[发明专利]存储元件及其制造方法和半导体存储装置

权利要求书

1.一种存储元件，包括：

第一电极；

第二电极，其形成在与所述第一电极相对的位置处；以及

可变电阻层，其形成为置于所述第一电极与所述第二电极之间；

其中，所述第一电极为管状物，并且形成为在与所述可变电阻层相反的一侧上比在所述可变电阻层的一侧上更厚。

2.根据权利要求1所述的存储元件，其中，

所述第一电极形成为从所述可变电阻层一侧到与所述可变电阻层相反的一侧逐渐地变厚。

3.根据权利要求1所述的存储元件，其中，

所述第一电极在与所述可变电阻层相反的一侧上的所述管状物的底面上具有连接到所述第一电极的底部电极。

4.根据权利要求1所述的存储元件，其中，

第三电极形成在所述第一电极的底部上。

5.根据权利要求4所述的存储元件，其中，

所述第三电极在与所述第一电极相接触的一侧的上表面的面积等于或大于所述第一电极的所述底部的面积。

6.根据权利要求1所述的存储元件，其中，

绝缘膜形成在所述第一电极的内部和侧面周边部分，并且所述绝缘膜的表面与所述第一电极的表面形成在相同平面中。

7.根据权利要求1所述的存储元件，其中，

绝缘膜形成在所述第一电极的内部和侧面周边部分，并且所述第一电极的上部形成为从所述绝缘膜的表面突出。

8.根据权利要求1所述的存储元件，其中，

所述第一电极由钛、氮化钛、钨、氮化钨、铜或硅基半导体材料中的一种形成。

9.根据权利要求1所述的存储元件，其中，

所述可变电阻层包括

存储层，其形成在所述第一电极的一侧上，以及

离子源层，其形成在所述第二电极的一侧上并且将金属离子供应到所述存储层或者接收供应到所述存储层的金属离子，并且

所述离子源层具有从铜、银和锌中选择的一种元素以及从碲、硫和硒中选择的一种元素。

10.根据权利要求9所述的存储元件，其中

所述存储层由氧化钆、氧化钽、氧化铌、氧化铝、氧化铪、氧化锆中的一者以及氧化钆、氧化钽、氧化铌、氧化铝、氧化铪、氧化锆的混合材料形成。

11.根据权利要求1所述的存储元件，其中

所述可变电阻层由固体电解质膜形成。

12.根据权利要求1所述的存储元件，其中

所述可变电阻层由金属氧化物膜形成。

13.一种制造存储元件的方法，所述方法包括以下步骤：

在具有第三电极的层间绝缘膜中形成到达所述第三电极的孔，所述第三电极形成在所述层间绝缘膜中；

在所述孔的内表面上以及所述层间绝缘膜的表面上形成电极形成膜；

通过对所述电极形成膜进行回蚀并且在所述孔的侧壁上留下所述电极形成膜，使得所述电极形成膜在所述孔的底部一侧上比在所述孔的开口部一侧上更厚，形成第一电极；

将绝缘膜埋入所述孔中；

在所述层间绝缘膜上形成与所述第一电极的上部相连接的可变电阻层；并且

在所述可变电阻层上形成第二电极。

14.根据权利要求13所述的制造存储元件的方法，其中

在对所述电极形成膜进行回蚀时，所述回蚀在所述电极形成膜残留在所述孔的底部的状态下停止，并且通过化学机械研磨将所述层间绝缘膜上的所述电极形成膜移除。

15.根据权利要求13所述的制造存储元件的方法，还包括以下步骤：

在将所述绝缘膜埋入的步骤之后，通过移除所述层间绝缘膜和所述绝缘膜的上部，所述第一电极的尖端部分从所述层间绝缘膜和所述绝缘膜的表面突起。

16.一种半导体存储装置，包括：

选择晶体管，其由形成在半导体衬底上的绝缘栅场效应晶体管组成；

层间绝缘膜，其覆盖形成在所述半导体衬底上的所述选择晶体管；以及

存储元件，其形成在所述层间绝缘膜上；

其中，所述存储元件包括：

第一电极，其形成在所述层间绝缘膜上；

第二电极，其形成在与所述第一电极相对的位置处；以及

可变电阻层，其形成为置于所述第一电极与所述第二电极之间；

所述第一电极为管状物，并且形成为在与所述可变电阻层相反的一侧上比在所述可变电阻层的一侧上更厚，并且

形成在所述半导体衬底中所述选择晶体管的栅电极的两侧的扩散层中的一者与所述第一电极相连接。