KR20050076115A - Phase change memory devices and methods of forming the same - Google Patents

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Abstract

상변환 기억 소자 및 그 형성 방법을 제공한다. 이 소자는 기판 상에 형성된 하부 층간절연막, 하부 층간절연막 상에 형성된 복수개의 상변환 물질막 패턴들, 상변환 물질막 패턴들을 덮는 상부 층간절연막, 각 상변환 물질막 패턴들의 아래에 배치되는 하부 도전 패턴들 및 각 상변환 물질막 패턴들의 상부에 배치되는 상부 도전 패턴들을 포함한다. A phase conversion memory device and a method of forming the same are provided. The device includes a lower interlayer insulating film formed on a substrate, a plurality of phase change material film patterns formed on the lower interlayer insulating film, an upper interlayer insulating film covering the phase change material film patterns, and a lower conductive layer disposed under each phase change material film pattern. The upper conductive patterns may be disposed on the patterns and the phase change material layer patterns.

Description

상변환 기억 소자 및 그 형성 방법{Phase change memory devices and methods of forming the same}Phase change memory devices and methods of forming the same

본 발명은 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 상변환 기억 소자 및 그 형성 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a phase change memory device and a method of forming the same.

비휘발성 메모리소자들은 그들의 전원이 차단될지라도 그들 내에 저장된 데이타들이 소멸되지 않는 특징을 갖는다. 이러한 비휘발성 메모리소자들은 적층 게이트 구조(stacked gate structure)를 갖는 플래시 기억 셀들을 주로 채택하고 있다. 상기 적층 게이트 구조는 채널 상에 차례로 적층된 터널 산화막, 부유 게이트, 게이트 층간 유전체막(inter-gate dielectric layer) 및 제어 게이트 전극을 포함한다. 따라서, 상기 플래시 기억 셀들의 신뢰성 및 프로그램 효율을 향상시키기 위해서는 상기 터널산화막의 막질이 개선되어야 하고 셀의 커플링 비율이 증가되어야 한다. Nonvolatile memory devices have a feature that data stored therein is not destroyed even if their power supply is cut off. Such nonvolatile memory devices mainly employ flash memory cells having a stacked gate structure. The stacked gate structure includes a tunnel oxide layer, a floating gate, an inter-gate dielectric layer, and a control gate electrode sequentially stacked on a channel. Therefore, in order to improve the reliability and program efficiency of the flash memory cells, the film quality of the tunnel oxide film should be improved and the coupling ratio of the cells should be increased.

상기 플래시 메모리소자들 대신에 새로운 비휘발성 기억소자들, 예컨대 상변환 기억소자들이 최근에 제안된 바 있다.Instead of the flash memory devices, new nonvolatile memory devices such as phase change memory devices have recently been proposed.

도 1은 상기 상변환 기억소자들의 단위 셀의 등가회로도를 보여준다.1 shows an equivalent circuit diagram of a unit cell of the phase change memory devices.

도 1을 참조하면, 상기 상변환 기억 셀은 하나의 억세스 트랜지스터(TA) 및 하나의 가변저항체(variable resistor; C)로 구성된다. 상기 가변저항체(C)는 하부전극, 상부전극 및 그들 사이에 개재된 상변환 물질막(phase changeable material layer)로 구성된다. 상기 가변저항체(C)의 상기 상부전극은 플레이트 전극(PL)과 접속된다. 또한, 상기 억세스 트랜지스터(TA)는 상기 하부전극과 접속된 소오스 영역, 상기 소오스 영역과 이격된(spaced apart) 드레인 영역 및 상기 소오스 영역 및 드레인 영역 사이의 채널 영역 상에 위치하는 게이트 전극을 포함한다. 상기 억세스 트랜지스터(TA)의 상기 게이트 전극 및 드레인 영역은 각각 워드라인(WL) 및 비트라인(BL)에 접속된다. 결과적으로, 상기 상변환 기억 셀의 등가회로도는 디램 셀의 등가회로도와 유사하다. 그러나, 상기 상변환 물질막의 성질은 상기 디램 셀에 채택되는 유전체막의 성질과는 전혀 다르다. 즉, 상기 상변환 물질막은 온도에 따라 2개의 안정된 상태(two stable states)를 갖는다.Referring to FIG. 1, the phase change memory cell includes one access transistor TA and one variable resistor C. Referring to FIG. The variable resistor C includes a lower electrode, an upper electrode, and a phase changeable material layer interposed therebetween. The upper electrode of the variable resistor C is connected to the plate electrode PL. In addition, the access transistor TA includes a source region connected to the lower electrode, a drain region spaced apart from the source region, and a gate electrode positioned on a channel region between the source region and the drain region. . The gate electrode and the drain region of the access transistor TA are connected to a word line WL and a bit line BL, respectively. As a result, the equivalent circuit diagram of the phase change memory cell is similar to the equivalent circuit diagram of the DRAM cell. However, the nature of the phase change material film is completely different from that of the dielectric film employed in the DRAM cell. That is, the phase change material film has two stable states according to temperature.

도 2는 상기 상변환 기억 셀을 프로그램 및 소거시키는 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 여기서, 가로축은 시간(T)을 나타내고, 세로축은 상기 상변환 물질막에 가해지는 온도(TMP)를 나타낸다.2 is a graph for explaining a method of programming and erasing the phase change memory cells. Here, the horizontal axis represents time T, and the vertical axis represents temperature TMP applied to the phase change material film.

