[发明专利]可变电阻存储器件及其制造方法

权利要求书

1.一种可变电阻存储器件，包括：

有源区，所述有源区在半导体衬底中由隔离层限定；

所述半导体衬底中的沟槽，所述沟槽沿与所述有源区相交叉的方向延伸；

电介质层和字线，所述电介质层和所述字线层叠在所述沟槽中；

结区，所述结区形成在位于所述沟槽两侧的有源区中；以及

可变电阻图案，所述可变电阻图案插入在所述字线与所述结区之间，

其中，字线沿垂直于半导体衬底的上表面的方向层叠为多个层，

其中，电介质层插入在字线之间。

2.如权利要求1所述的可变电阻存储器件，其中，所述可变电阻图案覆盖所述字线的侧面和底部。

3.如权利要求1所述的可变电阻存储器件，其中，所述可变电阻图案包括电阻通过空位或离子的迁移或通过相变而改变的物质。

4.如权利要求3所述的可变电阻存储器件，其中，所述可变电阻图案包括选自氮氧化物层、过渡金属氧化物、基于钙钛矿的物质、以及基于硫族化合物的物质中的至少任何一种。

5.如权利要求1所述的可变电阻存储器件，其中，所述沟槽具有像灯泡的形状。

6.如权利要求5所述的可变电阻存储器件，其中，具有像灯泡形状的所述沟槽的球形部分用所述电介质层填充。

7.如权利要求1所述的可变电阻存储器件，其中，所述结区形成得比所述沟槽的深度浅。

8.如权利要求1所述的可变电阻存储器件，还包括：

接触插塞，所述接触插塞与所述结区连接；以及

位线，所述位线与所述接触插塞连接，并沿与所述字线相交叉的方向延伸。

9.如权利要求1所述的可变电阻存储器件，

其中，所述字线包括第一字线和第二字线，所述第二字线形成在所述第一字线之上，所述电介质层插入在所述第一字线和所述第二字线之间，以及

其中，所述可变电阻存储器件还包括：

第一接触插塞，所述第一接触插塞与所述第一字线连接；

间隔件层，所述间隔件层插入在所述第一接触插塞与所述第二字线之间；以及

第二接触插塞，所述第二接触插塞与所述第二字线连接。

10.如权利要求9所述的可变电阻存储器件，其中，所述第一接触插塞和所述第二接触插塞沿与所述第一字线和所述第二字线相交叉的方向交替地布置。

11.一种制造可变电阻存储器件的方法，包括以下步骤：

在半导体衬底中形成隔离层以限定有源区；

在所述半导体衬底中限定沿与所述有源区相交叉的方向延伸的沟槽；

在所述沟槽中顺序地形成可变电阻图案和字线；以及

在位于所述沟槽两侧的有源区中形成结区。

12.如权利要求11所述的方法，其中，形成所述可变电阻图案和所述字线的步骤包括以下步骤：

在所述沟槽的内壁之上形成可变电阻层；

在所述可变电阻层之上形成用于字线的导电层以填充所述沟槽；以及

回刻蚀所述可变电阻层和所述用于字线的导电层。

13.如权利要求11所述的方法，其中，形成所述可变电阻图案和所述字线的步骤包括以下步骤：

在所述沟槽中顺序地形成第一可变电阻图案和第一字线；

在所述第一可变电阻图案和所述第一字线之上形成电介质层；以及

在形成有所述电介质层的所述沟槽中顺序地形成第二可变电阻图案和第二字线。

14.如权利要求11所述的方法，其中，所述可变电阻图案由电阻通过空位或离子的迁移或通过相变而改变的物质形成。

15.如权利要求14所述的方法，其中，形成所述可变电阻图案的步骤包括以下步骤：

在所述沟槽的内壁上形成氮化物层；以及

部分地或完全地氧化所述氮化物层。

16.如权利要求11所述的方法，其中，限定所述沟槽的步骤包括以下步骤：

通过选择性地和各向异性地刻蚀所述有源区和所述隔离层的一部分来限定初次沟槽；

在所述初次沟槽的侧壁上形成牺牲层；以及

通过各向同性地刻蚀所述初次沟槽的下端部来限定二次沟槽。