[发明专利]具有低单元泄露的高密度存储器器件及其形成方法

说明书

一种存储器器件包括：轨条结构的第一阵列，沿第一水平方向延伸，其中轨条结构中的每一者被形成为作为底部电极；以及轨条结构的第二阵列，在侧向上沿第二水平方向延伸且在侧向上沿第一水平方向间隔开。第二阵列中的轨条结构中的每一者被形成为作为顶部电极。存储器器件还包括：连续的介电存储层，位于轨条结构的第一阵列与轨条结构的第二阵列之间。所述连续的介电存储层提供对第一阵列的轨条结构与第二阵列的轨条结构之间的电流泄漏的保护。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体装置及其形成方法，具体来说，涉及具有低单元泄露的高密度存储器器件及其形成方法。

背景技术

电阻式存储器器件(resistive memory device)采用一种可通过提供不同水平的电阻来提供至少两种电阻状态的存储器元件。制作具有电阻式存储器元件的存储器器件的一些方法导致存储单元具有高电流泄漏。其他方法会减少电流泄漏但会抑制电阻式存储器器件的缩放。

发明内容

在一些实施例中，一种存储器器件包括轨条结构的第一阵列、所述轨条结构的第二阵列及连续的介电存储层。轨条结构的第一阵列沿第一水平方向延伸且在侧向上沿第二水平方向间隔开，其中所述第一阵列中的每一所述轨条结构包括底部电极。轨条结构的第二阵列在侧向上沿所述第二水平方向延伸且在侧向上沿所述第一水平方向间隔开，其中所述第二阵列中的每一所述轨条结构包括顶部电极。连续的介电存储层位于所述轨条结构的所述第一阵列与所述轨条结构的所述第二阵列之间，其中所述连续的介电存储层跨越所述轨条结构的所述第一阵列及所述轨条结构的所述第二阵列的整个长度及宽度。

在一些实施例中，一种存储器器件包括至少两个邻近的电阻式随机存取存储单元以及连续的介电存储层，其中所述至少两个邻近的电阻式随机存取存储单元中的每一者包括第一轨条结构，所述第一轨条结构沿第一水平方向延伸且在侧向上沿第二水平方向与邻近的第一轨条结构间隔开，其中所述第一轨条结构中的每一者包括底部电极，所述至少两个邻近的电阻式随机存取存储单元中的每一者包括第二轨条结构，所述第二轨条结构在侧向上沿所述第二水平方向延伸且在侧向上沿所述第一水平方向与邻近的第二轨条结构间隔开，其中所述第二轨条结构中的每一者包括顶部电极。连续的介电存储层形成在所述第一轨条结构与所述第二轨条结构之间，其中所述连续的介电存储层包含电阻式开关材料且跨越所述第一轨条结构及所述第二轨条结构的整个长度及宽度。

在一些实施例中，一种形成存储器器件的方法包括在衬底之上形成沿第一水平方向延伸的轨条结构的第一阵列、形成位于所述轨条结构的第一阵列之上的连续的介电存储层、以及在所述连续的介电存储层之上形成所述轨条结构的第二阵列，其中所述轨条结构的所述第二阵列在侧向上沿第二水平方向延伸且在侧向上沿所述第一水平方向间隔开。所述连续的介电存储层包括跨越所述轨条结构的所述第一阵列及所述轨条结构的所述第二阵列的整个长度及宽度的板状，所述轨条结构的所述第一阵列中的每一者包括底部电极及所述轨条结构的所述第二阵列中的每一者包括顶部电极。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1A是根据本公开实施例的在形成电阻式存储器元件的阵列之前期间的第一示例性结构的垂直剖视图。

图1B是根据本公开实施例的在形成电阻式存储器元件的阵列之后期间的第一示例性结构的垂直剖视图。

图1C是根据本公开实施例的在形成上部层级金属内连结构(upper-level metalinterconnect structure)之后期间的第一示例性结构的垂直剖视图。

图2A是在沉积连续的底部电极层、硬掩模层及光刻胶层之后的存储器阵列区的一部分的垂直剖视图。

图2B是示出光刻胶层的图案化的存储器阵列区的部分的垂直剖视图。