도 2를 참조하면, 상기 상변환 물질막을 용융온도(melting temperature; Tm)보다 높은 온도에서 제1 기간(first duration; T1) 동안 가열한 후에 냉각시키면, 상기 상변환 물질막은 비정질 상태(amorphous state)로 변한다(곡선 ① 참조). 이에 반하여, 상기 상변환 물질막을 상기 용융온도(Tm)보다 낮고 결정화 온도(crystallization temperature; Tc)보다 높은 온도에서 상기 제1 기간(T1) 보다 긴 제2 기간(second duration; T2) 동안 가열한 후에 냉각시키면, 상기 상변환 물질막은 결정 상태(crystalline state)로 변한다(곡선 ② 참조). 여기서, 비정질 상태를 갖는 상변환 물질막의 비저항은 결정질 상태를 갖는 상변환 물질막의 비저항보다 높다. 따라서, 읽기 모드에서 상기 상변환 물질막을 통하여 흐르는 전류를 감지(detection)함으로써, 상기 상변환 기억 셀에 저장된 정보가 논리 "1" 인지 또는 논리 "0"인지를 판별(discriminate)할 수 있다. 상기 상변환 물질막으로는 게르마늄(Ge), 텔루리움(tellurium; Te) 및 스티비움(stibium; Sb)을 함유하는 화합물막(compound material layer; 이하 'GTS막' 이라 함)이 널리 사용된다.Referring to FIG. 2, when the phase change material film is heated after cooling for a first duration T1 at a temperature higher than a melting temperature Tm, the phase change material film is in an amorphous state. (See curve ①). In contrast, the phase change material film is heated for a second duration T2 longer than the first period T1 at a temperature lower than the melting temperature Tm and higher than a crystallization temperature Tc. Upon cooling, the phase change material film changes to a crystalline state (see curve ②). Here, the specific resistance of the phase change material film having an amorphous state is higher than that of the phase change material film having a crystalline state. Accordingly, by detecting the current flowing through the phase change material film in the read mode, it is possible to discriminate whether the information stored in the phase change memory cell is a logic "1" or a logic "0". As the phase change material film, a compound material layer (hereinafter, referred to as a 'GTS film') containing germanium (Ge), tellurium (Te), and stevilium (Sb) is widely used.

도 3은 종래의 상변환 기억 셀들을 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing conventional phase change memory cells.

도 3을 참조하면, 반도체기판(11)의 소정영역에 활성영역을 한정하는 소자분리막(13)이 배치된다. 상기 활성영역을 가로질러 한 쌍의 평행한 워드라인들(15)이 배치된다. 상기 한 쌍의 워드라인들(15)의 양 옆에 위치하는 상기 활성영역에 불순물 영역들이 형성된다. 상기 한 쌍의 워드라인들(15) 사이의 활성영역에 형성된 불순물 영역은 공통 드레인 영역(17d)에 해당하고, 상기 공통 드레인 영역(17d) 양 옆의 불순물 영역들은 소오스 영역들(17s)에 해당한다. 상기 소오스/드레인 영역들(17s, 17d), 상기 워드라인들(15) 및 상기 소자분리막(13)을 갖는 반도체기판의 전면은 제1 층간절연막(19)으로 덮여진다. 상기 제 1 층간절연막(19) 내에는 상기 소오스/드레인 영역들(17s, 17d)에 전기적으로 접속된 콘택 플러그들(21)이 배치된다. 상기 콘택 플러그들(21) 상에는 각각 도전 패드(23p) 및 비트 라인(23b)이 형성된다. 상기 도전 패드(23p) 및 상기 비트 라인(23b)은 상기 소오스 영역(17s) 및 상기 드레인 영역(17d)에 각각 전기적으로 접속된다. 도면에서 상기 비트라인(23b)의 일 부분만이 도시되었으나, 상기 비트라인(23b)은 상기 워드라인들(15)의 상부를 가로지른다.Referring to FIG. 3, an isolation layer 13 defining an active region is disposed in a predetermined region of the semiconductor substrate 11. A pair of parallel word lines 15 are disposed across the active region. Impurity regions are formed in the active region positioned at both sides of the pair of word lines 15. An impurity region formed in an active region between the pair of word lines 15 corresponds to a common drain region 17d, and impurity regions adjacent to both sides of the common drain region 17d correspond to source regions 17s. do. The entire surface of the semiconductor substrate having the source / drain regions 17s and 17d, the word lines 15, and the device isolation layer 13 is covered with a first interlayer insulating layer 19. In the first interlayer insulating layer 19, contact plugs 21 electrically connected to the source / drain regions 17s and 17d are disposed. Conductive pads 23p and bit lines 23b are formed on the contact plugs 21, respectively. The conductive pad 23p and the bit line 23b are electrically connected to the source region 17s and the drain region 17d, respectively. Although only a portion of the bit line 23b is shown in the figure, the bit line 23b crosses the upper portion of the word lines 15.

상기 도전 패드(23p)를 포함하는 반도체기판의 전면은 제2 층간절연막(25)으로 덮여진다. 상기 제2 층간절연막(25) 내에 상기 각 도전 패드들(23p)과 전기적으로 접속된 제 1 플러그들(27)이 배치된다. 상기 제2 층간절연막(25) 상에 상변환 물질막 패턴들(phase changeable material layer patterns; 29)이 배치된다. 상기 상변환 물질막 패턴들(29)의 각각은 상기 각 제 1 플러그들(27)을 덮는다. 상기 각 상변환 물질막 패턴들(29)을 포함하는 반도체기판의 전면은 제 3 층간절연막(31)으로 덮여진다. 상기 제 3 층간절연막(31) 내에는, 상기 상변환 물질막 패턴들(29)의 상부에 전기적으로 접속되는 제 2 플러그들(33)이 배치된다. 상기 제 2 플러그들(33)은 플레이트 전극(35)으로 연결된다. The entire surface of the semiconductor substrate including the conductive pads 23p is covered with a second interlayer insulating film 25. First plugs 27 electrically connected to the respective conductive pads 23p are disposed in the second interlayer insulating layer 25. Phase changeable material layer patterns 29 are disposed on the second interlayer insulating layer 25. Each of the phase change material layer patterns 29 covers the first plugs 27. The front surface of the semiconductor substrate including each of the phase change material layer patterns 29 is covered with a third interlayer insulating layer 31. In the third interlayer insulating layer 31, second plugs 33 electrically connected to the phase change material layer patterns 29 are disposed. The second plugs 33 are connected to the plate electrode 35.

