CN105097864A - 具电阻性元件的非易失性存储器与其制作方法 - Google Patents
具电阻性元件的非易失性存储器与其制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105097864A CN105097864A CN201410250984.9A CN201410250984A CN105097864A CN 105097864 A CN105097864 A CN 105097864A CN 201410250984 A CN201410250984 A CN 201410250984A CN 105097864 A CN105097864 A CN 105097864A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drain region
- source
- covered
- dielectric layer
- transition zone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000015654 memory Effects 0.000 title claims abstract description 62
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 57
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 19
- DDQRQQJEQDOTFL-UHFFFAOYSA-N gold;molecular oxygen Chemical compound [Au].O=O DDQRQQJEQDOTFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- -1 transition metal nitride Chemical class 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B63/00—Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices
- H10B63/30—Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices comprising selection components having three or more electrodes, e.g. transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/011—Manufacture or treatment of multistable switching devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/20—Multistable switching devices, e.g. memristors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/20—Multistable switching devices, e.g. memristors
- H10N70/253—Multistable switching devices, e.g. memristors having three or more electrodes, e.g. transistor-like devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
- H10N70/821—Device geometry
- H10N70/826—Device geometry adapted for essentially vertical current flow, e.g. sandwich or pillar type devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
- H10N70/881—Switching materials
- H10N70/883—Oxides or nitrides
- H10N70/8833—Binary metal oxides, e.g. TaOx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66787—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET with a gate at the side of the channel
- H01L29/66795—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET with a gate at the side of the channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/785—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate having a channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
