

图3是图2的半导体器件的由图2中的'A'指示的部分处的局部放大图。