[发明专利]垂直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6月19日向韩国专利局提交的申请号为10-2012-0065803和10-2012-0065804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半导体器件，更具体而言，涉及一种垂直存储器件及其制造方法。

背景技术

便携式数字器件的分布率日益增加，并且已经对以有限的尺寸建立用以高速处理大容量的数据的超高集成、超高速率以及超低功率的存储器件有了需求。

已经对垂直存储器件进行了积极研究以满足这些需求。近来，垂直结构被引入了作为下一代存储器件备受关注的阻变存储器件中。

阻变存储器件是经由存取元件来选择存储器单元、改变与存取元件电连接的数据储存材料的电阻状态、以及储存数据的一种器件。作为阻变存储器件典型地有相变随机存取存储器（PRAM）、电阻RAM（ReRAM）、磁阻RAM（MRAM）等。

可以采用二极管或晶体管作为阻变存储器件的存取元件。具体地，晶体管的阈值电压与二极管相比被控制得较低，因而晶体管的操作电压可以被减小，并且晶体管作为阻变存储器件的存取元件因应用垂直结构已经再次受到关注。

更确切地说，由于必须对二极管施加1.1V或更大的电压，所以在减小二极管的操作电压上存在限制。另外，当二极管形成在字线上时，字线的电阻根据单元的位置而变化，从而引起字线跳跃。

由于在相关领域中的晶体管形成为水平结构，所以减小率受到限制。然而，垂直晶体管可以充分保证在有限的沟道区域中的电流驱动能力。

发明内容

一种示例性垂直存储器件可以包括：公共源极区；源极区，所述源极区形成在公共源极区上并且沿着第一方向延伸；沟道区，所述沟道区形成在每个源极区上并且沿着第一方向延伸；沟槽，所述沟槽形成在沟道区之间；漏极区，所述漏极区形成在每个沟道区上；导电层，所述导电层形成在每个沟道区的侧面并且沿着第一方向延伸；以及数据储存材料，所述数据储存材料形成在每个漏极区上。

一种制造垂直存储器件的方法可以包括以下步骤：在半导体衬底上顺序形成第一结区、沟道区、以及第二结区；将第二结区、沟道区、以及第一结区的一部分沿着第一方向线图案化，以形成线图案结构；在线图案结构的外侧壁上形成由第一绝缘层构成的间隔件、和导电层；在包括了间隔件和导电层的半导体衬底上形成第二绝缘层、并将第二绝缘层平坦化以暴露出第二结区和导电层；将导电层的暴露出的部分去除至预定深度，并且在去除了导电层的暴露出的部分的空间中形成第三绝缘层；以及将第二结区、和沟道区的一部分沿着与第一方向垂直的第二方向图案化。

一种制造垂直存储器件的方法可以包括以下步骤：在半导体衬底上顺序形成第一结区、沟道区、第二结区、加热材料以及牺牲层；将牺牲层、加热材料、第二结区、沟道区、以及第一结区的一部分沿着第一方向线图案化，以形成线图案结构；在线图案结构的外侧壁上形成由第一绝缘层构成的间隔件、和导电层；在包括了间隔件和导电层的半导体衬底上形成第二绝缘层，并且将第二绝缘层平坦化以暴露出牺牲层和导电层；将导电层的暴露出的部分去除至预定深度，并且在去除了导电层的暴露出的部分的空间中形成第三绝缘层；将牺牲层、加热材料、第二结区、以及沟道区的一部分沿着与第一方向垂直的第二方向图案化；以及在去除了牺牲层的空间中形成数据储存材料。

一种示例性垂直存储器件可以包括：公共源极区；源极区，所述源极区形成在公共源极区上并且沿着第一方向延伸；沟道区，所述沟道区形成在每个源极区上，并且沿着第一方向延伸；导电层，所述导电层形成在每个沟道区之间的空间中、位于每个源极区上；漏极区，所述漏极区形成在每个导电层上；以及数据储存材料，所述数据储存材料形成在每个漏极区上。

一种示例性垂直存储器件可以包括：公共源极区；源极区，所述源极区形成在公共源极区上并且沿着第一方向延伸；沟槽，所述沟槽形成在源极区之间达预定深度；沟道区，所述沟道区形成在每个源极区上，并且沿着第一方向延伸；导电层，所述导电层形成在沟道区之间的空间中、位于每个源极区上；漏极区，所述漏极区形成在导电层上；以及数据储存材料，所述数据储存材料形成在每个漏极区上。