一种非易失性存储器，包括：一基板；一鳍状结构，凸出于该基板，且该鳍状结构中具有一第一源/漏极区域与一第二源/漏极区域；一栅极结构，覆盖于该鳍状结构的上方以及二侧表面，且该栅极结构位于该第一源/漏极区域与该第二源/漏极区域之间；一过渡层，接触于该第二源/漏极区域；以及一金属层，接触于该过渡层。
Description
技术领域
本发明是有关于一种非易失性存储器与制作方法，且特别是有关于一种具电阻性元件(resistiveelement)的非易失性存储器与其制作方法。
背景技术
众所周知，非易失性存储器(non-volatilememory)能够在电源关闭时持续保存其内部的存储资料。而现今使用最普遍的非易失性存储器即为快闪存储器(flashmemory)。快闪存储器利用浮动闸晶体管(floatinggatetransistor)作为存储单元。而根据存储于浮动栅极上的电荷量即可决定其存储状态。
最近，一种全新架构具备电阻性元件的非易失性存储器已经被提出。该非易失性存储器称为电阻性随机存取存储器(ResistiveRandomAccessMemory，RRAM)，且其存储单元中包括一电阻性元件(resistiveelement)。
请参照图1，其所绘示为现有非易失性存储器示意图，其公开于美国专利号US8,107,274。该非易失性存储器300具有(1T+1R)的存储单元，1T代表一个晶体管(transistor)，1R代表一个电阻(resistor)。亦即，该非易失性存储器300的存储单元中包括一晶体管310与一电阻性元件320，且电阻性元件320连接至晶体管310。其中，电阻性元件320为可变的以及可回复的电阻性元件(variableandreversibleresistiveelement)；晶体管310为一开关晶体管(switchtransistor)。当晶体管310被开启(turnon)时，可以编程(program)电阻性元件320或者读取(read)电阻性元件320的存储状态。
晶体管310包括：基板318、栅介电层(gatedielectriclayer)313、一栅极层312、第一源/漏极区域314、第二源/漏极区域316、间隙壁(spacer)319。其中，该基板318可以是一个阱区(wellregion)。
电阻性元件320包括：过渡金属氧化层(transitionmetaloxidelayer)110、介电层150、一导电的插塞模块(conductiveplugmodule)130。其中，介电层150形成于第一源/漏极区域314上，且导电的插塞模块130位于过渡金属氧化层110上。
再者，导电的插塞模块130包括一金属插塞132与一阻挡层(barrierlayer)134。金属插塞132垂直地配置于过渡金属氧化层110上且可以导电至过渡金属氧化层110，并且阻挡层134包覆着金属插塞132。其中，过渡金属氧化层110由介电层150与阻挡层134反应后所形成。
再者，过渡金属氧化层110可以经由设定(set)或者重置(reset)而呈现不同的电阻值，而每一电阻值皆可对应至一个存储状态，因此可以用来作为存储器的用途。换句话说，电阻性元件320可作为存储元件。基本上，设定(set)电阻性元件320可等效为编程动作(program)，而重置(reset)电阻性元件320可等效为抹除动作(erase)。
请参照图2，其所绘示为过渡金氧氧化层的电阻特性示意图。当过渡金氧氧化层110被设定(set)时，提供约3V的电压至过渡金氧氧化层110，使得过渡金氧氧化层110呈现低电阻值的第一存储状态。当过渡金氧氧化层110被重置(reset)时，提供约1V的电压以及100μA的电流至过渡金氧氧化层110，使得过渡金氧氧化层110呈现高电阻值的第二存储状态。
于读取动作时，仅需提供大约0.4V～1V的电压至过渡金氧氧化层110，即可根据其电流大小得知过渡金氧氧化层110的存储状态。例如，于读取动作时，渡金氧氧化层110所产生的电流小于5μA，即可得知过渡金氧氧化层110为高电阻值的第二存储状态。反之，金氧氧化层110所产生的电流大于5μA，即可得知过渡金氧氧化层110为低电阻值的第一存储状态。
由以上的说明可知，在重置(reset)电阻性元件320中的过渡金氧氧化层110时需要较大的驱动电流，所以需要因应大的驱动电流而设计较大尺寸的晶体管310。然而，大尺寸的晶体管310将会造成存储单元面积变大，单位面积的存储容量变小。
发明内容
本发明为一种非易失性存储器，包括：一基板；一鳍状结构，凸出于该基板，且该鳍状结构中具有一第一源/漏极区域与一第二源/漏极区域；一栅极结构，覆盖于该鳍状结构的上方以及二侧表面，且该栅极结构位于该第一源/漏极区域与该第二源/漏极区域之间；一过渡层，接触于该第二源/漏极区域；以及一金属层，接触于该过渡层；其中，该过渡层可以被设定或重置，用以改变该过渡层的电阻值。
本发明为一种非易失性存储器的制造方法，包括下列步骤：(a)蚀刻一基板，使得该基板上形成凸出的一鳍状结构；(b)在该鳍状结构上形成一栅极结构，覆盖于部分的该鳍状结构的上方以及二侧表面，使得该鳍状结构被区分为一第一区域与一第二区域；(c)进行一离子注入程序，使得该第一区域成为一第一源/漏极区域，该第二区域成为一第二源/漏极区域；(d)于该第二源/漏极区域上方覆盖一电性绝缘层；(e)蚀刻该电性绝缘层并形成一穿透洞，且该穿透洞被蚀刻至该第二源/漏极区域的表面；(f)形成一介电层覆盖于该穿透洞的内壁与底部；(g)形成一阻挡层覆盖于该介电层；(h)形成一金属层填满于该穿透洞；以及(i)反应该介电层与该阻挡层而形成一过渡层；其中，该过渡层可以被设定或重置，用以改变该过渡层的电阻值。