한편, 도 2에서 설명한 것처럼, 상변환 기억 소자에 저장된 정보는 소정의 크기 이상의 전류가 상기 상변환 물질막 패턴을 지나는 조건에서 변한다. 이에 따라, 소정의 셀을 선택하는 억세스 트랜지스터(TA)는 상기 제 1 또는 제 2 기간(T1 또는 T2)동안 이러한 소정 크기 이상의 전류를 흘릴 수 있는 전류 전달 능력을 가져야 한다. 하지만, 상기 억세스 트랜지스터의 전류 전달 능력은 반도체 장치의 고집적화에 따른 상기 워드 라인(15) 또는 상기 소오스/드레인 영역(17s, 17d)의 미세화로 인해, 감소하는 추세이다. 전류 전달 능력의 확보에 대한 이러한 필요성은 상변환 기억 소자의 미세화를 방해하는 요인이 되고 있다.Meanwhile, as described with reference to FIG. 2, the information stored in the phase change memory device changes under a condition that a current of a predetermined size or more passes through the phase change material film pattern. Accordingly, the access transistor TA that selects a predetermined cell must have a current transfer capability capable of flowing a current equal to or greater than the predetermined size during the first or second period T1 or T2. However, the current transfer capability of the access transistor is decreasing due to the miniaturization of the word line 15 or the source / drain regions 17s and 17d due to the high integration of the semiconductor device. This necessity of securing the current transfer capability is a factor that hinders the miniaturization of the phase conversion memory device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 억세스 트랜지스터의 전류 전달 능력에 대한 필요성을 줄일 수 있는 상변환 기억 소자를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a phase change memory device capable of reducing the need for current transfer capability of an access transistor.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 억세스 트랜지스터의 전류 전달 능력에 대한 필요성을 줄일 수 있는 상변환 기억 소자의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a phase change memory device capable of reducing the need for the current transfer capability of an access transistor.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 보조적인 가열 수단들을 구비하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자를 제공한다. 이 소자는 기판 상에 형성된 하부 층간절연막, 상기 하부 층간절연막 상에 형성된 복수개의 상변환 물질막 패턴들, 상기 상변환 물질막 패턴들을 덮는 상부 층간절연막, 상기 각 상변환 물질막 패턴들의 아래에 배치되는 하부 도전 패턴들 및 상기 각 상변환 물질막 패턴들의 상부에 배치되는 상부 도전 패턴들을 포함한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a phase change memory device characterized in that it comprises auxiliary heating means. The device includes a lower interlayer insulating film formed on a substrate, a plurality of phase change material film patterns formed on the lower interlayer insulating film, an upper interlayer insulating film covering the phase change material film patterns, and disposed under each of the phase change material film patterns. Lower conductive patterns and upper conductive patterns disposed on the phase change material layer patterns.

바람직하게는, 상기 하부 도전 패턴들은 상기 상부 도전 패턴들과 45 내지 135 도의 각도로 교차한다. 또한, 상기 하부 도전 패턴들 및 상기 상부 도전 패턴들은 상기 상변환 물질막 패턴들로부터 이격되어, 각각 상기 하부 층간절연막 및 상기 상부 층간절연막을 관통하도록 배치된다. 이에 더하여, 상기 하부 층간절연막을 관통하여, 상기 상변환 물질막 패턴들의 하부면에 전기적으로 접속되는 하부 플러그 및 상기 상부 층간절연막을 관통하여, 상기 상변환 물질막 패턴들의 상부면에 전기적으로 접속되는 상부 플러그를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 하부 도전 패턴 및 상기 상부 도전 패턴은 각각 상기 하부 플러그 및 상기 상부 플러그로부터 이격되는 것이 바람직하다. Preferably, the lower conductive patterns intersect the upper conductive patterns at an angle of 45 to 135 degrees. In addition, the lower conductive patterns and the upper conductive patterns may be spaced apart from the phase change material layer patterns to pass through the lower interlayer insulating layer and the upper interlayer insulating layer, respectively. In addition, the lower plug is electrically connected to the lower surfaces of the phase change material layer patterns and the lower plug is electrically connected to the upper surfaces of the phase change material layer patterns. An upper plug may be further provided. In this case, the lower conductive pattern and the upper conductive pattern are preferably spaced apart from the lower plug and the upper plug, respectively.

바람직하게는, 상기 하부 도전 패턴은 상기 하부 플러그들을 둘러싸는 발열부들 및 상기 발열부들을 연결하는 연결부들을 포함한다. 또한, 상기 상부 도전 패턴은 상기 상부 플러그들을 둘러싸는 발열부들 및 상기 발열부들을 연결하는 연결부들을 포함한다. 각 경우에 있어서, 상기 발열부는 상기 연결부보다 단면적이 좁은 것이 바람직하다. 이에 더하여, 상기 상부 도전 패턴 및 하부 도전 패턴은 텅스텐, 구리, 알루미늄, 코발트 및 다결정 실리콘 중에서 선택된 적어도 한가지로 형성할 수 있다. Preferably, the lower conductive pattern includes heating parts surrounding the lower plugs and connection parts connecting the heating parts. In addition, the upper conductive pattern includes heating parts surrounding the upper plugs and connection parts connecting the heating parts. In each case, it is preferable that the heat generating portion have a narrower cross-sectional area than the connecting portion. In addition, the upper conductive pattern and the lower conductive pattern may be formed of at least one selected from tungsten, copper, aluminum, cobalt, and polycrystalline silicon.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 보조적인 가열 수단들을 구비하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 반도체기판의 소정영역 상부에 발열부 및 연결부를 구비하는 하부 도전 패턴들을 형성하고, 상기 하부 도전 패턴들의 발열부 상부에 상변환 물질막 패턴들을 형성한 후, 상기 상변환 물질막 패턴들의 상부에 발열부 및 연결부를 구비하는 상부 도전 패턴들을 형성하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above another technical problem, the present invention provides a method of manufacturing a phase change memory device, characterized in that it comprises auxiliary heating means. In this method, lower conductive patterns including a heating part and a connection part are formed on a predetermined region of a semiconductor substrate, and phase change material layer patterns are formed on the heating part of the lower conductive patterns, and then the phase conversion material layer patterns are formed. And forming upper conductive patterns having a heating part and a connection part thereon.

상기 하부 도전 패턴 및 상기 상부 도전 패턴은 상기 상변환 물질막 패턴으로부터 전기적으로 절연되도록 형성된다. 바람직하게는, 상기 상변환 물질막 패턴을 형성하기 전에, 상기 하부 도전 패턴들을 포함하는 반도체기판의 전면을 덮는 하부 층간절연막을 형성한 후, 상기 하부 층간절연막을 관통하는 하부 플러그를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 하부 플러그는 상기 하부 도전 패턴으로부터 전기적으로 절연되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이에 더하여, 상기 하부 플러그는 상기 하부 도전 패턴의 발열부를 관통하여, 상기 상변환 물질막 패턴에 전기적으로 접속되도록 형성된다. The lower conductive pattern and the upper conductive pattern are formed to be electrically insulated from the phase change material layer pattern. Preferably, before forming the phase change material layer pattern, forming a lower interlayer insulating layer covering an entire surface of the semiconductor substrate including the lower conductive patterns, and then forming a lower plug penetrating the lower interlayer insulating layer. The lower plug may be formed to be electrically insulated from the lower conductive pattern. In addition, the lower plug is formed to pass through the heat generating portion of the lower conductive pattern and to be electrically connected to the phase change material film pattern.

