[发明专利]三维电阻式存储器及其形成方法

说明书

本发明提供一种三维电阻式存储器及其形成方法。所述三维电阻式存储器包含电阻开关柱、设置于电阻开关柱内的电极柱、邻近电阻开关柱的堆叠的位线、在位线的每一个与电阻开关柱之间的多个侧壁接触件、以及延伸穿过堆叠的位线的选择器柱。前述位线彼此被绝缘层垂直分开。前述选择器柱接触侧壁接触件的每一个。

技术领域

本发明有关于三维电阻式存储器及其形成方法。

背景技术

电阻式随机存取存储器(resistive random access memory，RRAM)是一种非易失性存储器。由于RRAM具有多个优点，其包含结构简单、操作电压低、操作时间快、多比特储存、低成本、耐用性好，所以最近已广泛地开发RRAM。常用的RRAM的基本结构由一个晶体管和一个电阻器(1T1R)所构成。可借由改变所施加的偏压来改变电阻器的电阻值，如此一来装置可处于高电阻状态或低电阻状态，借此辨识0或1的数字信号。

非易失性存储器正在扩展为三维状态，以借由增加每单位面积的储存比特来有效地减少单元(cell)尺寸。一种常见的三维存储器是交叉点阵列存储器。然而，交叉点阵列存储器的形成方法复杂且昂贵，因为它需要对各个装置层反复进行图案化。再者，未选择的存储器单元的潜电流和意外的RESET或SET干扰可能会发生，因此损害了装置的可靠性。

尽管现有的三维电阻式存储器及其制造方法已经足够用于它们的预期目的，但它们在所有方面都不是完全令人满意的。因此，到目前为止，仍有一些关于三维电阻式存储器的技术的问题需要克服。

发明内容

本发明的一些实施例提供一种三维电阻式存储器。三维电阻式存储器包含电阻开关柱、设置于电阻开关柱内的电极柱、邻近电阻开关柱的堆叠的位线、在位线的每一个与电阻开关柱之间的多个侧壁接触件、以及延伸穿过堆叠的位线的选择器柱。前述位线彼此被绝缘层垂直分开。前述选择器柱接触侧壁接触件的每一个。

本发明的一些实施例提供一种三维电阻式存储器的形成方法。此方法包含形成堆叠结构于衬底上，其中堆叠结构包含交替堆叠的多个导电层和多个绝缘层；将堆叠结构图案化，以形成第一堆叠部和与第一堆叠部垂直的第二堆叠部，其中从俯视图的角度，第一堆叠部及第二堆叠部形成T形，且其中第一堆叠部包含彼此被绝缘层垂直分开的堆叠的位线，且该第二堆叠部包含彼此被绝缘层垂直分开的多个侧壁接触件；形成以第一堆叠部和第二堆叠部为边界的隔离层于衬底上；刻蚀隔离层，以形成露出第二堆叠部的第一端的第一通孔开口；依序形成电阻开关柱和电极柱于第一通孔开口中；刻蚀第一堆叠部，以形成延伸穿过堆叠的位线且露出第二堆叠部的第二端的第二通孔开口；以及形成选择器柱于第二通孔开口中，其中选择器柱接触侧壁接触件的每一个。

在以下实施例中给予实施方式并参考附图。

附图说明

图1A、图2A、图3和图4A绘示出根据本发明的一些实施例的形成三维电阻式存储器的示例性方法的中间阶段的俯视图。

图1B是根据本发明的实施例的沿图1A的线I-I’截取的剖面图。

图2B是根据本发明的实施例的沿图2A的线II-II’截取的剖面图。

图4B、图4C和图4D是根据本发明的不同实施例的沿图4A的线III-III’截取的剖面图。

图5A和图6A绘示出根据本发明的不同实施例的形成三维电阻式存储器的示例性方法的中间阶段的俯视图。

图5B是根据本发明的实施例的沿图5A的线IV-IV’截取的剖面图。

图6B是根据本发明的实施例的沿图6A的线V-V’截取的剖面图。

图7是根据本发明的一些实施例的三维电阻式存储器的透视图。

附图标记：

10:三维电阻式存储器；