專利名稱：多比特機(jī)電存儲(chǔ)器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，具體地，涉及一種多比特機(jī)電存 儲(chǔ)器件及其制造方法。本申請(qǐng)根據(jù)35 U. S. C. 119要求2006年8月24日遞交的韓國(guó)專利 申請(qǐng)No. 10-2006-0080203的優(yōu)先權(quán)，將其全部?jī)?nèi)容一并在此作為參考。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包括用于存儲(chǔ)電子信息的存儲(chǔ)單元。非易失性存儲(chǔ) 器件廣泛使用，因?yàn)樗鼈兊南嚓P(guān)存儲(chǔ)單元即使當(dāng)禁用或去除電源時(shí)也能 保持信息。該特征使非易失性存儲(chǔ)器件尤其對(duì)用于便攜電子設(shè)備是有吸 引力的。隨著更高集成度連續(xù)趨勢(shì)，高密度布局、低功耗操作和高操作 速度針對(duì)此種器件是普遍考慮的。稱作閃速存儲(chǔ)器的一種非易失性存儲(chǔ)器件已經(jīng)變得流行，因?yàn)槠湎?對(duì)便宜地生產(chǎn)，并且因?yàn)槠湟韵鄬?duì)較低的功率要求操作；然而，已知閃 速存儲(chǔ)器一般存在較低的操作速度、相對(duì)較弱的數(shù)據(jù)保持可靠性、以及 相對(duì)較短的使用期限的缺陷。此外，此種器件是基于傳統(tǒng)晶體管的操作， 并且隨著進(jìn)一步集成的壓力，它們?nèi)找嬖馐艿蕉虦系佬?yīng)、擊穿電壓降 低、以及柵極結(jié)的可靠性由于重復(fù)的編程/擦除周期而降低的困擾。此外， 因?yàn)榫w管尺寸的減小，存在單元間干擾增加的可能性，這可能進(jìn)一步 不利地影響性能和可靠性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實(shí)施例涉及一種多比特機(jī)電存儲(chǔ)器件及其制造方法，解決且 減少了傳統(tǒng)器件的上述限制。具體地，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種多比特 機(jī)電存儲(chǔ)器件以及此種器件的形成方法，所述存儲(chǔ)器件除了其他特征之
外，還實(shí)現(xiàn)了高密度存儲(chǔ)、低電壓編程和擦除電壓、高速操作、增強(qiáng)的 數(shù)據(jù)保持力和較高的長(zhǎng)期耐久性。本發(fā)明實(shí)施例可應(yīng)用于非易失性和易 失性存儲(chǔ)器件格式。在一個(gè)方面，存儲(chǔ)器件包括襯底；位線，在襯底上沿第一方向延 伸；第一字線結(jié)構(gòu)，在位線上并且與位線間隔且絕緣，第一字線結(jié)構(gòu)沿 橫穿第一方向的第二方向延伸；電極，與位線相連，在第一字線結(jié)構(gòu)之 上延伸，并且與第一字線結(jié)構(gòu)間隔第一間隙；以及第二字線結(jié)構(gòu)，在電 極之上并且與電極間隔第二間隙，第二字線結(jié)構(gòu)沿第二方向延伸，其中， 電極在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的，使得電極偏轉(zhuǎn) 以通過(guò)第一間隙在第一彎曲位置與第一字線結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及偏 轉(zhuǎn)以通過(guò)第二間隙在第二彎曲位置與第二字線結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且 電極在止動(dòng)位置與第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)相隔離。在一個(gè)實(shí)施例中，第一字線結(jié)構(gòu)包括寫字線，并且第二字線結(jié)構(gòu)包 括讀字線。在另一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器件還包括第一電介質(zhì)，沿相對(duì)于襯底的 垂直方向隔離第一字線結(jié)構(gòu)和位線。在另一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器件還包括第二電介質(zhì)，沿相對(duì)于襯底的 水平方向隔離第一字線結(jié)構(gòu)的一側(cè)和電極。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二電介質(zhì)包括在第一字線結(jié)構(gòu)的側(cè)壁處的隔板。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極包括第一部分，沿第一字線結(jié)構(gòu)的側(cè)壁 方向延伸；以及第二部分，在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間沿第一 字線結(jié)構(gòu)的頂部方向從第一部分伸出。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極的第一部分包括第一端，固定(anchored) 于第二部分；以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和第二間隙。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極包括可彈性變形的材料。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極包括從以下材料組成的組中選定的至少一 種材料金、銀、銅、鋁、鎢、氮化鈦、導(dǎo)電金屬、成型的記憶儲(chǔ)合金 和納米管。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的每一個(gè)均包括 導(dǎo)體，并且其中存儲(chǔ)器件包括易失性存儲(chǔ)器件。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的至少之一包 括導(dǎo)電層；以及在導(dǎo)電層與電極之間、并且與電極間隔第一和第二間 隙的相應(yīng)之一的電荷俘獲結(jié)構(gòu)，其中存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)器件。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置的至少之一 中，電極與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié) 構(gòu)電容性地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置的至少之一 中，電極還與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層電 容性地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇 的結(jié)構(gòu)氧化物-氮化物-氧化物(0N0)結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化物-氧化鋁(0NA)結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器件還包括第一和第二字線結(jié)構(gòu)的至少之 一的導(dǎo)電層和電荷俘獲結(jié)構(gòu)之間的過(guò)渡層。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二字線結(jié)構(gòu)之一包括寫字線結(jié)構(gòu)，并 且第一和第二字線結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)包括讀字線結(jié)構(gòu)，并且在非易失性存 儲(chǔ)器件的編程操作期間，通過(guò)在寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間施加第一電壓電 勢(shì)，使電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置以及止動(dòng)位置中的一個(gè) 位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在導(dǎo)致電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位 置的非易失性存儲(chǔ)器件的第一狀態(tài)的編程操作期間，電極響應(yīng)于寫字線 結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)而彎曲，以在彎曲位置與寫字線結(jié)構(gòu)的 電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸，并且當(dāng)去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電 勢(shì)時(shí)，由于電荷被俘獲在寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)中，電極保持處于 彎曲位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在處于第一狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器件的讀操作 