[发明专利]阻变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2012年8月29日向韩国专利局提交的申请号为10-2012-0094702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

本发明构思涉及一种下一代的存储器件及其制造方法，更具体而言，涉及一种阻变存储器件及其制造方法。

背景技术

非易失性存储器件具有即使电源被关断储存在其中的数据也不被擦除的数据保留特性。因此，非易失性存储器件已经被广泛地应用于计算机、移动通信系统以及存储卡等。

作为非易失性存储器件，典型地，已经广泛地利用了快闪存储器件。快闪存储器件主要利用具有层叠的栅结构的存储器单元。快闪存储器件需要改善隧道氧化物层的薄膜质量并增加单元的耦接比，以便增强快闪存储器单元的漫游可靠性和编程效率。

目前，除了快闪存储器件以外已经提出了新的下一代存储器件，例如相变随机存取存储器件（PRAM）、磁阻随机存取存储器件（MRAM）以及阻变随机存取存储器件（ReRAM）等。

尽管提出的下一代存储器件理论上具有器件特性，但是它们难以保证大直径晶圆上的稳定特性。

具体地，PRAM具有很高的显影完整性，但是由于相变材料的不稳定性和可变的材料属性而难以制造PRAM。MRAM利用不容易被刻蚀的铜金属层，所以难以制造MRAM。此外，ReRAM具有不准确的驱动机制，且因而不可以保证可靠性。

发明内容

根据示例性实施例的一个方面，一种阻变存储器件可以包括：下电极；可变电阻层，所述可变电阻层形成在下电极之上，并且被配置使得其体积根据温度收缩或膨胀；以及上电极，所述上电极形成在可变电阻层之上，其中，下电极的至少一部分被配置成与上电极电连接。

根据示例性实施例的另一个方面，一种阻变存储器件可以包括：层间绝缘层，所述层间绝缘层形成在半导体衬底之上，在所述半导体衬底中限定了用于形成可变电阻层的空间；开关器件，所述开关器件被设置在用于形成可变电阻层的空间中；圆柱型下电极，所述圆柱型下电极在用于形成可变电阻层的空间中形成在开关器件上；形状记忆合金层，所述形状记忆合金层被掩埋在用于形成可变电阻层的空间中，由圆柱型下电极包围；以及上电极，所述上电极形成在形状记忆合金层上，其中，上电极被配置成与圆柱型下电极的至少一部分接触。

根据示例性实施例的另一个方面，一种用于制造阻变存储器件的方法可以包括以下步骤：在半导体衬底上形成下电极；在下电极上形成形状记忆合金层；以及在形状记忆合金层上形成上电极以与下电极的至少一部分接触。

在以下标题为“具体实施方式”的部分中描述这些和其它的特点、方面以及实施例。

附图说明

从如下结合附图的详细描述中将更加清楚地理解以上和其它的方面、特征和优点，其中：

图1A和图1B是示意性地说明根据本发明构思的一个示例性实施例的阻变存储器件的截面图；

图2A和图2B是解释根据本发明构思的一个示例性实施例的阻变存储器件的驱动的示图；以及

图3A至图3D是说明一种用于制造根据本发明构思的一个示例性实施例的阻变存储器件的方法的截面图。

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。

本文参照截面图来描述示例性实施例，截面图是示例性实施例（以及中间结构）的示意性图示。照此，可以预料到图示的形状变化是例如制造技术和/或公差的结果。因而，示例性实施例不应被解释为限于本文所说明的区域的特定形状，而是可以包括例如来自于制造的形状差异。在附图中，为了清楚起见，可能对层和区域的长度和尺寸进行夸大。相同的附图标记在附图中表示相同的元件。应当容易理解的是：本公开中的“在…上”和“在…之上”的含义应当采用最广义的方式来解释，使得“在…上”的意思不仅是“直接在某物上”，还包括在具有中间特征或中间层的情况下“在某物上”的意思；“在…之上”的意思不仅是指直接在某物顶部上，还包括在具有中间特征或中间层的情况下在某物的顶部上的意思。

图1A和图1B是示意性地说明根据本发明构思的一个示例性实施例的阻变存储器件的截面图。

参见图1A和图1B，阻变存储器件可以包括：下电极10、形状记忆合金层20a或20b、以及上电极30。阻变存储器件还可以包括空隙21。具体地，图1A的形状记忆合金层20a说明膨胀相，而图1B的形状记忆合金层20b说明收缩相。