한편, 상기 상부 도전 패턴을 형성하기 전에, 상기 상변환 물질막 패턴들을 포함하는 반도체기판의 전면을 덮는 제 1 상부 절연막을 형성하고, 상기 상부 도전 패턴을 형성한 후에는, 그 결과물의 전면을 덮는 제 2 상부 절연막을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이에 더하여, 상기 제 2 상부 절연막을 형성한 후, 상기 제 1 및 제 2 상부 층간절연막을 관통하여 상기 상변환 물질막 패턴의 상부면에 전기적으로 접속되는 상부 플러그들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 상부 플러그는 상기 상부 도전 패턴의 발열부를 관통하도록 형성된다. Meanwhile, before forming the upper conductive pattern, a first upper insulating layer covering the entire surface of the semiconductor substrate including the phase change material layer patterns is formed, and after forming the upper conductive pattern, the entire upper surface of the resultant is formed. The method may further include forming a second upper insulating film. In addition, after forming the second upper insulating film, the method may further include forming upper plugs electrically connected to the upper surface of the phase change material film pattern through the first and second upper interlayer insulating films. In this case, the upper plug is formed to pass through the heat generating portion of the upper conductive pattern.

바람직하게는 상기 상부 도전 패턴은 상기 하부 도전 패턴에 대해 45 내지 135 도의 각도로 교차하도록 형성된다. Preferably, the upper conductive pattern is formed to cross at an angle of 45 to 135 degrees with respect to the lower conductive pattern.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한 층이 다른 층 또는 기판 상에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity. If it is also mentioned that the layer is on another layer or substrate it may be formed directly on the other layer or substrate or a third layer may be interposed therebetween.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상변환 기억 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도들이다. 4 through 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a phase change memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 반도체기판(100)의 소정영역에 소자분리막(110)을 형성하여 복수개의 활성영역들을 한정한다. 상기 활성영역들은 상기 반도체기판(100)에 2차원적으로 배열되도록 한정된다. 상기 활성영역들의 상부를 가로지르도록 복수개의 워드라인들(120)을 형성한다. 상기 활성영역들의 각각은 한 쌍의 워드라인들(120)에 의해 3개의 영역으로 분할된다. 상기 워드라인들(120) 및 상기 소자분리막(110)을 이온주입 마스크로 사용하여 상기 활성영역들에 불순물 이온들을 주입하여 불순물 영역들을 형성한다. 그 결과, 상기 각 활성영역들에 공통 드레인 영역(130d) 및 2개의 소오스 영역들(130s)이 형성된다. Referring to FIG. 4, the device isolation layer 110 is formed in a predetermined region of the semiconductor substrate 100 to define a plurality of active regions. The active regions are defined to be two-dimensionally arranged on the semiconductor substrate 100. A plurality of word lines 120 are formed to cross the upper portions of the active regions. Each of the active regions is divided into three regions by a pair of word lines 120. Impurity regions are formed by implanting impurity ions into the active regions using the word lines 120 and the device isolation layer 110 as ion implantation masks. As a result, a common drain region 130d and two source regions 130s are formed in each of the active regions.

상기 공통 드레인 영역들(130d) 및 소오스 영역들(130s)을 갖는 반도체기판의 전면 상에 제1 하부 절연막(140), 예컨대 실리콘 산화막을 형성한다. 이어서, 상기 제1 하부 절연막(140)의 소정영역들을 관통하는 복수개의 콘택 플러그들(145)을 형성한다. 상기 콘택 플러그들(145)은 상기 소오스 영역(130s)과 접촉하도록 형성한다. 상기 콘택 플러그들(145)은 폴리 실리콘 또는 텅스텐으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 콘택 플러그들(145) 상에 콘택 패드(155)를 형성한다. 도시하지는 않았지만, 상기 제 1 하부 절연막(140) 상에는 상기 워드 라인들(120)을 가로지르는 비트 라인이 배치된다. 상기 비트 라인은 상기 제 1 하부 절연막(140)을 관통하는 소정의 콘택 플러그(도시되지 않음)에 의해 상기 공통 드레인 영역(130d)에 전기적으로 접속된다. 이 경우, 상기 콘택 패드(155)와 상기 비트 라인은 동일한 공정을 통해 형성된다. A first lower insulating layer 140, for example, a silicon oxide layer, is formed on the entire surface of the semiconductor substrate having the common drain regions 130d and the source regions 130s. Subsequently, a plurality of contact plugs 145 passing through predetermined regions of the first lower insulating layer 140 are formed. The contact plugs 145 are formed to contact the source region 130s. The contact plugs 145 may be formed of polysilicon or tungsten. Contact pads 155 are formed on the contact plugs 145. Although not illustrated, a bit line crossing the word lines 120 is disposed on the first lower insulating layer 140. The bit line is electrically connected to the common drain region 130d by a predetermined contact plug (not shown) passing through the first lower insulating layer 140. In this case, the contact pad 155 and the bit line are formed through the same process.

도 5를 참조하면, 상기 콘택 패드(155)를 포함하는 반도체기판의 전면 상에 제 2 하부 절연막(160)을 형성한다. 상기 제2 하부 절연막(160)은 상기 제1 하부 절연막(140)과 동일한 물질막으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제 2 하부 절연막(160) 상에 복수개의 하부 도전 패턴들(165)을 형성한다. Referring to FIG. 5, a second lower insulating layer 160 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the contact pad 155. The second lower insulating layer 160 may be formed of the same material layer as the first lower insulating layer 140. A plurality of lower conductive patterns 165 are formed on the second lower insulating layer 160.