期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)盡管施加 第二電壓電勢(shì)，電極仍保持處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀 操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在導(dǎo)致電極處于止動(dòng)位置的非易失性存儲(chǔ)器件 的第二狀態(tài)的編程操作期間，響應(yīng)于寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓 電勢(shì)，使電極在止動(dòng)位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相隔離，并且當(dāng) 去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)，電極保持處于止動(dòng)位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在處于第二狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器件的讀操作 期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)由于施加 第二電壓電勢(shì)而使電極處于與讀字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作 導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。在另 一個(gè)實(shí)施例中，第一字線結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電層和導(dǎo)電層上的電荷俘 獲結(jié)構(gòu)，電荷俘獲結(jié)構(gòu)位于第一字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層和電極之間，并且電 荷俘獲結(jié)構(gòu)與電極間隔第一間隙，并且其中，存儲(chǔ)器件包括非易失性存 儲(chǔ)器件。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二字線結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電層和導(dǎo)電層下的電荷俘 獲結(jié)構(gòu)，電荷俘獲結(jié)構(gòu)位于第二字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層和電極之間，并且電 荷俘獲結(jié)構(gòu)與電極間隔第二間隙，并且其中，存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)器件。在另一個(gè)方面， 一種存儲(chǔ)器件包括襯底；位線，在襯底上沿第一 方向延伸；第一字線結(jié)構(gòu)，在位線上并且與位線間隔且絕緣，第一字線 結(jié)構(gòu)沿橫穿第一方向的第二方向延伸；'電極，與位線相連，在第一字線結(jié)構(gòu)之上延伸，并且與第一字線結(jié)構(gòu)間隔第一間隙；以及第二字線結(jié)構(gòu)， 在電極之上并且與電極間隔第二間隙，第二字線結(jié)構(gòu)沿第二方向延伸， 其中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之一包括在該字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層和 電極之間的電荷俘獲結(jié)構(gòu)，其中電荷俘獲結(jié)構(gòu)與電極間隔相應(yīng)第一和第 二間隙的相應(yīng)一個(gè)；其中，電極在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間是 懸臂形式的，使得電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一間隙在第一彎曲位置與第一字線 結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二間隙在第二彎曲位置與第二字 線結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且電極在止動(dòng)位置與第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線 結(jié)構(gòu)相隔離。在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二字線結(jié)構(gòu)的一個(gè)包括寫字線，以及第 一和第二字線結(jié)構(gòu)的另一個(gè)包括讀字線。
在另一個(gè)實(shí)施例中，電極包括第一部分，沿第一字線結(jié)構(gòu)的側(cè)壁 方向延伸；以及第二部分，在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間沿第一 字線結(jié)構(gòu)的頂部方向從第一部分伸出。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極的第一部分包括第一端，固定于第二 部分；以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和第二間隙。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極包括可彈性變形的材料。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極包括從以下材料組成的組中選定的至少一 種材料金、銀、銅、鋁、鎢、氮化鈦、導(dǎo)電金屬、成型的記憶合金和 納米管。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置的至少之一 中，電極與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié) 構(gòu)電容性地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置的至少之一 中，電極還與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層電 容性地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇 的結(jié)構(gòu)氧化物-氮化物-氧化物(0N0)結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化物-氧化鋁(0NA)結(jié)構(gòu)。 '在另一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器件還包括第一和第二字線結(jié)構(gòu)的至少之一的導(dǎo)電層和電荷俘獲結(jié)構(gòu)之間的ii渡層。在另一個(gè)實(shí)施例中，其中，第一和第二字線結(jié)構(gòu)之一包括寫字線結(jié) 構(gòu)，并且第一和第二字線結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)包括讀字線結(jié)構(gòu)，并且在非易 失性存儲(chǔ)器件的編程操作期間，通過(guò)在寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間施加第一 電壓電勢(shì)，使電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置以及止動(dòng)位置中 的一個(gè)位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在導(dǎo)致電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位 置的非易失性存儲(chǔ)器件的第一狀態(tài)的編程操作期間，電極響應(yīng)于寫字線 結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)而彎曲，以在彎曲位置與寫字線結(jié)構(gòu)的 電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸，并且當(dāng)去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電 勢(shì)時(shí)，由于電荷被俘獲在寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)中，電極保持處于
