[发明专利]具有多级单元的相变存储器件及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年10月20日向韩国知识产权局提交的韩国申请号为10-2011-0107632的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明构思涉及一种非易失性存储器件及其制造方法，更具体而言，涉及一种包括多级单元(multi-level cell)的相变存储器件及其制造方法。

背景技术

已经对诸如相变存储器件的非易失性存储器件进行了研究，以在最少化单元形状的修改的同时实现多级单元。

已经提出了这样一种技术，将逐步写入电压提供给相变存储器件的位线以改变相变材料的相变程度，由此实现多级。

然而，在如图1所示的相关技术的相变存储器件中，由于相变材料层被形成为与位线20重叠，并且密集地形成与一个相变线10接触的加热电极BEC1、BEC2和BEC3，所以因相邻单元cell1、cell2和cell3的影响而难以精确实现多级。

发明内容

根据示例性实施例的一个方面，一种相变存储器件包括：第一相变材料层，从加热电极向所述第一相变材料层提供电流；以及第二相变材料层，所述第二相变材料层被形成为与所述第一相变材料层具有连续性且具有与所述第一相变材料层不同的宽度，并且从加热电极向所述第二相变材料层提供电流。

根据示例性实施例的另一方面，一种相变存储器件包括：第一相变区，所述第一相变区具有第一直径且在第一条件下发生相变；和第二相变区，所述第二相变区相对于所述第一相变区连续地向上延伸，具有比所述第一直径大的第二直径，并且在不同于所述第一条件的第二条件下发生相变。

根据示例性实施例的另一个方面，一种制造相变存储器件的方法包括以下步骤：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成具有接触孔的层间绝缘层；在所述接触孔的侧壁上形成厚度比所述层间绝缘层小的间隔件；以及在所述接触孔内掩埋相变材料层。

根据示例性实施例的另一个方面，一种制造相变存储器件的方法包括以下步骤：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成具有接触孔的层间绝缘层；在所述接触孔的侧壁上形成间隔件；在所述接触孔内掩埋第一相变材料层；在所述第一相变材料层上形成第二相变材料层和导电层；以及将所述导电层和所述第二相变材料层图案化成位线的形式。

在以下标题为“具体实施方式”的部分中描述这些和其它的特征、方面和实施例。

附图说明

从如下结合附图的详细描述中将更加清楚地理解本发明的主题的以上和其它的方面、特征和优点，其中：

图1是说明一般相变存储器件的驱动的示意性截面图；

图2是说明根据本发明构思的一个示例性实施例的相变存储器件的截面图；

图3是示出根据本发明构思的一个示例性实施例的相变存储器件中的根据电流施加的电阻水平的曲线图；

图4A至4C是说明根据本发明构思的一个示例性实施例的制造相变存储器件的方法的工艺的截面图；

图5是说明根据另一个示例性实施例的相变存储器件的截面图；

图6是根据本发明构思的另一个示例性实施例的相变存储器件的立体图；

图7A和7B是说明根据本发明构思的另一个示例性实施例的相变存储器件的示图；

图8是示出根据本发明构思的示例性实施例的相变存储器件的驱动的曲线图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述示例性实施例。

本文参照示例性实施例(和中间结构)的示例性说明的截面图来描述示例性实施例。如此，可以预期形状变化是例如制造技术和/或公差的结果。因而，示例性实施例不应该被解释为限于本文所说明区域的具体形状，但可以包括例如源自制造的形状偏差。在附图中，为了清楚起见，可以夸大层和区域的长度和尺寸。相同的附图标记在附图中表示相同的元件。也可以理解的是，当提及一个层在另一层或衬底“上”时，其可以直接在另一层或衬底上，或也可以存在中间层。

参见图2，在所得半导体衬底100上形成具有相变区PC的层间绝缘层110。相变区PC以孔型包括在层间绝缘层中。

在相变区PC的底部，即在所得半导体衬底100的表面和周围处的相变区PC的部分中，形成加热电极120。加热电极120可包括具有高电阻率的导电材料。可以将加热电极120设置在层间绝缘层110之下。