[发明专利]非易失性存储装置及其制造和使用方法

说明书

技术领域

示例实施例涉及一种半导体装置及其制造和使用方法。其它示例实施例 涉及一种使用可以存储电阻变化的数据存储层的非易失性存储装置以及制造 该非易失性存储装置和使用该非易失性存储装置的方法。

背景技术

半导体产品正变得日益小型化，并且还被要求处理更多的数据。因此， 使用在半导体产品中的非易失性存储装置需要高速度和高集成度。在这点上， 具有多层结构的非易失性存储装置的集成度高于具有单层结构的传统非易失 性存储装置的集成度。

具有多层结构的非易失性存储装置被构造为多个存储单元垂直堆叠在同 一区域上。然而，具有多层结构的非易失性存储装置会具有这样的问题，即， 难以连接堆叠的存储单元并且难以选择堆叠的存储单元中的一个。具有多层 结构的非易失性存储装置会具有另一缺点，即，随着堆叠的存储单元的数量 增加，制造工艺和/或制造成本会增多。

发明内容

示例实施例提供了一种可以具有堆叠结构并可以以增大的密度容易地集 成的非易失性存储装置。示例实施例还提供了更经济地制造和使用该非易失 性存储装置的方法。

根据示例实施例，一种非易失性存储装置可以包括：至少一对第一电极 线；至少一条第二电极线，在所述至少一对第一电极线之间；至少一个数据 存储层，在所述至少一对第一电极线和所述至少一条第二电极线之间，并局 部地存储电阻变化。

所述至少一对第一电极线可以包含第一导电类型的半导体，所述至少一 条第二电极线可以包含与第一导电类型相对的第二导电类型的半导体。

所述非易失性存储装置可以包括：第一导电类型的第一半导体层，在所 述至少一条第二电极线和所述至少一个数据存储层之间；第二导电类型的第 二半导体层，在第一半导体层和所述至少一条第二电极线之间，第二导电类 型与第一导电类型相对。

所述至少一对第一电极线可以包括彼此平行布置的多条第一电极线，其 中，所述至少一条第二电极线可以包括在多条第一电极线之间的多条第二电 极线。所述非易失性存储装置还可以包括：第一字线，电连接多条第一电极 线中的偶数第一电极线；第二字线，电连接多条第一电极线中的奇数第一电 极线。

所述至少一对第一电极线可以包括堆叠在多个层中的多对第一电极线。 所述至少一条第二电极线可以沿第一电极线的叠层垂直地延伸。

根据示例实施例，一种制造非易失性存储装置的方法可以包括如下步骤： 形成至少一对第一电极线；沿所述至少一对第一电极线的侧壁形成至少一个 数据存储层，其中，所述至少一个数据存储层可以局部地存储电阻变化；在 位于所述至少一对第一电极线之间的所述至少一个数据存储层上形成至少一 条第二电极线。

形成所述至少一对第一电极线的步骤可以包括：交替地堆叠多个第一电 极层和多个绝缘层；在多个第一电极层中形成多个槽以限定多条第一电极线。 形成所述至少一条第二电极线的步骤可以包括：在多个槽中填充第二电极层； 将第二电极层图案化以限定多条第二电极线。

形成所述至少一条第二电极线的步骤可以包括：形成至少一个数据存储 层，从而填充多个槽；在所述至少一个数据存储层中形成多个孔；在多个孔 中形成多条第二电极线。

根据示例实施例，一种使用非易失性存储装置的方法可以包括：将编程 电压施加在第一电极线和第二电极线之间，从而在至少一个数据存储层中引 起电阻变化，其中，第一电极线是至少一对电极线中的一条，第二电极线在 一对第一电极线之间，所述至少一个数据存储层在第一电极线和第二电极线 之间；将读取电压施加在第一电极线和第二电极线之间，从而确定在所述至 少一个数据存储层中的电阻变化。

附图说明

通过下面参照附图的详细描述，将更清楚地理解示例实施例。图1至图 19表示这里描述的非限制性示例实施例。

图1是根据示例实施例的具有基础结构的非易失性存储装置的透视图；

图2是根据示例实施例的具有单层阵列结构的非易失性存储装置的透视 图；

图3是根据示例实施例的具有堆叠结构的非易失性存储装置的透视图；

图4是根据示例实施例的沿图3的非易失性存储装置中的IV-IV’线截取 的剖视图；

图5是根据示例实施例的具有堆叠结构的非易失性存储装置的透视图；

图6是根据示例实施例的具有基础结构的非易失性存储装置的透视图；