彎曲位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在處于第一狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器件的讀操作 期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)盡管施加 第二電壓電勢(shì)，電極仍保持處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀 操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定。在另一個(gè)實(shí)施例中，在導(dǎo)致電極處于止動(dòng)位置的非易失性存儲(chǔ)器件 的第二狀態(tài)的編程操作期間，響應(yīng)于寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓 電勢(shì)，使電極在止動(dòng)位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相隔離，并且當(dāng) 去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)，電極保持處于止動(dòng)位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在處于第二狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器件的讀操作 期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)由于施加 第二電壓電勢(shì)而使電極處于與讀字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作 導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。在另一個(gè)方面， 一種雙比特存儲(chǔ)器件包括襯底；位線，在襯底上 沿第一方向延伸；位線上的第一和第二下部字線結(jié)構(gòu)，第一和第二下部 字線結(jié)構(gòu)彼此間隔，并且與位線間隔且絕緣，第一和第二下部字線結(jié)構(gòu) 的每一個(gè)均沿橫穿第一方向的第二方向延伸；第一和第二電極，與位線相連，第一電極在第一下部字線結(jié)構(gòu)之上延伸并且與第一下部字線結(jié)構(gòu) 間隔第一下部間隙，第二電極在第二下部字線結(jié)構(gòu)之上延伸并且與第二下部字線結(jié)構(gòu)間隔第二下部間隙；以及在相應(yīng)第一和第二電極之上的第一和第二上部字線結(jié)構(gòu)，第一和第二上部字線結(jié)構(gòu)彼此間隔，第一上部 字線結(jié)構(gòu)與第一電極間隔第一上部間隙，第二上部字線結(jié)構(gòu)與第二電極間隔第二上部間隙，第一和第二上部字線結(jié)構(gòu)的每一個(gè)均沿第二方向延 伸，其中，第一和第二下部字線結(jié)構(gòu)以及第一和第二上部字線結(jié)構(gòu)中的至少一對(duì)包括相應(yīng)第一和第二字線結(jié)構(gòu)的第一和第二導(dǎo)電層與相應(yīng)的第 一和第二電極之間的第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)，其中第一和第二電荷俘 獲結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的第一和第二電極間隔相應(yīng)的第一和第二間隙，其中，第 一電極在第一下部字線結(jié)構(gòu)和第一上部字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的，使 得第一電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一下部間隙在第一彎曲位置與第一下部字線結(jié) 構(gòu)的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一上部間隙在第二彎曲位置與第一
上部字線結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且第一電極在止動(dòng)位置與第一下部字線 結(jié)構(gòu)和第一上部字線結(jié)構(gòu)相隔離；以及其中，第二電極在第二下部字線 結(jié)構(gòu)和第二上部字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的，使得第二電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò) 第二下部間隙在第一彎曲位置與第二下部字線結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及 偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二上部間隙在第二彎曲位置與第二上部字線結(jié)構(gòu)的底部電 連接，并且第二電極在止動(dòng)位置與第二下部字線結(jié)構(gòu)和第二上部字線結(jié) 構(gòu)相隔離。在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二電極的每一個(gè)均包括固定的第一端； 以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和第二間隙。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二電極的每一個(gè)均包括可彈性變形的 材料。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置的至少之一 中，電極與相應(yīng)的至少一個(gè)上部和下部字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)電容性 地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置的至少之一 中，電極還與相應(yīng)的至少一個(gè)上部和下部字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層電容性地相 連。在另一個(gè)實(shí)施例中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇 的結(jié)構(gòu)氧化物-氮化物-氧化物(0N0)結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化物-氧化鋁(0NA)結(jié)構(gòu)。 ''在另一個(gè)實(shí)施例中，雙比特存儲(chǔ)器件還包括相應(yīng)的至少一個(gè)上部和 下部字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層和電荷俘獲結(jié)構(gòu)之間的過(guò)渡層。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二下部字線結(jié)構(gòu)以及第一和第二上部 字線結(jié)構(gòu)中的一對(duì)包括第一和第二寫字線結(jié)構(gòu)，所述第一和第二寫字線 結(jié)構(gòu)包括相應(yīng)的第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)，第一和第二下部字線結(jié)構(gòu)以 及第一和第二上部字線結(jié)構(gòu)中的另一對(duì)包括第一和第二讀字線結(jié)構(gòu)，并且在存儲(chǔ)器件的編程操作期間通過(guò)在第一寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間施加 第一電壓電勢(shì)，使第一電極或者處于與第一電極的第一狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的、 與第一寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置，或處于與第一電極的第二狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的止動(dòng)位置；以及通過(guò)在第二寫字線結(jié)構(gòu)和位線之 間施加第二電壓電勢(shì)，使第二電極或者處于與第二電極的第一狀態(tài)相對(duì) 應(yīng)的、與第二寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置，或處于與 第二電極的第二狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的止動(dòng)位置，'各個(gè)第一和第二電極的已編程 第一和第二狀態(tài)彼此獨(dú)立，取決于施加的相應(yīng)第一和第二電壓電勢(shì)。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)去除第一寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓 電勢(shì)時(shí)，由于電荷被俘獲在第一寫字線結(jié)構(gòu)的第一電荷俘獲結(jié)構(gòu)中，第 一電極保持處于彎曲位置；以及當(dāng)去除第二寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第 二電壓電勢(shì)時(shí)，由于電荷被俘獲在第二寫字線結(jié)構(gòu)的第二電荷俘獲結(jié)構(gòu) 中，第二電極保持處于彎曲位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在存儲(chǔ)器件的讀操作期間將第三電壓電勢(shì)施 加在位線和第一讀字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)盡管施加第三電壓電勢(shì)，第一 電極仍保持處于與第一寫字線結(jié)構(gòu)的第一電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位 置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定，以及當(dāng)由于施加第三電壓電勢(shì)而使 第一電極處于與第一讀字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二 狀態(tài)的確定；以及將第四電壓電勢(shì)施加在位線和第二讀字線結(jié)構(gòu)之間， 并且當(dāng)盡管施加第四電壓電勢(shì)，第二電極仍保持處于與第二寫字線結(jié)構(gòu) 的第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定， 以及當(dāng)由于施加第四電壓電勢(shì)而使第二電極處于與第二讀字線結(jié)構(gòu)相接 觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)在不同時(shí)間施加相應(yīng)的第三和第四電壓電 勢(shì)，來(lái)執(zhí)行各個(gè)第一和第二電極的讀操作。