[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

一种半导体器件及其制造方法。半导体器件包括半导体衬底及内连结构。内连结构设置在半导体衬底之上。内连结构包括第一导电线、第二导电线及双向阈值开关。第一导电线在第一方向上彼此平行地延伸。第二导电线堆叠在第一导电线之上且在与第一方向垂直的第二方向上彼此平行地延伸。双向阈值开关设置在第一导电线与第二导电线之间。双向阈值开关包含三元GeCTe材料。三元GeCTe材料实质上由碳、锗及碲组成。在三元GeCTe材料中，碳含量介于10原子百分比到30原子百分比范围内且锗含量介于10原子百分比到65原子百分比范围内。

技术领域

本发明实施例涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

在电子应用的集成电路中使用半导体器件，电子应用例如包括收音机、电视、手机及个人计算器件。为应对日益增长的对于微型化、高速度及更好电性能(例如更低的功耗、更高的可靠性)的需求，正在积极地研究新结构及新材料。举例来说，在存储器件中，提供选择器来选择性地对相关联的存储单元进行寻址，且对用于存储层、选择器层、或相似层的材料进行积极的研究。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体器件，其包括：半导体衬底及设置在半导体衬底之上的内连结构。内连结构包括第一导电线、第二导电线以及双向阈值开关。第一导电线在第一方向上彼此平行地延伸。第二导电线堆叠在第一导电线之上且在与第一方向垂直的第二方向上彼此平行地延伸。双向阈值开关设置在第一导电线与第二导电线之间，其中双向阈值开关包含三元GeCTe材料，三元GeCTe材料由锗、碳及碲组成，且在三元GeCTe材料中，碳含量介于10原子百分比到30原子百分比范围内，且锗含量介于10原子百分比到65原子百分比范围内。

本发明实施例提供一种半导体器件，其包括半导体衬底以及存储层级。存储层级设置在半导体衬底之上。存储层级包括成对的开关层与存储层以及中间电极。其中在成对的开关层与存储层中，开关层与存储层在垂直方向上堆叠。中间电极设置在存储层与开关层之间，其中开关层包含三元材料，三元材料包含碳、锗及碲，且在三元材料中，碳含量介于10原子百分比到30原子百分比范围内，锗含量介于10原子百分比到65原子百分比范围内，且碲含量介于25原子百分比到80原子百分比范围内。

本发明实施例提供一种半导体器件的制造方法，其包括：在衬底上形成三元GeCTe材料，其中形成三元GeCTe材料包括：对第一溅射靶施加第一功率，以及对第二溅射靶施加第二功率，其中第一溅射靶的材料选自元素碳、元素锗、元素碲及它们的组合，第二溅射靶的材料包括选自碳、锗及碲的元素的混合物，且在三元GeCTe材料中，碳含量介于15原子百分比到30原子百分比范围内，锗含量介于10原子百分比到40原子百分比范围内，且碲含量介于40原子百分比到70原子百分比范围内。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1是根据本公开一些实施例的半导体器件的示意性透视图。

图2是根据本公开一些实施例的半导体器件的示意性剖视图。

图3是根据本公开一些实施例的材料的三元成分图(ternary compositiondiagram)。

图4是根据本公开一些实施例的在材料的制造方法期间制成的结构的示意图。

图5A及图5B是根据本公开一些实施例的在材料的制造方法期间采用的靶的示意图。

图6A到图10K是绘示根据本公开一些实施例的一些材料的表征数据的图表。

图11是根据本公开一些实施例的掺杂有锗的碲的示意图。

图12A到图18A是根据本公开一些实施例的在半导体器件的制造方法期间形成的结构的示意性剖视图。