[发明专利]用于以较低成本形成垂直3D X-POINT存储器的新颖集成方案

说明书

一种三维交叉点存储堆叠包括多个纵向延伸的垂直柱，所述柱包括与电介质层垂直交替的金属层，所述金属层提供字线。该架构还包括沿柱的横向侧面垂直延伸的位线。纵向方向垂直于垂直方向，并且横向方向垂直于垂直方向和纵向方向。

技术领域

概括地说，本公开内容涉及三维电子存储器，并且更具体地涉及提高三维交叉点存储器中的存储单元的密度。

背景技术

通过改进工艺技术、电路设计、程序设计算法和制作工艺使平面存储单元缩小到了更小的尺寸。然而，随着存储单元的特征尺寸接近下限，平面工艺和制作技术变得更加有挑战性，而且成本更加高昂。因而，平面存储单元的存储密度接近上限。三维(3D)存储架构能够通过分层在单个器件中的多个平面的存储单元而解决平面存储单元中的密度限制。

发明内容

根据一个方面，一种三维交叉点存储堆叠体包括多个纵向延伸的垂直柱，所述柱包括与电介质层垂直交替的金属层，所述金属层提供字线。该架构还包括沿柱的横向侧面垂直延伸的位线。纵向方向垂直于垂直方向，并且横向方向垂直于垂直方向和纵向方向。

在一些布置中，通过电介质材料的块在纵向方向内将纵向相邻并且横向对齐的位线隔开。

在一些布置中，每一堆叠体内的金属层沿横向比垂直相邻的氧化物层窄。

在一些布置中，在每一堆叠体内的金属层的横向侧面上提供存储单元，并且存储单元延伸为与柱的横向侧面平齐并且接触位线。

在一些布置中，每一存储单元包括相变材料元件和双向阈值开关元件。

在一些布置中，电介质块延伸到柱的每一横向侧面内，并且在纵向方向内将各垂直对准并且横向对准的纵向相邻存储单元隔开。

在一些布置中，平面氧化物隔离壁跨越每一柱的横向居中平面沿垂直方向和纵向延伸。

根据另一方面，一种制造三维交叉点存储堆叠体的方法包括沉积交替的氧化物层和氮化物层，以形成垂直堆叠体，其中，垂直方向垂直于横向方向，并且纵向方向垂直于所述垂直方向和横向方向。该方法还包括：从该垂直堆叠体中切割出平行的纵向缝隙，以提供多个纵向延伸的垂直柱；以及通过去除氮化物层而在氧化物层之间提供空白空间。该方法进一步包括：在氧化物层之间的空白空间内设置纵向延伸的字线，其中，字线沿横向比氧化物层窄；在字线的横向侧面上设置存储单元，存储单元延伸至与柱的横向侧面平齐；以及在柱的横向侧面上向所述缝隙内设置垂直延伸的字线。

在一些布置当中，该方法包括：穿过该存储堆叠体切割出垂直狭槽，狭槽沿横向比所述缝隙宽并且与所述缝隙横向对齐；以及在切割所述缝隙之前采用电介质块填充所述狭槽。

在一些布置中，设置字线的步骤包括：采用金属填充氧化物层之间的空白空间；蚀刻所述金属，从而去除所述金属的处于柱的横向侧面上的任何金属，由此创建在柱中与氧化物层垂直交替的由所述金属构成的分立层；以及对由所述金属构成的分立层进行蚀刻，从而使由所述金属构成的分立层从柱的横向侧面横向向内凹陷。

在一些布置中，设置存储单元的步骤包括：在该堆叠体上沉积相变材料，从而使相变材料在氧化物层之间延伸，之后蚀刻掉处于柱的横向侧面上的任何相变材料；以及在该堆叠体上沉积双向阈值开关材料，从而使双向阈值开关材料在氧化物层之间延伸，之后蚀刻掉处于柱的横向侧面上的任何双向阈值开关材料。

附图说明

在参考下文对示例性实施例以及附图的描述进行考虑时，本公开内容的前述方面、特征和优点将被进一步理解，其中，类似的附图标记表示类似的元素。在对本公开内容的示例性实施例的描述当中，为了清楚的原因可以使用特定术语。然而，无意使本公开内容的各个方面局限于所使用的特定术语。

图1示出了存储架构的单元。

图2示出了根据示例性实施例的氧化物层和氮化物层的堆叠体。