本发明为一种非易失性存储器的制造方法，包括下列步骤：(a)蚀刻一基板，使得该基板上形成凸出的一鳍状结构；(b)在该鳍状结构上形成一栅极结构，覆盖于部分的该鳍状结构的上方以及二侧表面，使得该鳍状结构被区分为一第一区域与一第二区域；(c)进行一离子注入程序，使得该第一区域成为一第一源/漏极区域，该第二区域成为一第二源/漏极区域；(d)于该第二源/漏极区域上方依序覆盖一介电层与一电性绝缘层；(e)蚀刻该电性绝缘层与该介电层并形成一穿透洞至该介电层，使得该穿透洞的底部与该第二源/漏极区域之间残留部分的该介电层；(f)形成一阻挡层覆盖于该穿透洞的内壁与底部；(g)形成一金属层填满于该穿透洞；以及(h)反应该介电层与该阻挡层而形成一过渡层；其中，该过渡层可以被设定或重置，用以改变该过渡层的电阻值。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1所绘示为现有非易失性存储器。
图2所绘示为过渡金氧氧化层的电阻特性示意图。
图3所绘示为鳍式场效应晶体管示意图。
图4A与图4B所绘示为本发明具电阻性元件的非易失性存储器示意图。
图5A至图5E所绘示为本发明具电阻性元件的非易失性存储器的制作流程图第一实施例。
图6A至图6E图所绘示为本发明具电阻性元件的非易失性存储器的制作流程图第二实施例。
【符号说明】
110：过渡金属氧化层
130：导电的插塞模块
132：金属插塞
134：阻挡层
150：介电层
300：非易失性存储器
310：晶体管
312：栅极
313：栅介电层
314、316：源/漏极区域
318：基板
319：间隙壁
320：电阻性元件
500：鳍式场效应晶体管
510：P型基板
520：栅极氧化层
530：鳍状结构
552：栅极层
610、810：过渡层
620：电阻性元件
632、832：金属层
634、834：阻挡层
750、850：介电层
760、860：电性绝缘层
762、862：穿透洞
具体实施方式
本发明为一种具电阻性元件的非易失性存储器与其制作方法。本发明将电阻性元件设计于鳍式场效应晶体管(FinFET)。由于鳍式场效应晶体管具备小尺寸、大驱动电流的特性，因此可以降低存储单元的尺寸，并且提高非易失性存储器单位面积的存储容量。
请参照图3，其所绘示为鳍式场效应晶体管示意图。鳍式场效应晶体管500具有一P型基板(P-sub)510。而经由蚀刻后，使得P型基板(P-sub)510上具有一凸出平台(斜线部分)，此凸出平台即为鳍状结构(Fin)530。再者，栅极结构覆盖于鳍状结构(Fin)530的中间区域，并且将鳍状结构(Fin)530区分为二个区域。
如图3所示，栅极结构包括一栅极氧化层(gateoxidelayer)520覆盖于部分的鳍状结构(Fin)530的中间区域上方以及二侧表面，而栅极层(G)552覆盖于栅极氧化层520上。再者，暴露出的鳍状结构(Fin)530的二侧区域经由离子注入程序之后成为二个N型区域，并作为鳍式场效应晶体管500的第一源/漏极区域(S/D1)以及第二源/漏极区域(S/D2)。
很明显地，鳍式场效应晶体管500的栅极结构对通道的上方以及两侧进行控制，因此可产生较大的通道电流(或者驱动电流)，并且有效地降低漏电流。而本明即利用鳍式场效应晶体管500的优良特性，进一步设计出具电阻性元件的非易失性存储器。
请参照图4A与图4B，其所绘示为本发明具电阻性元件的非易失性存储器示意图。其中，鳍式场效应晶体管500与图3相同，不再赘述。
电阻性元件620包括：过渡层610与一导电的插塞模块。其中，过渡层610形成于第二源/漏极区域(S/D2)上。再者，导电的插塞模块包括一金属层632与一阻挡层634。金属层632垂直地配置于过渡层610上且可以导电至过渡层610，并且阻挡层634包覆着金属层632。
因此，如图4B所示，过渡层610连接于金属层632与鳍式场效应晶体管500的第二源/漏极区域(S/D2)之间。
请参照图5A至图5E，其所绘示为本发明具电阻性元件的非易失性存储器的制作流程图第一实施例。其中，鳍式场效应晶体管500的制作方法与图3相同，不再赘述。
首先，如图5A所示，于第二源/漏极区域(S/D2)上形成介电层750。再者，电性绝缘层760覆盖于介电层750以及鳍式场效应晶体管500上。
如图5B所示，利用蚀刻步骤，蚀刻电性绝缘层760与介电层750并形成一穿透洞762至介电层750，使得穿透洞762的底部与第二源/漏极区域(S/D2)之间尚残留部分的介电层750。
如图5C所示，在穿透洞762的内壁以及底部形成阻挡层634，使得穿透洞762底部的阻挡层634与介电层750相互接触。接着，如图5D所示，形成金属层632填满穿透洞762。
如图5E所示，在高温环境下进行反应程序，使得阻挡层634与介电层750反应成为过渡层610。而当过渡层610形成后，过渡层610即连接于金属层632与鳍式场效应晶体管500的第二源/漏极区域(S/D2)之间。再者，过渡层610的电阻值可经由设定(set)或者重置(reset)来改变其电阻值。
请参照图6A至图6E，其所绘示为本发明具电阻性元件的非易失性存储器的制作流程图第二实施例。其中，鳍式场效应晶体管500的制作方法与图3相同，不再赘述。
如图6A所示，在鳍式场效应晶体管500上形成一电性绝缘层860。接着，如图6B所示，利用蚀刻制程于电性绝缘层860中形成一穿透洞(via)862。其中，穿透洞862被蚀刻至鳍式场效应晶体管500的第二源/漏极区域(S/D2)的表面。
如图6C所示，在穿透洞662的内壁以及底部依序形成介电层850以及阻挡层834。换句话说，穿透洞862中的阻挡层834覆盖于介电层850。接着，如图6D所示，以金属层832填满穿透洞862。
如图6E所示，在高温环境下进行反应程序，使得阻挡层834与介电层850反应成为过渡层810。而当过渡层810形成后，穿透洞862底部的过渡层810即连接于金属层832与鳍式场效应晶体管500的第二源/漏极区域(S/D2)之间。再者，过渡层810的电阻值可经由设定(set)或者重置(reset)来改变其电阻值。
