[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

公开了一种半导体器件。该半导体器件包括第一字线、第一位线，模制膜和第一存储单元。第一位线与第一字线的方向交叉并且与第一字线隔开。模制膜填充第一字线与第一位线之间的空间。第一存储单元在模制膜中并且在第一字线与第一位线之间。第一存储单元包括在第一字线上的第一下电极、在第一下电极上的第一相变膜、在第一相变膜上的第一中间电极、在第一中间电极上的第一双向阈值开关(OTS)以及在第一OTS和第一位线之间的第一上电极。第一下电极的电阻率在约1至约30mΩ·cm的范围内。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月31日提交的题为“半导体器件和制造半导体器件的方法(Semiconductor Device and Method for Fabricating the Same)”的韩国专利申请No.10-2017-0041966的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本文所述的一个或多个实施例涉及一种半导体器件和用于制造半导体器件的方法。

背景技术

已经开发了各种半导体存储器件。当电力中断时，易失性半导体存储器件丢失存储的信息。即使当电力中断时，非易失性半导体存储器件也保持存储的信息。具有堆叠栅极结构的闪存器件经常用作非易失性存储器件。

近来，已经提出使用电阻材料的非易失性存储器件来代替闪存器件。一种类型的使用电阻材料的非易失性存储器件是相变随机存取存储器(PRAM)。这种类型的存储器包括相变材料，在施加写电流时被加热并被冷却下来以转变成结晶态或非晶态。在驱动相变存储器件时，使相变材料非晶化的写电流的量值消耗大量的功率。

发明内容

根据一个或多个实施例，半导体器件包括：第一字线，沿第一方向延伸；第一位线，沿与第一方向交叉的第二方向延伸，并且沿与第一方向和第二方向交叉的第三方向与第一字线间隔开；第一存储单元，在所述第一字线与所述第一位线之间沿所述第三方向延伸，其中所述第一存储单元包括：在所述第一字线上的第一下电极、在所述第一下电极上的第一相变膜、在所述第一相变膜上的第一中间电极、在所述第一中间电极上的第一开关以及在所述第一开关上的第一上电极，并且其中第一下电极的电阻率在约1至约30mΩ·cm的范围内。

根据一个或多个其他实施例，半导体器件包括：第一字线，沿第一方向延伸；第二字线，所述第二字线沿所述第一方向并在所述第一字线上方平行于所述第一字线延伸；第一位线，沿与所述第一方向交叉的第二方向并在所述第一字线和所述第二字线之间延伸；第一存储单元，在第一字线和第一位线之间沿竖直方向取向。第一存储器单元包括在第一字线上的第一下电极、在第一下电极上的第一相变膜、在第一相变膜上的第一开关以及在第一开关和第一位线之间的第一上电极，其中，所述第一下电极的电阻率在约1至约30mΩ·cm的范围内；以及第二存储单元，在所述第二字线和所述第一位线之间沿竖直方向取向，其中所述第二存储单元包括在所述第一位线上的第二下电极、在所述第二下电极上的第二相变膜、在所述第二相变膜上的第二开关以及在所述第二开关与所述第二字线之间的第二上电极，其中所述第二下电极的电阻率在约1至约30mΩ·cm的范围内。

根据一个或多个其他实施例，半导体器件包括：第一字线，沿第一方向延伸；第一位线，沿与第一方向交叉的第二方向延伸，并且沿与第一和第二方向交叉的第三方向与第一字线间隔开；第二位线，与所述第一位线处于同一水平面处且沿所述第一方向与所述第一位线间隔开；第一存储单元，在第一字线和第一位线之间沿第三方向形成。

第一存储单元包括在所述第一字线上的第一下电极、在所述第一下电极上的第一相变膜、在所述第一相变膜上的第一中间电极、在所述第一中间电极上的第一开关以及介于所述第一开关与所述第一位线之间的第一上电极，其中所述第一下电极包括Si含量为约5at.％至约55at.％的TiSiN；以及第二存储单元，在第一字线和第二位线之间沿第三方向取向。