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極包括從以下材料的組中選定的至少一種材 料金、銀、銅、鋁、鎢、氮化鈦、導(dǎo)電金屬、成型的記憶合金和納米 管。在另一個(gè)方面， 一種雙比特存儲(chǔ)器件包括襯底；位線，在襯底上 沿第一方向延伸；位線上的第一和第二下部字線，第一和第二下部字線 彼此間隔，并且與位線間隔且絕緣，第一和第二下部字線的每一個(gè)均沿 橫穿第一方向的第二方向延伸；第一和第二電極，與位線相連，第一電 極在第一下部字線之上延伸并且與第一下部字線間隔第一下部間隙；第 二電極在第
隙；以及在相應(yīng)第一和第二電極之上的第一和第二上部字線，第一和第 二上部字線彼此間隔，第一上部字線與第一電極間隔第一上部間隙，第 二上部字線與第二電極間隔第二上鄰間隙，第一和第二上部字線的每一 個(gè)均沿第二方向延伸，其中，第一電極在第一下部字線和第一上部字線 之間是懸臂形式的，使得第一電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一下部間隙在第一彎曲 位置與第一下部字線的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一上部間隙在第 二彎曲位置與第一上部字線的底部電連接，并且第一電極在止動(dòng)位置與 第一下部字線和第一上部字線相隔離，以及其中，第二電極在第二下部 字線和第二上部字線之間是懸臂形式的，使得第二電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二 下部間隙在第一彎曲位置與第二下部字線的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通 過(guò)第二上部間隙在第二彎曲位置與第二上部字線的底部電連接，并且第 二電極在止動(dòng)位置與第二下部字線和第二上部字線相隔離。在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二電極的每一個(gè)均包括固定的第一端； 以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和第二間隙。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二電極的每一個(gè)均包括可彈性變形的 材料。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二下部字線以及第一和第二上部字線 中的一對(duì)包括第一和第二寫字線，第一和第二下部字線以及第一和第二 上部字線中的另一對(duì)包括第一和第二讀字線，并且在存儲(chǔ)器件的編程操 作期間通過(guò)在第一寫字線和位線之間施加第一電壓電勢(shì)，使第一電極 或者處于與第一電極的第一狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的、與第一寫字線相接觸的彎曲 位置，或處于與第一電極的第二狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的止動(dòng)位置；以及通過(guò)在第 二寫字線和位線之間施加第二電壓電勢(shì)，使第二電極或者處于與第二電 極的第一狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的、與第二寫字線相接觸的彎曲位置，或處于與第 二電極的第二狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的止動(dòng)位置，各個(gè)第一和第二電極的已編程第 一和第二狀態(tài)彼此獨(dú)立，取決于施加的相應(yīng)第一和第二電壓電勢(shì)。在另一個(gè)實(shí)施例中，在存儲(chǔ)器件的讀操作期間將第三電壓電勢(shì)施 加在位線和第一讀字線之間，并且當(dāng)盡管施加第三電壓電勢(shì)，第一電極 仍保持處于與第一寫字線相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的 確定，以及當(dāng)由于施加第三電壓電勢(shì)而使第一電極處于與第一讀字線相 接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定；以及將第四電壓電勢(shì) 施加在位線和第二讀字線之間，并且當(dāng)盡管施加第四電壓電勢(shì)，第二電 極仍保持處于與第二寫字線相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài) 的確定，以及當(dāng)由于施加第四電壓電勢(shì)而使第二電極處于與第二讀字線 相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)在不同時(shí)間施加相應(yīng)的第三和第四電壓電 勢(shì)，來(lái)執(zhí)行各個(gè)第一和第二電極的讀操作。在另一個(gè)方面， 一種形成存儲(chǔ)器件的方法包括在襯底上設(shè)置沿第 一方向延伸的位線；在位線上順序地設(shè)置第一絕緣層、下部字線層和第一犧牲層，并且進(jìn)行圖案化，以形成圖案化的第一犧牲層和沿橫穿第一方向的第二方向延伸的下部字線；在下部字線的側(cè)壁處設(shè)置絕緣隔板； 設(shè)置與位線相連的電極，在圖案化的第一犧牲層和下部字線之上延伸， 所述電極在下部字線的第一側(cè)的第一位置處和下部字線的第二側(cè)的第二 位置處與位線相接觸；在電極上順序地設(shè)置第二犧牲層和上部字線層， 并且進(jìn)行圖案化，以形成圖案化的第二犧牲層和沿第二方向延伸的上部 字線；設(shè)置穿過(guò)上部字線、電極和卞部字線的溝槽，所述溝槽沿第二方 向延伸，以限定分別彼此間隔了所述溝槽的第一和第二上部字線、第一 和第二電極、以及第一和第二下部字線；以及去除圖案化的第一和第二 犧牲層，以分別形成第一和第二電極與第一和第二下部字線之間的第一 和第二下部間隙，以及分別形成第一和第二電極與第一和第二上部字線 之間的第一和第二上部間隙。在一個(gè)實(shí)施例中，所述存儲(chǔ)器件包括易失性存儲(chǔ)器件，并且其中 第一電極在第一下部字線和第一上部字線之間是懸臂形式的，使得第一 電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一下部間隙在第一彎曲位置與第一下部字線的頂部電 連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一上部間隙在第二彎曲位置與第一上部字線的 底部電連接，并且第一電極在止動(dòng)位置與第一下部字線和第一上部字線 相隔離；以及第二電極在第二下部字線和第二上部字線之間是懸臂形式 的，使得第二電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二下部間隙在第一彎曲位置與第二下部 字線的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二上部間隙在第二彎曲位置與第 二上部字線的底部電連接，并且第二電極在止動(dòng)位置與第二下部字線和 第二上部字線相隔離。在另一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)器件，并且所述方法還包括在下部字線層上設(shè)置電荷俘獲結(jié)構(gòu)，并且其中，溝槽還限定 了各個(gè)第一和第二下部字線上的第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)，第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)在第一和第二下部字線與第一和第二電極之間，并且與第 一和第二電極間隔了第一和第二下部間隙，并且其中，第一電極在第一 電荷俘獲結(jié)構(gòu)和第一上部字線之間是懸臂形式的，使得第一電極偏轉(zhuǎn)以 通過(guò)第一下部間隙在第一彎曲位置與第一電荷俘獲結(jié)構(gòu)的頂部電連接， 以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一上部間隙在第二彎曲位置與第一上部字線的底部電 連接，并且第一電極在止動(dòng)位置與第一電荷俘獲結(jié)構(gòu)和第一上部字線相 隔離；以及第二電極在第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)和第二上部字線之間是懸臂形 式的，使得第二電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二下部間隙在第一彎曲位置與第二電 荷俘獲結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二上部間隙在第二彎曲位 置與第二上部字線的底部電連接，并且第二電極在止動(dòng)位置與第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)和第二上部字線相隔離。'