根据本发明的实施例，介电层750、850的材质可为二氧化硅(SiO2)；阻挡层634、834的材料可为Hf、HfOx、HfOxNy、Mg、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、Ta、TaOx、TaNx、TiOxNy、Ti、TiOx、TiNx；且过渡层610、810的材料可为HfOx、HfOxNy、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、TaOx、TaNx、TiOxNy、TiOx、TiNx。其中，HfOx、MgOx、NiOx、TaOx、TiOx属于过渡金属氧化物层(transitionmetaloxidelayer)；TaNx、TiNx属于过渡金属氮化物层(transitionmetalnitridelayer)；HfOxNy、MgOxNy、NiOxNy、TaOxNy、TiOxNy属于过渡金属氮氧化物介电层(transitionmetalnitrogenoxidedielectriclayer)。再者，金属层632、832的材料为铜、铝、或者钨。
由以上的说明可知，本发明为一种具电阻性元件的非易失性存储器与其制作方法。本发明将电阻性元件设计于鳍式场效应晶体管(FINFET)上。因此，非易失性存储器具备小尺寸、大驱动电流的特性，并且提高非易失性存储器单位面积的存储容量。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定为准。
Claims (20)
1.一种非易失性存储器，包括：
一基板；
一鳍状结构，凸出于该基板，且该鳍状结构中具有一第一源/漏极区域与一第二源/漏极区域；
一栅极结构，覆盖于该鳍状结构的上方以及二侧表面，且该栅极结构位于该第一源/漏极区域与该第二源/漏极区域之间；
一过渡层，接触于该第二源/漏极区域；以及
一金属层，接触于该过渡层；
其中，该过渡层可以被设定或重置，用以改变该过渡层的电阻值。
2.如权利要求1所述的非易失性存储器，其中，该栅极结构包括：
一栅极氧化层覆盖于该鳍状结构的上方以及二侧表面；以及
一栅极层覆盖于该栅极氧化层上。
3.如权利要求1所述的非易失性存储器，其中还包括：
一介电层，覆盖于该一第二源/漏极区域；
一电性绝缘层，覆盖于第一部分的该介电层，且该电性绝缘层中的一穿透洞暴露出第二部分的该介电层；
一阻挡层覆盖于该穿透洞的内壁与底部；以及
该金属层填满于该穿透洞；
其中，第二部分的该介电层与该阻挡层经由一反应而形成该过渡层，使得该过渡层接触于该第二源/漏极区域与该金属层。
4.如权利要求1所述的非易失性存储器，其中还包括：
一电性绝缘层，覆盖于第一部分的该一第二源/漏极区域，且该电性绝缘层中的一穿透洞暴露出第二部分的该第二源/漏极区域；
一介电层覆盖于该穿透洞的内壁与底部；
一阻挡层覆盖于该介电层；以及
该金属层填满于该穿透洞；
其中，该介电层与该阻挡层经由一反应而形成该过渡层，使得该过渡层接触于该第二源/漏极区域与该金属层。
5.如权利要求4所述的非易失性存储器，其中，该介电层的材料为SiO2。
6.如权利要求5所述的非易失性存储器，其中该阻挡层的材料为Hf、HfOx、HfOxNy、Mg、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、Ta、TaOx、TaNx、TiOxNy、Ti、或者TiOx、TiNx。
7.如权利要求6所述的非易失性存储器，其中，该过渡层的材料为HfOx、HfOxNy、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、TaOx、TaNx、TiOxNy、TiOx、或者TiNx。
8.如权利要求7所述的非易失性存储器，其中，该第一金属层的材料为铜、铝、或者钨。
9.一种非易失性存储器的制造方法，包括下列步骤：
(a)蚀刻一基板，使得该基板上形成凸出的一鳍状结构；
(b)在该鳍状结构上形成一栅极结构，覆盖于部分的该鳍状结构的上方以及二侧表面，使得该鳍状结构被区分为一第一区域与一第二区域；
(c)进行一离子注入程序，使得该第一区域成为一第一源/漏极区域，该第二区域成为一第二源/漏极区域；
(d)于该第二源/漏极区域上方覆盖一电性绝缘层；
(e)蚀刻该电性绝缘层并形成一穿透洞，且该穿透洞被蚀刻至该第二源/漏极区域的表面；
(f)形成一介电层覆盖于该穿透洞的内壁与底部；
(g)形成一阻挡层覆盖于该介电层；
(h)形成一金属层填满于该穿透洞；以及
(i)反应该介电层与该阻挡层而形成一过渡层；
其中，该过渡层可以被设定或重置，用以改变该过渡层的电阻值。
10.如权利要求9所述的非易失性存储器的制造方法，其中，该介电层的材料为SiO2。
11.如权利要求9所述的非易失性存储器的制造方法，其中该阻挡层的材料为Hf、HfOx、HfOxNy、Mg、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、Ta、TaOx、TaNx、TiOxNy、Ti、或者TiOx、TiNx。
12.如权利要求11所述的非易失性存储器的制造方法，其中，该过渡层的材料为HfOx、HfOxNy、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、TaOx、TaNx、TiOxNy、TiOx、或者TiNx。
13.如权利要求12所述的非易失性存储器的制造方法，其中，该第一金属层的材料为铜、铝、或者钨。
