[发明专利]电阻转换存储器装置及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及一种存储器装置，尤其涉及一种电阻转换 存储器装置；同时，本发明还涉及上述电阻转换存储器装置的制造工艺。

背景技术

当代数据量随着信息化的进一步深入得到爆发式的增长，因此，存储器的容 量越来越高。在半导体存储器的应用中，随着摩尔定律的发展，半导体存储器的 容量不断地提升，并且新型的存储器也是层出不穷。作为下一代非易失性半导体 通用存储器的重要候选，电阻转换存储器日益受到重视，其中相变存储器已经开 始量产，而另外一种电阻存储器——电阻随机存储器也吸引了众多关注的目光。 在这两种电阻转换存储器中，为了提升存储器的容量，在缩小存储单元的同时， 无一例外地在选通器件上做足了文章，面积较小的二极管在密度上具有明显的优 势，因此在高密度电阻存储器的应用中占据了很大的优势，受到了很多公司的青 睐。

在已有的技术中，有采用外延法制造二极管(例如三星公司)，该方法制造 得到的二极管性能优越，但是该方法的成本较高，较高的温度也限制了某些工艺 的开展。

此外，也有人提出了一些新型的结构，例如在丹尼尔·徐的发明专利中就揭 示了一种双浅沟道隔离的二极管阵列选通的相变存储器(中国专利公开号： CN1533606A)，这种存储器结构的特点是二极管由两组相互正交(垂直)的浅沟 道分隔开，通过垂直的双浅沟道隔离得到的二极管呈现矩形结构，双浅沟道通过 氧化物隔离开。但该方法还有待改进，在现有的技术节点中，该结构在半导体工 艺上实现有较大的困难，获得的结构性能可能会有缺陷，例如会有较大的串扰电 流，并且获得二极管的驱动能力可能不够，并且该方面不利于降低器件的成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种电阻转换存储器装置，解决现有技 术的不足之处。

此外，本发明还提供上述电阻转换存储器装置的制造工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明揭示一种由非正交浅沟道隔离形成而存储器装置，装置中的二极管是 由两组非正交(垂直)的浅沟道分隔开，两个相交的浅沟道的中心线的夹角并不 为直角，其角度在45度和90度之间，形成的二极管的俯视图位呈现非矩形的平 行四边形形状。为了达到所需要的电学条件，第一浅沟道的深度普遍超过1微米， 典型的深度为1.5微米，此深度相对于第一浅沟道的宽度(典型宽度为100nm 左右)有很高的深高比，大于10的深高比如果采用氧化物的填充法基本不可行， 必须要采用多晶硅作为双浅沟道的填充隔离。而且，本发明的应用领域并不局限 于相变存储器，同样可以应用到其他电阻存储器中。

一种电阻转换存储器装置，通过双浅沟道隔离形成二极管阵列，深度不同的 第一浅沟道与第二浅沟道非正交相交；第一浅沟道将第一导电类型的重掺杂导电 半导体线分隔开，形成多根半导体线；第二浅沟道则在同一重掺杂导电半导体线 上方隔离形成多个二极管；二极管对应所需选通的电阻转换存储器单元。

作为本发明的一种优选方案，所述重掺杂导电半导体线的上方还包含导电通 孔。

作为本发明的一种优选方案，所述第一浅沟道与第二浅沟道非正交相交，两 浅沟道中心线之间的夹角在45度到89度之间。

作为本发明的一种优选方案，所述双浅沟道采用绝缘材料形成电学隔离结 构；绝缘材料为多晶硅，或为氧化物和氮化物中的一种或多种。

作为本发明的一种优选方案，所述第一浅沟道的深度要深于第二浅沟道的深 度；较深的第一浅沟道将第一导电类型的重掺杂导电半导体线分隔开，形成多根 半导体线；较浅的第二浅沟道则在同一重掺杂导电半导体线上方隔离形成多个二 极管。

作为本发明的一种优选方案，第一浅沟道的深度在700nm到5000nm之间， 深度足够以形成分立的重掺杂导电半导体线，使重掺杂导电半导体线之间具有较 差的导电性。

作为本发明的一种优选方案，第二浅沟道的深度在350nm到3000nm之间， 深度要至少达到重掺杂导电半导体线的顶部，在重掺杂导电半导体线上方形成分 立的二极管。

作为本发明的一种优选方案，由第一浅沟道和第二浅沟道隔离得到的二极管 的俯视图形状为非矩形的平行四边形。

作为本发明的一种优选方案，多个二极管共享一根重掺杂导电半导体线。

作为本发明的一种优选方案，所述的电阻转换存储器为相变存储器或电阻随 机存储器。