在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一彎曲位置中，第一和第二電極與相應(yīng)的 第一和第二電荷俘結(jié)構(gòu)電容性地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一彎曲位置中，第一和第二電極還與相應(yīng) 的第一和第二下部字線電容性地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇 的結(jié)構(gòu)氧化物-氮化物-氧化物(0N0)結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化物-氧化鋁(0NA)結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)器件，并且所述方法還包括在上部字線下面的第二犧牲層上設(shè)置電荷俘獲結(jié)構(gòu)，并且其 中，溝槽還限定了各個(gè)第一和第二上部字線下面的第一和第二電荷俘獲 結(jié)構(gòu)，第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)在第一和第二上部字線與第一和第二電 極之間，并且與第一和第二電極間隔了第一和第二上部間隙，并且其中， 第一電極在第一電荷俘獲結(jié)構(gòu)和第一下部字線之間是懸臂形式的，使得 第一電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一下部間隙在第一彎曲位置與第一下部字線的頂 部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一上部間隙在第二彎曲位置與第一電荷俘 獲結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且第一電極在止動(dòng)位置與第一下部字線和第一電荷俘獲結(jié)構(gòu)相隔離；以及第二電極在第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)和第二下部字線之間是懸臂形式的，使得第二電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二下部間隙在第一彎 曲位置與第二下部字線的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二上部間隙在 第二彎曲位置與第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且第二電極在止動(dòng) 位置與第二下部字線和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)相隔離。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第二彎曲位置中，第一和第二電極與相應(yīng)的 第一和第二電荷俘結(jié)構(gòu)電容性地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第二彎曲位置中，第一和第二電極還與相應(yīng) 的第一和第二上部字線電容性地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇的結(jié)構(gòu)氧化物-氮化物-氧化物(0N0)結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化物-氧化鋁(0NA)結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置溝槽的步驟還包括在第二犧牲層和上部 字線上設(shè)置硬掩模層，并且其中圖案化的步驟包括使用硬掩模層對(duì)第二犧牲層和上部字線進(jìn)行圖案化，以及對(duì)硬掩模層執(zhí)行回縮(pull-back)操作，以設(shè)置寬度減小的硬掩模層，并且其中設(shè)置溝槽的步驟包括使用 寬度減小的硬掩模層以限定溝槽的寬度，從而設(shè)置溝槽。在另一個(gè)方面， 一種形成存儲(chǔ)器件的方法包括在襯底上設(shè)置位線，所述位線在襯底上沿第一方向延伸；在位線上設(shè)置與位線間隔且絕緣的第一字線結(jié)構(gòu)，所述第一字線結(jié)構(gòu)在襯底上沿橫穿第一方向的第二方向延伸；設(shè)置與位線相連的電極，在第一字線結(jié)構(gòu)之上延伸，且與第一字 線結(jié)構(gòu)間隔第一間隙；以及在電極之上設(shè)置與電極間隔第二間隙的第二 字線結(jié)構(gòu)，第二字線結(jié)構(gòu)沿第二方向延伸，其中，電極在第一字線結(jié)構(gòu) 和第二字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的，使得電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一間隙在第 一彎曲位置與第一字線結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二間隙在 第二彎曲位置與第二字線結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且電極在止動(dòng)位置與第 一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)相隔離。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置電極的步驟包括設(shè)置沿第一字線結(jié)構(gòu)的側(cè) 壁方向延伸的第一部分；以及設(shè)置在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間
沿第一字線結(jié)構(gòu)的頂部方向從第一部分伸出的第二部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極的第一部分包括第一端，固定于第二部分；以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和第二間隙。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極包括可彈性變形的材料。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極包括從以下材料組成的組中選定的至少一 種材料金、銀、銅、鋁、鎢、氮化鈦、導(dǎo)電金屬、成型的記憶合金和 納米管。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的每一個(gè)均包括 導(dǎo)體，并且其中存儲(chǔ)器件包括易失性存儲(chǔ)器件。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的至少之一包 括導(dǎo)電層；以及在導(dǎo)電層與電極之間、并且與電極間隔第一和第二間 隙的相應(yīng)之一的電荷俘獲結(jié)構(gòu)，其中存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)器件。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置的至少之一 中，電極與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié) 構(gòu)電容性地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置的至少之一 中，電極還與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層電 容性地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇 的結(jié)構(gòu)氧化物-氮化物-氧化物(0N0)結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化物-氧化鋁(0NA)結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括設(shè)置第一和第二字線結(jié)構(gòu)的至 少之一的導(dǎo)電層和電荷俘獲結(jié)構(gòu)之間的過(guò)渡層。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二字線結(jié)構(gòu)之一包括寫字線結(jié)構(gòu)，并 且第一和第二字線結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)包括讀字線結(jié)構(gòu)，并且在非易失性存 儲(chǔ)器件的編程操作期間，通過(guò)在寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間施加第一電壓電 勢(shì)，使電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置以及止動(dòng)位置中的一個(gè) 位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在導(dǎo)致電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位 置的非易失性存儲(chǔ)器件的第一狀態(tài)的編程操作期間，電極響應(yīng)于寫字線