상기 하부 도전 패턴들(165)은 용융 온도가 높은 도전성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 하부 도전 패턴(165)은 텅스텐, 구리 및 코발트 중의 한가지 물질로 형성될 수 있으나, 경우에 따라서는 알루미늄 또는 폴리 실리콘과 같은 물질이 사용될 수 있다. 또한, 상기 하부 도전 패턴들(165)은 발열부 및 연결부로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 발열부의 단면이 상기 연결부의 단면보다 좁도록 형성된다. 이에 따라, 상기 하부 도전 패턴(165)을 흐르는 전류에 의해 발생하는 열은 상기 발열부에서만 선택적으로 생성될 수 있다. 이런 점에서, 상기 발열부는 후속 공정에서 형성될 상변환 물질막 패턴의 아래에 배치되는 것이 바람직하다. The lower conductive patterns 165 may be made of a conductive material having a high melting temperature. For example, the lower conductive pattern 165 may be formed of one of tungsten, copper, and cobalt, but in some cases, a material such as aluminum or polysilicon may be used. In addition, the lower conductive patterns 165 may be formed of a heat generating portion and a connecting portion, and preferably, a cross section of the heat generating portion is narrower than a cross section of the connecting portion. Accordingly, heat generated by the current flowing through the lower conductive pattern 165 may be selectively generated only in the heat generating unit. In this regard, the heat generating unit is preferably disposed under the phase change material film pattern to be formed in a subsequent process.

도 6을 참조하면, 상기 하부 도전 패턴들(165)을 포함하는 반도체기판의 전면 상에 제 3 하부 절연막(170)을 형성한다. 상기 제 3 하부 절연막(170)은 상기 제 1 및 제 2 하부 절연막들(140, 160)과 동일한 물질막으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제 1, 제 2 및 제 3 하부 절연막(140, 160, 170)은 하부 층간절연막을 구성한다.Referring to FIG. 6, a third lower insulating layer 170 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the lower conductive patterns 165. The third lower insulating layer 170 may be formed of the same material layer as the first and second lower insulating layers 140 and 160. The first, second, and third lower insulating layers 140, 160, and 170 constitute a lower interlayer insulating layer.

상기 제 3 및 제 2 하부 절연막(170, 160)을 관통하여 상기 콘택 패드(155)에 전기적으로 접속하는 하부 플러그(175)를 형성한다. 상기 하부 플러그(175)는 상기 하부 도전 패턴(165)의 발열부를 관통하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 하부 플러그(175)는 상기 하부 도전 패턴(165)으로부터 전기적으로 절연되어야 한다. 이를 위해, 상기 하부 도전 패턴(165)의 발열부는 가운데 영역이 빈 폐곡선 형태인 것이 바람직하고, 상기 하부 플러그(175)는 상기 발열부의 가운데 영역을 지나도록 형성된다. A lower plug 175 is formed through the third and second lower insulating layers 170 and 160 to be electrically connected to the contact pad 155. The lower plug 175 may be formed to penetrate the heat generating portion of the lower conductive pattern 165. In this case, the lower plug 175 must be electrically insulated from the lower conductive pattern 165. To this end, the heat generating portion of the lower conductive pattern 165 preferably has an empty closed curve in the center area, and the lower plug 175 is formed to pass through the center area of the heat generating part.

도 7을 참조하면, 상기 하부 층간절연막 상에, 상기 하부 플러그(175)의 상부면에 접촉하는 상변환 물질막 패턴들(300)을 형성한다. 결과적으로, 상기 상변환 물질막 패턴들(300)은 상기 소오스 영역(130s) 및 상기 콘택 패드(155)의 수직 상부에 배치되게 된다. 상기 상변환 물질막 패턴(300)은 차례로 적층된 GTS막 및 상부 전극막으로 구성될 수 있으며, 이때 상기 상부전극막은 타이타늄 질화막(TiN), 타이타늄 알루미늄 질화막(TiAlN), 타이타늄 실리콘 질화막(TiSiN), 탄탈륨 질화막(TaN), 탄탈륨 알루미늄 질화막(TaAlN) 또는 탄탈륨 실리콘 질화막(TaSiN)으로 형성하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 7, phase change material layer patterns 300 are formed on the lower interlayer insulating layer to contact the upper surface of the lower plug 175. As a result, the phase change material layer patterns 300 are disposed on the vertical regions of the source region 130s and the contact pad 155. The phase change material layer pattern 300 may include a GTS layer and an upper electrode layer, which are sequentially stacked, wherein the upper electrode layer is a titanium nitride layer (TiN), a titanium aluminum nitride layer (TiAlN), a titanium silicon nitride layer (TiSiN), It is preferable to form a tantalum nitride film (TaN), a tantalum aluminum nitride film (TaAlN), or a tantalum silicon nitride film (TaSiN).

이어서, 상기 상변환 물질막 패턴들(300)을 덮는 제 1 상부 절연막(180)을 형성한다. 상기 제 1 상부 절연막(180)의 상에는, 상기 상변환 물질막 패턴들(300)의 상부를 지나는 상부 도전 패턴들(185)을 형성한다. 상기 상부 도전 패턴들(185)은 상기 하부 도전 패턴들(165)에 대하여 45 내지 135도의 각도로 교차하도록 형성될 수 있으며, 바람직하게는 수직하게 형성된다. 또한, 상기 하부 도전 패턴(165)과 마찬가지로, 상기 상부 도전 패턴들(185)은 용융 온도가 높은 도전성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 상부 도전 패턴(185)은 텅스텐, 구리, 코발트, 알루미늄 및 폴리 실리콘 중에서 선택된 한가지 물질로 형성될 수 있다. 이에 더하여, 상기 상부 도전 패턴들(185)은 발열부 및 연결부를 구비하며, 바람직하게는 상기 발열부의 단면이 상기 연결부의 단면보다 좁도록 형성된다. Subsequently, a first upper insulating layer 180 covering the phase change material layer patterns 300 is formed. Upper conductive patterns 185 may be formed on the first upper insulating layer 180 to pass over the phase change material layer patterns 300. The upper conductive patterns 185 may be formed to cross at an angle of 45 to 135 degrees with respect to the lower conductive patterns 165, and are preferably vertically formed. In addition, like the lower conductive pattern 165, the upper conductive patterns 185 may be made of a conductive material having a high melting temperature. For example, the upper conductive pattern 185 may be formed of one material selected from tungsten, copper, cobalt, aluminum, and polysilicon. In addition, the upper conductive patterns 185 may include a heat generating portion and a connecting portion, and preferably, a cross section of the heat generating portion is narrower than a cross section of the connecting portion.

