[发明专利]相变随机存取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11月29日向韩国专利局提交的申请号为10-2011-0126144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

本发明涉及一种相变随机存取存储器件（phase-change random access memory,PCRAM），更具体而言，涉及一种PCRAM器件及其制造方法。

背景技术

随着低功耗的要求，已经研究了具有非易失性和无刷新属性的下一代存储器件。下一代存储器件中的PCRAM器件包括连接在彼此交叉的字线和位线的交叉点处的开关元件、与开关元件电连接的下电极、形成在下电极上的相变层、以及形成在相变层上的上电极。

在现有的PCRAM器件中，在写入电流流经开关元件和下电极时，在相变层与下电极的界面处产生焦耳热。产生的焦耳热将相变层相变成非晶状态或结晶状态。因此，现有的PCRAM器件利用相变层的非晶状态与结晶状态之间的电阻差来储存数据。

然而，在现有的PCRAM器件中，在写入电流流动时产生的焦耳热影响相邻单元的相变层。

对相邻单元的影响通常被称作热干扰。近年来，当半导体存储器件高度集成时，热干扰对相邻单元的影响增加。

图1A和图1B是说明现有的PCRAM器件的热干扰的图。

如图1A和图1B所示，现有的PCRAM器件包括：形成在开关元件（未示出）上的下电极10、形成在下电极10上的相变层20、以及形成在相变层20上的上电极30。附图标记40表示绝缘层。

如图1A所示，如果在将数据“1”写入单元B时即单元B处于高电阻状态时，对单元A写入，则在单元A（见图1B）的下电极10与相变层20之间的界面处产生焦耳热，且因而，在单元B中非晶状态的相变材料图案被结晶。因此，单元B的电阻减小。

在现有的PCRAM器件中产生的热干扰可能会引起故障，且因而现有的PCRAM器件的可靠性降低。

发明内容

一个或更多个示例性实施例提供了一种能通过防止产生热干扰而改善PCRAM器件的可靠性的PCRAM器件及其制造方法。

根据示例性实施例的一个方面，提供了一种PCRAM器件。所述PCRAM器件可以包括：半导体衬底；形成在半导体衬底上的开关元件；形成在开关元件上的多个相变结构；以及掩埋在所述多个相变结构之间的吸热层，其中，所述多个相变结构与吸热层绝缘。

根据示例性实施例的另一方面，提供了一种制造PCRAM器件的方法。所述方法可以包括以下步骤：提供半导体衬底；在半导体衬底上形成开关元件；在开关元件上形成多个相变结构；以及在所述多个相变结构之间形成吸热层。

根据示例性实施例的另一方面，提供了一种PCRAM器件。所述PCRAM器件可以包括：半导体衬底；形成在半导体衬底上的多个开关元件；掩埋在所述多个开关元件之间的第一吸热层，其中，所述多个开关元件与第一吸热层绝缘；形成在所述多个开关元件上的多个相变结构；以及形成在掩埋于所述多个相变结构之间的第一吸热层上的第二吸热层，其中，所述多个相变结构与第二吸热层绝缘。

根据示例性实施例的另一方面，提供了一种制造PCRAM器件的方法。所述方法可以包括以下步骤：提供半导体衬底；在半导体衬底上形成开关元件和下电极；在开关元件和下电极的侧壁上形成第一绝缘层；在第一绝缘层之间形成第一吸热层到与开关元件相对应的高度；在开关元件上形成相变层和上电极；在相变层和上电极的侧壁上形成第二绝缘层；以及将与第一吸热层连接的第二吸热层形成到与下电极和相变层相对应的高度。

在以下标题为“具体实施方式”的部分描述这些和其它的特点、方面以及实施例。

附图说明

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

图1A和图1B是说明在一般的PCRAM器件中热干扰现象的图；

图2是说明根据本发明的第一示例性实施例的PCRAM器件的配置的图；

图3A至图3E是顺序说明制造根据本发明的第一示例性实施例的PCRAM器件的方法的图；

图4是说明根据本发明的第二示例性实施例的PCRAM器件的配置的图；以及

图5A至图5J是顺序说明制造根据本发明的第二实施例的PCRAM器件的方法的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图更详细地描述示例性实施例。