結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)而彎曲，以與在彎曲位置與寫字線結(jié)構(gòu) 的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸，并且當(dāng)去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓 電勢(shì)時(shí)，由于電荷被俘獲在寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)中，電極保持處 于彎曲位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在處于第一狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器件的讀操作 期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)盡管施加 第二電壓電勢(shì)，電極仍保持處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀 操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定。在另一個(gè)實(shí)施例中，在導(dǎo)致電極處于止動(dòng)位置的非易失性存儲(chǔ)器件 的第二狀態(tài)的編程操作期間，響應(yīng)于寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓 電勢(shì)，使電極在止動(dòng)位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相隔離，并且當(dāng) 去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)，電極保持處于止動(dòng)位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在處于第二狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器件的讀操作 期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)由于施加 第二電壓電勢(shì)而使電極處于與讀字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作 導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。在另一個(gè)方面， 一種堆疊存儲(chǔ)器件包括第一器件層，包括第一陣 列存儲(chǔ)單元；第二器件層，包括第二陣列存儲(chǔ)單元；第三器件層，包括用于對(duì)第一陣列存儲(chǔ)單元和第二陣列存儲(chǔ)單元進(jìn)行訪問(wèn)的控制電路，第 一、第二和第三器件層相對(duì)于彼此垂直地排列，其中，第一陣列存儲(chǔ)單元和第二陣列存儲(chǔ)單元中的存儲(chǔ)單元每一個(gè)均包括第一字線結(jié)構(gòu)；第 二字線結(jié)構(gòu)，與第一字線結(jié)構(gòu)間隔；以及電極，在第一字線結(jié)構(gòu)的上表面之上以及在第二字線結(jié)構(gòu)的下表面之下延伸，所述電極與器件的位線 相連，所述電極與第一字線結(jié)構(gòu)間隔第一間隙并且與第二字線結(jié)構(gòu)間隔 第二間隙，所述電極在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的。 在一個(gè)實(shí)施例中，第一陣列存儲(chǔ)單元中的存儲(chǔ)單元是非易失性存儲(chǔ) 單元，第二陣列存儲(chǔ)單元中的存儲(chǔ)單元是易失性存儲(chǔ)單元。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一陣列存儲(chǔ)單元和第二陣列存儲(chǔ)單元中的存 儲(chǔ)單元都是易失性存儲(chǔ)單元。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一陣列存儲(chǔ)單元和第二陣列存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元都是非易失性存儲(chǔ)器單元。在另一個(gè)實(shí)施例中，在每一個(gè)存儲(chǔ)單元中，電極包括第一部分， 沿第一字線結(jié)構(gòu)的側(cè)壁方向延伸；以及第二部分，在第一字線結(jié)構(gòu)和第 二字線結(jié)構(gòu)之間沿第一字線結(jié)構(gòu)的頂部方向從第一部分伸出。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極的第一部分包括第一端，固定于第二 部分；以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和第二間隙。在另一個(gè)實(shí)施例中，在每一個(gè)存儲(chǔ)單元中，電極包括可彈性變形的 材料。在另一個(gè)實(shí)施例中，電極包括從以下材料組成的組中選定的至少一 種材料金、銀、銅、鋁、鎢、氮化鈦、導(dǎo)電金屬、成型的記憶合金和納米管。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一陣列和第二陣列中至少一個(gè)陣列的存儲(chǔ)單 元包括易失性存儲(chǔ)單元，并且在所述至少一個(gè)陣列中，第一字線結(jié)構(gòu)和 第二字線結(jié)構(gòu)每一個(gè)均包括導(dǎo)體。在另一個(gè)實(shí)施例中，在每一個(gè)存儲(chǔ)單元中，電極在第一字線結(jié)構(gòu)和 第二字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的，使得電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一間隙在第一 彎曲位置與第一字線結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二間隙在第 二彎曲位置與第二字線結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且電極在止動(dòng)位置與第一 字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)相隔離。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一陣列和第二陣列中至少一個(gè)陣列的存儲(chǔ)單 元包括非易失性存儲(chǔ)器單元，并且在所述至少一個(gè)陣列的存儲(chǔ)單元中， 第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)包括導(dǎo)電層；以及在導(dǎo)電層和電極之間、并且與電極間隔第一和第二間隙的相應(yīng)一個(gè)的電荷俘獲結(jié) 構(gòu)，其中存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)器件。在另一個(gè)實(shí)施例中，在所述至少一個(gè)陣列的存儲(chǔ)單元中，在第一彎 曲位置和第二彎曲位置的至少之一中，電極與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線 結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)電容性地相連。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置的至少之一 中，電極還與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層電 容性地相連。 在另一個(gè)實(shí)施例中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇 的結(jié)構(gòu)氧化物-氮化物-氧化物(0N0)結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化物-氧化鋁(0NA)結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中，堆疊存儲(chǔ)器件在所述至少一個(gè)陣列的存儲(chǔ)單元 中還包括第一和第二字線結(jié)構(gòu)的至少之一的導(dǎo)電層和電荷俘獲結(jié)構(gòu)之間 的過(guò)渡層。