상술한 것처럼, 소정의 기억 셀에 저장된 정보를 변경하는 단계는 상기 상변환 물질막 패턴(300)을 가열하는 단계를 통해 이루어진다. 이때, 상기 하부 및 상부 도전 패턴들(165, 185)을 흐르는 전류에 의해 발생된 열은 상기 상변환 물질막 패턴(300)을 지나는 전류의 양을 줄이는데 이용될 수 있다. 이에 따라, 요구되는 전류 전송 능력이 감소하여 상기 억세스 트랜지스터를 보다 미세하게 형성하는 것이 가능해진다. 그 결과, 보다 고집적화된 상변환 기억 소자를 제조할 수 있다. As described above, the changing of the information stored in the predetermined memory cell is performed by heating the phase change material film pattern 300. In this case, heat generated by the current flowing through the lower and upper conductive patterns 165 and 185 may be used to reduce the amount of current passing through the phase change material layer pattern 300. As a result, the required current transfer capability is reduced, making it possible to form the access transistors more finely. As a result, a more highly integrated phase change memory element can be manufactured.

한편, 상기 상부 도전 패턴(185) 및 하부 도전 패턴(165)은 다른 기억 셀들에 대한 간섭을 최소화하도록 상술한 것처럼 서로 다른 방향을 갖도록 형성된다. 이때, 소정의 셀을 선택하는 방법은 그 셀을 지나는 상기 상부 및 하부 도전 패턴들(185, 155)에 소정의 전류를 흘리는 단계를 포함하며, 상기 상부 및 하부 도전 패턴들(185, 165) 각각에서 발생하는 열은 상기 상변환 물질막 패턴(300)을 결정화 온도(Tc)까지 가열하지 않을 정도의 크기인 것이 바람직하다. Meanwhile, the upper conductive pattern 185 and the lower conductive pattern 165 are formed to have different directions as described above to minimize interference with other memory cells. In this case, the method of selecting a predetermined cell includes flowing a predetermined current through the upper and lower conductive patterns 185 and 155 passing through the cell, and respectively the upper and lower conductive patterns 185 and 165. The heat generated at may be large enough not to heat the phase change material film pattern 300 to the crystallization temperature Tc.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 하부 도전 패턴(165) 및 상기 상부 도전 패턴(185)은 상감(damascene) 기술을 이용하여 형성될 수도 있다. 또한, 상기 하부 도전 패턴(165) 및 상기 상부 도전 패턴(185)은 비저항이 큰 물질로 형성될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the lower conductive pattern 165 and the upper conductive pattern 185 may be formed using a damascene technique. In addition, the lower conductive pattern 165 and the upper conductive pattern 185 may be formed of a material having a high resistivity.

도 8을 참조하면, 상기 상부 도전 패턴들(185)을 포함하는 반도체기판의 전면 상에 제 2 상부 절연막(190)을 형성한다. 상기 제 2 상부 절연막(190)은 상기 제 1 상부 절연막(180)과 동일한 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 상부 절연막(180, 190)은 상부 층간절연막을 구성한다. Referring to FIG. 8, a second upper insulating layer 190 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the upper conductive patterns 185. The second upper insulating layer 190 may be formed of the same material as the first upper insulating layer 180. In this case, the first and second upper insulating layers 180 and 190 constitute an upper interlayer insulating layer.

상기 상부 층간절연막을 관통하여, 상기 상변환 물질막 패턴(300)의 상부면에 접속하는 상부 플러그(195)를 형성한다. 상기 상부 플러그(195)는 상기 상부 도전 패턴(185)으로부터 전기적으로 절연된다. 이를 위해, 상기 상부 플러그(195)는 상기 상부 도전 패턴(185)의 발열부의 가운데 빈 영역을 지나도록 배치된다. 이어서, 상기 상부 플러그들(195)을 전기적으로 연결하는 상부 전극(200)이 배치된다. An upper plug 195 is formed through the upper interlayer insulating layer and connected to an upper surface of the phase change material layer pattern 300. The upper plug 195 is electrically insulated from the upper conductive pattern 185. To this end, the upper plug 195 is disposed to pass through an empty area in the middle of the heat generating portion of the upper conductive pattern 185. Subsequently, an upper electrode 200 for electrically connecting the upper plugs 195 is disposed.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상변환 기억 소자의 주요 부분을 보여주는 사시도이다. 9 is a perspective view showing the main part of the phase change memory device according to the preferred embodiment of the present invention.

도 9 및 이에 상응하는 단면을 보여주는 도 8을 다시 참조하면, 반도체기판(100) 상에 활성영역을 한정하는 소자분리막들(110)이 배치된다. 상기 각 활성영역의 상부에는 한 쌍의 워드 라인들(120)이 가로지른다. 이에 따라, 상기 워드 라인(120) 아래의 활성영역은 트랜지스터의 채널 영역이 되고, 상기 채널 영역 이외의 활성영역에는 불순물 영역이 형성된다. 상기 워드 라인들(120) 사이의 활성영역에 형성되는 불순물 영역은 공통 드레인 영역(130d)이 되고, 그 양 옆에 배치되는 두 불순물 영역들은 소오스 영역(130s)이 된다. 결과적으로 하나의 활성영역에는 상기 공통 드레인 영역(130d)을 공유하는 두 개의 트랜지스터가 배치된다. Referring to FIG. 9 and FIG. 8, which shows a cross section corresponding thereto, device isolation layers 110 defining an active region are disposed on the semiconductor substrate 100. A pair of word lines 120 intersect the upper portion of each active region. Accordingly, the active region under the word line 120 becomes a channel region of the transistor, and an impurity region is formed in the active region other than the channel region. The impurity region formed in the active region between the word lines 120 becomes the common drain region 130d, and the two impurity regions disposed next to each other become the source region 130s. As a result, two transistors sharing the common drain region 130d are disposed in one active region.