14.如权利要求9所述的非易失性存储器的制造方法，其中形成该栅极结构包括下列步骤：
形成一栅极氧化层覆盖于该鳍状结构的上方以及二侧表面；以及
形成一栅极层覆盖于该栅极氧化层上。
15.一种非易失性存储器的制造方法，包括下列步骤：
(a)蚀刻一基板，使得该基板上形成凸出的一鳍状结构；
(b)在该鳍状结构上形成一栅极结构，覆盖于部分的该鳍状结构的上方以及二侧表面，使得该鳍状结构被区分为一第一区域与一第二区域；
(c)进行一离子注入程序，使得该第一区域成为一第一源/漏极区域，该第二区域成为一第二源/漏极区域；
(d)于该第二源/漏极区域上方依序覆盖一介电层与一电性绝缘层；
(e)蚀刻该电性绝缘层与该介电层并形成一穿透洞至该介电层，使得该穿透洞的底部与该第二源/漏极区域之间残留部分的该介电层；
(f)形成一阻挡层覆盖于该穿透洞的内壁与底部；
(g)形成一金属层填满于该穿透洞；以及
(h)反应该介电层与该阻挡层而形成一过渡层；
其中，该过渡层可以被设定或重置，用以改变该过渡层的电阻值。
16.如权利要求15所述的非易失性存储器的制造方法，其中，该介电层的材料为SiO2。
17.如权利要求16所述的非易失性存储器的制造方法，其中该阻挡层的材料为Hf、HfOx、HfOxNy、Mg、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、Ta、TaOx、TaNx、TiOxNy、Ti、或者TiOx、TiNx。
18.如权利要求17所述的非易失性存储器的制造方法，其中，该过渡层的材料为HfOx、HfOxNy、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、TaOx、TaNx、TiOxNy、TiOx、或者TiNx。
19.如权利要求18所述的非易失性存储器的制造方法，其中，该第一金属层的材料为铜、铝、或者钨。
20.如权利要求15所述的非易失性存储器的制造方法，其中形成该栅极结构包括下列步骤：
形成一栅极氧化层覆盖于该鳍状结构的上方以及二侧表面；以及
形成一栅极层覆盖于该栅极氧化层上。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW103116387A TWI538108B (zh) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | 具電阻性元件之非揮發性記憶體與其製作方法 |
| TW103116387 | 2014-05-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105097864A true CN105097864A (zh) | 2015-11-25 |
| CN105097864B CN105097864B (zh) | 2017-12-22 |
Family
ID=54368541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410250984.9A Expired - Fee Related CN105097864B (zh) | 2014-05-08 | 2014-06-06 | 具电阻性元件的非易失性存储器与其制作方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9287324B2 (zh) |
| CN (1) | CN105097864B (zh) |
| TW (1) | TWI538108B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107452875A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 旺宏电子股份有限公司 | 电阻式存储器元件及其制作方法与应用 |
| CN109698213A (zh) * | 2017-10-20 | 2019-04-30 | 联华电子股份有限公司 | 半导体结构及其制作方法 |
| CN111785650A (zh) * | 2019-04-03 | 2020-10-16 | 林崇荣 | 微型探测器及缺陷量测方法 |
| US12142537B2 (en) | 2019-04-03 | 2024-11-12 | National Tsing Hua University | Defect measurement method |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108133946B (zh) * | 2016-12-01 | 2020-10-16 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体装置及其制造方法 |
| TWI723371B (zh) | 2019-04-03 | 2021-04-01 | 國立清華大學 | 微型探測器及缺陷量測方法 |
| US11289541B2 (en) * | 2019-11-14 | 2022-03-29 | Winbond Electronics Corp. | Resistive random access memory devices and methods for forming the same |
| CN114792688A (zh) * | 2021-01-26 | 2022-07-26 | 上峰科技股份有限公司 | 电子系统、与宽带隙半导体器件集成的可编程电阻存储器及其操作方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1691294A (zh) * | 2004-04-28 | 2005-11-02 | 国际商业机器公司 | 鳍片场效应晶体管半导体结构及其制造方法 |