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二字線結(jié)構(gòu)之一包括寫字線結(jié)構(gòu)，并 且第一和第二字線結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)包括讀字線結(jié)構(gòu)，并且在非易失性存 儲(chǔ)器件的編程操作期間，通過(guò)在寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間施加第一電壓電 勢(shì)，使電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置以及止動(dòng)位置中的一個(gè) 位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在導(dǎo)致電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位 置的非易失性存儲(chǔ)器件的第一狀態(tài)的編程操作期間，電極響應(yīng)于寫字線 結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)而彎曲，以在彎曲位置與寫字線結(jié)構(gòu)的 電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸，并且當(dāng)去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電 勢(shì)時(shí)，由于電荷被俘獲在寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)中，電極保持處于 彎曲位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在處于第一狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器件的讀操作 期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)盡管施加 第二電壓電勢(shì)，電極仍保持處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀 操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定。在另一個(gè)實(shí)施例中，在導(dǎo)致電極處于止動(dòng)位置的非易失性存儲(chǔ)器件 的第二狀態(tài)的編程操作期間，響應(yīng)于寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓 電勢(shì)，使電極在止動(dòng)位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相隔離，并且當(dāng) 去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)，電極保持處于止動(dòng)位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，在處于第二狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器件的讀操作 期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)由于施加 第二電壓電勢(shì)而使電極處于與讀字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作 導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。


根據(jù)對(duì)附圖所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的更加具體的描述，本發(fā)明的 前述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，在附圖中，貫穿不同的 圖，相同的參考符號(hào)表示相同的部分。附圖并非成比例的，重點(diǎn)在于說(shuō) 明本發(fā)明的原理。圖中圖1是利用機(jī)電相互作用用于對(duì)器件的狀態(tài)進(jìn)行編程的傳統(tǒng)類型存 儲(chǔ)器件的說(shuō)明性實(shí)施例的剖面圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多比特機(jī)電非易失性存儲(chǔ)器件的透視 圖。圖2B是沿圖2A的I-I'線得到的剖面圖；圖3A是用于執(zhí)行圖2A和圖2B的單位存儲(chǔ)單元實(shí)施例的編程、寫、 擦除和讀操作而施加的電壓的示例圖表。圖3B是電極狀態(tài)作為在施加到 位線VBI.和寫字線V ,的電壓電平之間的施加電壓差的函數(shù)的圖。圖4A和圖4B是針對(duì)圖2A和圖2B的非易失性存儲(chǔ)器件實(shí)施例的、 處于第一狀態(tài)的存儲(chǔ)單元和處于第一狀態(tài)的存儲(chǔ)單元的讀操作的剖面 圖；圖5A和圖5B是針對(duì)圖2A和圖2B的非易失性存儲(chǔ)器件實(shí)施例的、 處于第二狀態(tài)的存儲(chǔ)單元和處于第二狀態(tài)的存儲(chǔ)單元的讀操作的剖面 圖；圖6A至圖15A是用于形成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多比特機(jī)電非易失 性存儲(chǔ)器件的方法的透視圖。圖6B至圖15B是沿圖6A至圖15A的I-I' 線得到的剖面圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多比特機(jī)電易失性存儲(chǔ)器件的剖面圖。圖17A和圖17B是針對(duì)圖16的易失性存儲(chǔ)器件實(shí)施例的、處于第 一狀態(tài)的存儲(chǔ)單元和處于第一狀態(tài)的存儲(chǔ)單元的讀操作的剖面圖；以及圖18A和圖18B是針對(duì)圖16的易失性存儲(chǔ)器件實(shí)施例的、處于第 二狀態(tài)的存儲(chǔ)單元和處于第二狀態(tài)的存儲(chǔ)單元的讀操作的剖面圖。圖19是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例、包括多層機(jī)電存儲(chǔ)單元的堆疊存儲(chǔ)器 件的剖面圖。圖20是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例、包括多層機(jī)電存儲(chǔ)單元的堆疊存儲(chǔ)器 件的剖面圖，其中一層包括易失性存儲(chǔ)單元，另一層包括非易失性存儲(chǔ) 單元。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參考附圖更加全面地描述本發(fā)明的實(shí)施例，其優(yōu)選實(shí)施例在 附圖中說(shuō)明。然而，本發(fā)明可以具體實(shí)現(xiàn)為不同的形式，并且不應(yīng)該解 釋為局限于這里闡述的實(shí)施例。貫穿說(shuō)明書，相同的參考數(shù)字表示相同 的元件。應(yīng)該理解的是，盡管可以在這里使用術(shù)語(yǔ)第一、第二等來(lái)描述各種 元件，這些元件并不應(yīng)該由這些術(shù)語(yǔ)所限定。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)與 另一個(gè)元件相區(qū)分。例如，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可以將第一 元件稱作第二元件，類似地可以將第二元件稱作第一元件。如這里所使 用的，術(shù)語(yǔ)"和/或"包括一個(gè)或更多相關(guān)列出項(xiàng)目的任何和全部組合。應(yīng)該理解的是，當(dāng)一個(gè)元件稱作在另一個(gè)元件"上面"、或與另一 個(gè)元件"相連"時(shí)，可以直接在其他元件上面，或者直接與其他元件相 連，或者也可以存在中間元件。相反地，當(dāng)一個(gè)元件稱作在另一個(gè)元件 的"直接上面"，或與另一個(gè)元件"直接相連"時(shí)，不存在中間元件。用 于描述元件之間關(guān)系的其他詞匯應(yīng)該以類似的方式解釋(例如，"之間" 與"直接之間"，"相鄰"與"直接相鄰"等)。當(dāng)這里將元件稱作在另一 個(gè)元件"之上"時(shí)，可以在其他元件之上或之下，并且或者與其他元件 直接相連，或可以存在中間元件，或元件可以由空隙或間隙間隔。如這 里所使用的，術(shù)語(yǔ)"字線結(jié)構(gòu)"可以包括導(dǎo)電字線本身、或?qū)щ娮志€和 相應(yīng)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)、或與字線相關(guān)聯(lián)的額外結(jié)構(gòu)或部件。這里使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施例的目的，而不會(huì)限制本發(fā) 明。如這里所使用的，單數(shù)形式還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地指 出了其它情況。還應(yīng)該理解的是，當(dāng)在此說(shuō)明書中使用術(shù)語(yǔ)"包括"時(shí)， 明確指定了存在所聲明的特征、整體、步驟、操作、元素、和/或組件， 但是不排除存在或另外還有一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、 元素、組件、和/或其組合。下一代新興技術(shù)正在努力發(fā)展以解決與當(dāng)前的閃速存儲(chǔ)器平臺(tái)相