상기 트랜지스터들이 형성된 반도체기판의 전면은 콘택 플러그(145)를 갖는 제 1 하부 절연막(140)에 의해 덮인다. 상기 제 1 하부 절연막(140) 상에는, 상기 콘택 플러그(145)의 상부면에 접촉하는 콘택 패드(155)가 배치된다. 상기 콘택 패드(155)를 포함하는 반도체기판의 전면은 상기 제 1 하부 절연막(140)과 동일한 물질로 이루어진, 제 2 하부 절연막(160)에 의해 덮인다. The front surface of the semiconductor substrate on which the transistors are formed is covered by the first lower insulating layer 140 having the contact plug 145. The contact pads 155 contacting the upper surface of the contact plug 145 are disposed on the first lower insulating layer 140. The front surface of the semiconductor substrate including the contact pad 155 is covered by the second lower insulating layer 160 made of the same material as the first lower insulating layer 140.

상기 제 2 하부 절연막(160) 상에는 하부 도전 패턴(165)이 배치되고, 상기 하부 도전 패턴(165)을 포함하는 반도체기판의 상부에는 제 3 하부 절연막(170)이 배치된다. 상기 제 3 하부 절연막(170) 상에는, 하부 플러그(175)를 통해 상기 콘택 패드(155)에 전기적으로 접속된 상변환 물질막 패턴들(300)이 배치된다. 이를 위해, 상기 하부 플러그(175)는 상기 제 2 및 제 3 하부 절연막(160, 170)을 관통하도록 배치된다. A lower conductive pattern 165 is disposed on the second lower insulating layer 160, and a third lower insulating layer 170 is disposed on the semiconductor substrate including the lower conductive pattern 165. The phase change material layer patterns 300 electrically connected to the contact pads 155 through the lower plug 175 are disposed on the third lower insulating layer 170. To this end, the lower plug 175 is disposed to pass through the second and third lower insulating layers 160 and 170.

상기 상변환 물질막 패턴들(300)을 포함하는 반도체기판의 전면은 제 1 상부 절연막(180)에 의해 덮인다. 상기 제 1 상부 절연막(180) 상에는 상기 하부 도전 패턴(165)에 대하여 45 내지 135도의 각도로 교차하는 상부 도전 패턴들(185)이 배치된다. 상기 상부 도전 패턴들(185)을 포함하는 반도체기판의 전면은 제 2 상부 절연막(190)에 의해 덮인다. 상기 제 1 및 제 2 상부 절연막(180, 190)은 상부 층간절연막을 구성한다. 상기 상부 층간절연막 상에는, 상부 플러그(195)에 의해 상기 상변환 물질막 패턴(300)에 전기적으로 접속하는 상부 전극(200)이 배치된다. 이를 위해, 상기 상부 플러그(195)는 상기 제 1 및 제 2 상부 절연막(180, 190)을 관통한다. The entire surface of the semiconductor substrate including the phase change material layer patterns 300 is covered by the first upper insulating layer 180. Upper conductive patterns 185 are disposed on the first upper insulating layer 180 to intersect the lower conductive pattern 165 at an angle of 45 to 135 degrees. The entire surface of the semiconductor substrate including the upper conductive patterns 185 is covered by the second upper insulating layer 190. The first and second upper insulating layers 180 and 190 constitute an upper interlayer insulating layer. On the upper interlayer insulating layer, an upper electrode 200 electrically connected to the phase change material film pattern 300 is disposed by an upper plug 195. To this end, the upper plug 195 penetrates the first and second upper insulating layers 180 and 190.

한편, 상기 하부 도전 패턴(165) 및 상기 상부 도전 패턴(185)은 발열부 및 연결부로 구성된다. 상기 발열부는 상기 상변환 물질막 패턴(300)의 연직 상부 또는 하부에 배치되고, 상기 연결부는 상기 발열부들을 연결하도록 배치된다. 특히, 상기 발열부는 전기적 열 에너지가 발생하는 위치로서, 이를 위해 상기 발열부의 단면적은 상기 연결부의 단면적보다 좁은 것이 바람직하다. 또한, 상기 하부 도전 패턴(165) 및 상부 도전 패턴(185)은 상기 상부 플러그(195), 상기 하부 플러그(175) 및 상기 상변환 물질막 패턴(300)에 대해 전기적으로 절연되도록 배치된다. The lower conductive pattern 165 and the upper conductive pattern 185 may include a heating part and a connection part. The heating part is disposed above or below the vertical of the phase change material layer pattern 300, and the connection part is disposed to connect the heating parts. In particular, the heat generating portion is a position where electrical heat energy is generated, and for this purpose, the cross-sectional area of the heat generating portion is preferably narrower than the cross-sectional area of the connection portion. In addition, the lower conductive pattern 165 and the upper conductive pattern 185 are disposed to be electrically insulated from the upper plug 195, the lower plug 175, and the phase change material layer pattern 300.

본 발명에 따르면, 소정의 상변환 물질막 패턴을 선택하여 가열할 수 있는 상부 도전 패턴 및 하부 도전 패턴을 구비한다. 이에 따라, 억세스 트랜지스터를 통해 공급되는 전류의 크기를 줄일 수 있다. 그 결과, 전류 전송 능력을 감소시킬 수 있어, 반도체 장치를 더욱 고집적화시킬 수 있다. According to the present invention, an upper conductive pattern and a lower conductive pattern for selecting and heating a predetermined phase change material film pattern are provided. Accordingly, the magnitude of the current supplied through the access transistor can be reduced. As a result, the current transfer capability can be reduced, and the semiconductor device can be further integrated.

도 1은 전형적인 상변환 기억소자(typical phase changeable memory device)의 단위 셀의 등가회로도이다.1 is an equivalent circuit diagram of a unit cell of a typical typical phase changeable memory device.

도 2는 상변환 기억 셀에 채택되는 상변환 물질의 특성을 설명하기 위한 그래프이다.2 is a graph for explaining the characteristics of the phase change material employed in the phase change memory cell.

도 3은 종래의 상변환 기억 셀들을 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing conventional phase change memory cells.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상변환 기억 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도들이다. 4 through 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a phase change memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상변환 기억 소자의 주요 부분을 보여주는 사시도이다. 9 is a perspective view showing the main part of the phase change memory device according to the preferred embodiment of the present invention.