| CN101097956A (zh) * | 2006-06-29 | 2008-01-02 | 国际商业机器公司 | 一种FinFET结构和制作FinFET结构的方法 |
| US20080224178A1 (en) * | 2007-03-16 | 2008-09-18 | Infineon Technologies | Resistive memory and method |
| TW201104872A (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-01 | Art Talent Ind Ltd | Variable and reversible resistive element, non-volatile memory device and methods for operating and manufacturing the non-volatile memory device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101785447B1 (ko) * | 2011-05-26 | 2017-10-16 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 소자의 제조 방법 |
| TWI553924B (zh) * | 2014-01-15 | 2016-10-11 | 林崇榮 | 具電阻性元件的非揮發性記憶體與晶胞結構及其製作方法 |
| TWI534992B (zh) * | 2014-03-28 | 2016-05-21 | 林崇榮 | 具電阻性元件的非揮發性記憶體與晶胞結構及其製作方法 |
-
2014
- 2014-05-08 TW TW103116387A patent/TWI538108B/zh not_active IP Right Cessation
- 2014-06-06 CN CN201410250984.9A patent/CN105097864B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-10-02 US US14/504,563 patent/US9287324B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1691294A (zh) * | 2004-04-28 | 2005-11-02 | 国际商业机器公司 | 鳍片场效应晶体管半导体结构及其制造方法 |
| CN101097956A (zh) * | 2006-06-29 | 2008-01-02 | 国际商业机器公司 | 一种FinFET结构和制作FinFET结构的方法 |
| US20080224178A1 (en) * | 2007-03-16 | 2008-09-18 | Infineon Technologies | Resistive memory and method |
| TW201104872A (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-01 | Art Talent Ind Ltd | Variable and reversible resistive element, non-volatile memory device and methods for operating and manufacturing the non-volatile memory device |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107452875A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 旺宏电子股份有限公司 | 电阻式存储器元件及其制作方法与应用 |
| TWI619283B (zh) * | 2016-05-30 | 2018-03-21 | 旺宏電子股份有限公司 | 電阻式記憶體元件及其製作方法與應用 |
| US10388698B2 (en) | 2016-05-30 | 2019-08-20 | Macronix International Co., Ltd. | Resistive memory with bird beak shaped structure method for fabricating the same and applications thereof |
| US10763306B2 (en) | 2016-05-30 | 2020-09-01 | Macronix International Co., Ltd. | Resistive memory and method for fabricating the same and applications thereof |
| CN109698213A (zh) * | 2017-10-20 | 2019-04-30 | 联华电子股份有限公司 | 半导体结构及其制作方法 |
| CN111785650A (zh) * | 2019-04-03 | 2020-10-16 | 林崇荣 | 微型探测器及缺陷量测方法 |
| CN111785650B (zh) * | 2019-04-03 | 2023-07-04 | 林崇荣 | 微型探测器及缺陷量测方法 |
