[发明专利]半导体结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体结构及其制造方法，特别是涉及电阻式存储器、电阻式晶体管及其制造方法。

背景技术

半导体结构中的存储装置使用于许多产品之中，例如MP3播放器、数字相机、电脑档案等等的存储元件中。随着应用的增加，对于存储装置的需求也趋向较小的尺寸、较大的存储容量。因应这种需求，需要制造高元件密度的存储装置。

因此，有需要一种半导体结构，其能够制造成具有非常小的尺寸，并且装置具有高的操作效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构及其制造方法。半导体结构包括第一电极、第二电极、第三电极、可变电阻层、第一间隙壁与第二间隙壁。可变电阻层包括可变电阻元件介于第一电极、第二电极与第三电极之间。第一间隙壁介于第一电极与第三电极之间。第二间隙壁介于第二电极与第三电极之间。

本发明还提供一种半导体结构的制造方法。方法包括以下步骤。形成第一电极。形成第二电极。形成第三电极。形成可变电阻层。可变电阻层包括可变电阻元件介于第一电极、第二电极与第三电极之间。形成第一间隙壁。第一间隙壁介于第一电极与第三电极之间。形成第二间隙壁。第二间隙壁介于第二电极与第三电极之间。

下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为本发明一实施例的半导体结构的上视图；

图2为图1的半导体结构沿AB线的剖视图；

图3为图1的半导体结构沿CD线的剖视图；

图4为图1的半导体结构沿EF线的剖视图；

图5为本发明一实施例的半导体结构的电路图；

图6A至图30C为本发明一实施例的半导体结构的制造方法。

主要元件符号说明

102～基底；104、208、212、214、216～材料层；106、126～半导体层；108、144、158、162～介电层；110～第一电极；112、120～下电极部；114、122～侧电极部；116、124～上电极部；118～第二电极；128～第一间隙壁；130、138～下介电部；132、140～侧介电部；134、142～侧半导体部；136～第二间隙壁；146～可变电阻层；148～可变电阻元件；150～U形可变电阻部；152～第三电极；156、160～半导体层；164～虚置区域；202～导电材料；206、224、232～半导体材料；218、234～开口；220、230～导电材料；222～介电材料；226～牺牲层；228～可变电阻材料。

具体实施方式

图1绘示根据一实施例的半导体结构的上视图。图2绘示图1的半导体结构沿AB线的剖视图，其中放大图显示单一个装置单元。图3绘示图1的半导体结构沿CD线的剖视图。图4绘示图1的半导体结构沿EF线的剖视图。

请参照图2，材料层104设置在基底102上。一实施例中，基底102为硅基板。材料层104包括氧化硅(SiO₂)。半导体层106设置在材料层104上。半导体层106的材质可包括氧化镍(NiO_x)。介电层108设置在半导体层106上。介电层108的材质可包括氧化物，例如以低温制作工艺形成的氧化物(LTO)。上电极部116与上电极部124设置在介电层108上。上电极部116与上电极部124的材质可包括导电材料，例如金属，包括氮化钛(TiN)等等。半导体层126设置在上电极部116。半导体层160设置在上电极部124上。半导体层126与半导体层160的材质可包括氧化镍(NiO_x)。介电层144可设置在半导体层160上。介电层144的材质可包括氧化物，例如以低温沉积制作工艺形成的氧化物(LTO)。

半导体结构中的装置单元(放大图)包括第一电极110。第一电极110包括下电极部112、侧电极部114与上电极部116。侧电极部114耦接在下电极部112与上电极部116之间。下电极部112与侧电极部114可构成L形状的结构。于一实施例中，下电极部112与侧电极部114的材质包括金属钛(Ti)。

半导体结构包括第二电极118。第二电极118包括下电极部120、侧电极部122与上电极部124。侧电极部122耦接在下电极部120与上电极部124之间。下电极部120与侧电极部122可构成L形状的结构。于一实施例中，下电极部120与侧电极部122的材质包括金属钛(Ti)。