Claims (14)

기판 상에 형성된 하부 층간절연막;A lower interlayer insulating film formed on the substrate; 상기 하부 층간절연막 상에 형성된 복수개의 상변환 물질막 패턴들;A plurality of phase change material film patterns formed on the lower interlayer insulating film; 상기 상변환 물질막 패턴들을 덮는 상부 층간절연막;An upper interlayer insulating layer covering the phase change material layer patterns; 상기 각 상변환 물질막 패턴들의 아래에 배치되는 하부 도전 패턴들; 및Lower conductive patterns disposed under each of the phase change material layer patterns; And 상기 각 상변환 물질막 패턴들의 상부에 배치되는 상부 도전 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And an upper conductive pattern disposed on each of the phase change material layer patterns. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 하부 도전 패턴들은 상기 상부 도전 패턴들과 45 내지 135 도의 각도로 교차하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자. And the lower conductive patterns intersect the upper conductive patterns at an angle of 45 to 135 degrees. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 하부 도전 패턴들 및 상기 상부 도전 패턴들은 상기 상변환 물질막 패턴들로부터 이격되어, 각각 상기 하부 층간절연막 및 상기 상부 층간절연막을 관통하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자. And the lower conductive patterns and the upper conductive patterns are spaced apart from the phase change material layer patterns to penetrate the lower interlayer insulating layer and the upper interlayer insulating layer, respectively. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 하부 층간절연막을 관통하여, 상기 상변환 물질막 패턴들의 하부면에 전기적으로 접속되는 하부 플러그; 및A lower plug penetrating the lower interlayer insulating film and electrically connected to lower surfaces of the phase change material film patterns; And 상기 상부 층간절연막을 관통하여, 상기 상변환 물질막 패턴들의 상부면에 전기적으로 접속되는 상부 플러그를 더 구비하되, A top plug penetrating the upper interlayer insulating film and electrically connected to upper surfaces of the phase change material film patterns, 상기 하부 도전 패턴 및 상기 상부 도전 패턴은 각각 상기 하부 플러그 및 상기 상부 플러그로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the lower conductive pattern and the upper conductive pattern are spaced apart from the lower plug and the upper plug, respectively. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 하부 도전 패턴은 The lower conductive pattern is 상기 하부 플러그들을 둘러싸는 발열부들; 및 Heating parts surrounding the lower plugs; And 상기 발열부들을 연결하는 연결부들을 포함하되, Including connection parts connecting the heating parts, 상기 발열부는 상기 연결부보다 단면적이 좁은 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the heat generating portion has a smaller cross-sectional area than the connecting portion. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 상부 도전 패턴은 The upper conductive pattern is 상기 상부 플러그들을 둘러싸는 발열부들; 및 Heating parts surrounding the upper plugs; And 상기 발열부들을 연결하는 연결부들을 포함하되, Including connection parts connecting the heating parts, 상기 발열부는 상기 연결부보다 단면적이 좁은 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the heat generating portion has a smaller cross-sectional area than the connecting portion. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 상부 도전 패턴 및 하부 도전 패턴은 텅스텐, 구리, 알루미늄, 코발트 및 다결정 실리콘 중에서 선택된 적어도 한가지로 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자. And the upper conductive pattern and the lower conductive pattern are formed of at least one selected from tungsten, copper, aluminum, cobalt, and polycrystalline silicon. 반도체기판의 소정영역 상부에, 발열부 및 연결부를 구비하는 하부 도전 패턴들을 형성하는 단계;Forming lower conductive patterns on the predetermined region of the semiconductor substrate, the lower conductive patterns including a heating part and a connection part; 상기 하부 도전 패턴들의 발열부 상부에 상변환 물질막 패턴들을 형성하는 단계; 및Forming phase change material layer patterns on the heating parts of the lower conductive patterns; And 상기 상변환 물질막 패턴들의 상부에, 발열부 및 연결부를 구비하는 상부 도전 패턴들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조 방법. And forming upper conductive patterns on the phase change material layer patterns, the upper conductive patterns including a heating part and a connection part. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 하부 도전 패턴 및 상기 상부 도전 패턴은 상기 상변환 물질막 패턴으로부터 전기적으로 절연되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조 방법. And the lower conductive pattern and the upper conductive pattern are electrically insulated from the phase change material film pattern. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 상변환 물질막 패턴을 형성하기 전에, Before forming the phase change material film pattern, 상기 하부 도전 패턴들을 포함하는 반도체기판의 전면을 덮는 하부 층간절연막을 형성하는 단계; 및Forming a lower interlayer insulating film covering an entire surface of the semiconductor substrate including the lower conductive patterns; And 상기 하부 층간절연막을 관통하는 하부 플러그를 형성하는 단계를 더 포함하되, Forming a lower plug penetrating the lower interlayer insulating film, 상기 하부 플러그는 상기 하부 도전 패턴으로부터 전기적으로 절연되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조 방법. And the lower plug is electrically insulated from the lower conductive pattern. 제 10 항에 있어서, The method of claim 10, 상기 하부 플러그는 상기 하부 도전 패턴의 발열부를 관통하여, 상기 상변환 물질막 패턴에 전기적으로 접속되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조 방법. And the lower plug penetrates through the heat generating portion of the lower conductive pattern and is electrically connected to the phase change material film pattern. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 상부 도전 패턴을 형성하기 전에, 상기 상변환 물질막 패턴들을 포함하는 반도체기판의 전면을 덮는 제 1 상부 층간절연막을 형성하고,Before forming the upper conductive pattern, a first upper interlayer insulating layer covering the entire surface of the semiconductor substrate including the phase change material layer patterns is formed; 상기 상부 도전 패턴을 형성한 후, 그 결과물의 전면을 덮는 제 2 상부 층간절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 상변환 기억 소자의 제조 방법.And forming a second upper interlayer insulating film covering the entire surface of the resultant after forming the upper conductive pattern. 제 12 항에 있어서, The method of claim 12, 상기 제 2 상부 층간절연막을 형성한 후, After forming the second upper interlayer insulating film, 상기 제 1 및 제 2 상부 층간절연막을 관통하여 상기 상변환 물질막 패턴의 상부면에 전기적으로 접속되는 상부 플러그들을 형성하는 단계를 더 포함하되, Forming upper plugs electrically connected to upper surfaces of the phase change material film patterns through the first and second upper interlayer insulating films, 상기 상부 플러그는 상기 상부 도전 패턴의 발열부를 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조 방법.And the upper plug is formed to pass through a heat generating portion of the upper conductive pattern. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 상부 도전 패턴은 상기 하부 도전 패턴에 대해 45 내지 135 도의 각도로 교차하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조 방법.And the upper conductive pattern is formed to cross at an angle of 45 to 135 degrees with respect to the lower conductive pattern.
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