| US12142537B2 (en) | 2019-04-03 | 2024-11-12 | National Tsing Hua University | Defect measurement method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9287324B2 (en) | 2016-03-15 |
| US20150325626A1 (en) | 2015-11-12 |
| CN105097864B (zh) | 2017-12-22 |
| TWI538108B (zh) | 2016-06-11 |
| TW201543616A (zh) | 2015-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105097864A (zh) | 具电阻性元件的非易失性存储器与其制作方法 | |
| CN103247632B (zh) | 半导体器件及其制造方法 | |
| US9130038B2 (en) | Three-dimensional semiconductor memory device, memory system including the same, method of manufacturing the same and method of operating the same | |
| US10367004B2 (en) | Vertical ferroelectric thin film storage transistor and data write and read methods thereof | |
| CN205428927U (zh) | 形成于半导体衬底中的存储器单元、存储器单元的群组及存储器电路 | |
| JP5249757B2 (ja) | 不揮発性メモリ | |
| KR20120052664A (ko) | 비휘발성 메모리 장치 | |
| JP2009505380A (ja) | 不連続な記憶要素群を含んだ電子デバイス | |
| CN102938406A (zh) | 分栅式闪存及其形成方法 | |
| CN101656257A (zh) | 半导体存储器器件 | |
| KR20080035579A (ko) | 불연속 저장 요소들을 포함하는 전자 장치 형성 프로세스 | |
| CN104465523A (zh) | 闪存存储器的制造方法 | |
| TW201637018A (zh) | 降低電壓差之電子寫入抹除式可複寫唯讀記憶體及其操作方法 | |
| CN104821319B (zh) | 半导体器件及其操作方法 | |
| CN100492647C (zh) | 闪存器件及其制造方法 | |
| CN104952876A (zh) | 具电阻性元件的非易失性存储器与存储单元结构及其制法 | |
| US20150200013A1 (en) | Non-volatile memory and memory cell thereof | |
| KR20120135858A (ko) | 비휘발성 메모리 셀 및 이를 포함하는 비휘발성 메모리 장치 | |
| CN110571223B (zh) | 三维存储器及其形成方法、控制方法 | |
| KR101552921B1 (ko) | 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법 | |
| CN103094284A (zh) | Eeprom存储器及其制作方法 | |
| US20160336182A1 (en) | Floating Gate Separation in NAND Flash Memory | |
| JP2005184029A (ja) | 不揮発性記憶素子及び半導体集積回路装置 | |
| US8072803B2 (en) | Memory device and methods for fabricating and operating the same | |
| CN104934432A (zh) | 具有单层浮栅的非易失性存储器件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160727 Address after: Hsinchu County, Taiwan, China Applicant after: This is an electronic Limited by Share Ltd Address before: Hsinchu City, Taiwan, China Applicant before: Lin Chongrong |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180604 Address after: Hsinchu City, Taiwan, China Patentee after: Kirby Technology Co. Ltd. Address before: Hsinchu County, Taiwan, China Patentee before: This is an electronic Limited by Share Ltd |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171222 Termination date: 20210606 |