關(guān)聯(lián)的限制。由Jaiprakash等的美國(guó)專利申請(qǐng)公開2004/0181630公開了 一種這樣的設(shè)計(jì)，將其內(nèi)容合并在此作為參考。圖l是在Jaiprakash等的 參考文獻(xiàn)中公開的這種器件的說(shuō)明性實(shí)施例的剖面圖。參考圖l，該系統(tǒng)依靠柔性結(jié)構(gòu)154，作為懸于第一和第二電極168、 112之間的間隙174中的機(jī)械開關(guān)。結(jié)構(gòu)154相對(duì)于電極168、 112的位 置是可編程的以提供數(shù)據(jù)狀態(tài)，使得器件可用作開關(guān)。柔性結(jié)構(gòu)154由 昂貴生產(chǎn)的碳納米管材料形成，并且在半導(dǎo)體制造工藝中其精確位置是 難以控制的。此外，該器件在密集陣列的單元中是不易于制造的；因此， 其對(duì)于低成本、高密度半導(dǎo)體器件的應(yīng)用稍微受限。如這里所示的本發(fā)明實(shí)施例提出了一種多比特機(jī)電存儲(chǔ)器件以及 形成此種器件的方法，這種存儲(chǔ)器件除了其他特征之外，還提供高密度 存儲(chǔ)、低電壓編程和擦除電壓、高速操作、增強(qiáng)的數(shù)據(jù)保持力和較高的 使用期限。數(shù)據(jù)保持力通過(guò)庫(kù)侖力來(lái)確保，而不是通過(guò)電子隧穿。這導(dǎo) 致改進(jìn)的使用期限以及更長(zhǎng)且更可靠的數(shù)據(jù)保持力。此外，器件的進(jìn)一 步集成不受短溝道效應(yīng)或降低擊穿電壓的限制。此外，在重復(fù)的編程/ 擦除周期中維持了器件的使用期限，因?yàn)榇朔N周期不依賴于柵極絕緣材 料的性質(zhì)。此外，減輕或消除了單元間干擾，因?yàn)闄C(jī)械地而不是電學(xué)地 確定單元數(shù)據(jù)的狀態(tài)?？梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)的制作技術(shù)，使用相對(duì)簡(jiǎn)單的制造 工藝來(lái)形成器件。圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多比特機(jī)電非易失性存儲(chǔ)器件的剖面 圖。圖2B是沿圖2A的I-I'線得到的剖面圖。參考圖2A和圖2B，多根位線20在襯底IO上沿第一方向延伸。第 一層間電介質(zhì)層22在多根位線20和襯底10上沿橫穿第一方向的第二方 向延伸跨過(guò)多根位線20。第一和第二下部字線30A、 30B在第一層間電 介質(zhì)層22上沿第二方向延伸，并且彼此間隔同樣沿第二方向延伸的溝槽 100。第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)80A、 80B在第一和第二下部字線30A、 30B上，并且同樣地沿第二方向延伸，并且同樣地沿第一方向彼此間隔 溝槽100。當(dāng)表示各種部件延伸的第一和第二方向時(shí)，術(shù)語(yǔ)"橫穿"表 示不同于彼此平行的相對(duì)延伸方向，并且例如包括相對(duì)于彼此成任意角 度(包括90° )。
第一和第二電極50A、 50B懸于相應(yīng)的第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu) 80A、 80B上方，并且沿垂直方向與電荷俘獲結(jié)構(gòu)80A、 80B間隔第一和 第二下部間隙90A、 90B。第一和第二電極50A、 50B包括第一部分， 通常沿水平方向延伸、與襯底10的上表面平行、以及經(jīng)由通常沿垂直方 向延伸的電極50A、 50B的相應(yīng)第二部分51A、 51B與公共位線20相連。 第一和第二電極50A、 50B的末端彼此面對(duì)，并且彼此間隔溝槽100。將第一和第二上部字線40A、 40B定位在相應(yīng)的第一和第二電極 50A、 50B之上，并且沿垂直方向與第一和第二電極50A、 50B間隔第一 和第二上部間隙92A、 92B。第一和第二上部字線40A、 40B彼此間隔溝 槽100，并且在第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)80A、 80B上沿第二方向延伸。第一和第二電極50A、 50B的第二部分51A、 51B通過(guò)絕緣側(cè)壁隔板 24A、 24B與下部字線30A、 30B的外部側(cè)壁以及電荷俘獲層80A、 80B的 外部側(cè)壁隔離。第二電介質(zhì)層26設(shè)置在位線20和襯底10上，以沿第一 方向填充相鄰單元104之間的區(qū)域，并且使第一和第二電極50A、 50B 的外部側(cè)壁絕緣。第三電介質(zhì)層28設(shè)置在第二電介質(zhì)層26上，并且使 第一和第二上部字線40A、 40B的外部側(cè)壁絕緣。所示器件的單位單元104包括由溝槽100隔離的第一和第二存儲(chǔ)單 位102A、 102B。第一和第二存儲(chǔ)單位102A、 102B沿第一方向彼此相鄰， 并且沿第一方向相鄰的單位單元104的那些存儲(chǔ)單位102A、102B共享公 共位線20。沿第二方向彼此相鄰的單位單元104的各個(gè)第一和第二存儲(chǔ) 器單位102A、 102B共享公共的相應(yīng)第一或第二下部字線30A、 30B，并 共享公共的相應(yīng)第一或第二上部字線40A、 40B。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖 所示，電荷俘獲結(jié)構(gòu)80A、 80B與下部字線30A、 30B相對(duì)應(yīng)，并且形成 于其上，并且因此下部字線30A、 30B作為用于相應(yīng)的存儲(chǔ)單位102A、 102B的寫字線，而上部字線40A、 40B作為用于相應(yīng)的存儲(chǔ)單位102A、 102B的讀字線。在另一個(gè)實(shí)施例中，電荷俘獲層結(jié)構(gòu)80A、 80B可以形 成在上部字線40A、 40B之下，并且在該實(shí)施例中，下部字線30A、 30B 作為用于相應(yīng)的存儲(chǔ)單位102A、 102B的讀字線，而上部字線40A、 40B 作為用于相應(yīng)的存儲(chǔ)單位102A、 102B的寫字線。下面將更詳細(xì)地描述讀 和寫字線的操作。
在如圖2A和圖2B所示的說(shuō)明性實(shí)施例中，第一和第二電極50A、 50B的每一個(gè)的第一 (近側(cè))端52嵌入第二和/或第三層間電介質(zhì)層26、 28，或以另外方式由第二和/或第三層間電介質(zhì)層26、 28支撐，而電極 50A、 50B的第二 (遠(yuǎn)側(cè))端53在寫字線30和讀字線40之間的相應(yīng)上 部和下部間隙90、 92中可自由地移動(dòng)。以這種方式，電極50在字線30、 40之間的間隙90、 92的位置中是懸臂的，因?yàn)槊恳粋€(gè)電極50的近側(cè)端 52是固定的，而遠(yuǎn)側(cè)端53是可自由地移動(dòng)的。通過(guò)控制間隙90、 92中 的懸臂電極50的位置，可以使電極50例如在接合位置與電荷俘獲結(jié)構(gòu) 80或讀字線40相接觸，或者可以使電極50例如在止動(dòng)位置懸于電荷俘 獲結(jié)構(gòu)80和讀字線40之間，并且不與之接觸。通過(guò)控制施加到共享的 位線20、以及施加到獨(dú)立的寫和讀字線30、 40的電壓的相應(yīng)電壓電平， 可以執(zhí)行存儲(chǔ)單元104的每一個(gè)的存儲(chǔ)單位102A、 102B的編程、擦除、 寫和讀操作，如下面所詳細(xì)描述的。在所示的雙比特結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)單元104包括第一和第二存儲(chǔ)單位 102A、 102B,每一個(gè)均可以同時(shí)地進(jìn)行編程。例如，通過(guò)向獨(dú)立操作和 受控的寫字線30A、 30B施加合適的電壓電平、以及向獨(dú)立操作和受控的 讀字線40A、 40B施加合適的電壓電平，可以同時(shí)對(duì)第一和第二存儲(chǔ)單位 102A、 102B的狀態(tài)進(jìn)行編程，可以編程為相同狀態(tài)，例如兩個(gè)都可以編 程為"1"狀態(tài)或"0"狀態(tài)，或者可以編程為不同狀態(tài)，例如， 一個(gè)具 有"1"狀態(tài)而另一個(gè)具有"0"狀態(tài)。因?yàn)榈谝缓偷诙鎯?chǔ)單位102A、 102B共享公共位線20，不能同時(shí)執(zhí)行它們的各個(gè)狀態(tài)的讀操作，而是必 須順序地進(jìn)行編程，因?yàn)樵诮o定的時(shí)間第一和第二存儲(chǔ)單位102A、 102B 中僅有一個(gè)可以占用公共位線20。以這種方式，可以在每一個(gè)存儲(chǔ)單元 104中對(duì)雙比特進(jìn)行編程，針對(duì)每一個(gè)存儲(chǔ)單元104是一個(gè)比特的信息。圖3A是用于執(zhí)行圖2A和圖2B的單位存儲(chǔ)單元實(shí)施例的編程、寫、 擦除和讀操作而施加的電壓的示例圖表。圖3B是電極狀態(tài)作為施加到位 線VB,和寫字線V^的電壓電平之間的施加電壓差的函數(shù)的圖。參考圖3，在寫"0"狀態(tài)的情況下，將第一和第二電極50A、 50B 的選定的一個(gè)置于與相應(yīng)的選定寫字線30A、 30B的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80A、 80B相接觸的位置。該狀態(tài)如下面描述的圖5A所示。為啟用此操作，使
選定位線VsB,j和選定寫字線V^吼之間的電壓差為正值。例如，VseI，= 2V,Vst,. .= -2V。將包括選定的讀字線40、以及未選定的位線以及讀和寫字 線的其他線置于接地或浮置狀態(tài)。在該示例中，拉入(pull-in)狀態(tài)的 閾值電壓是4伏，其中"拉入"指的是電極的位置，根據(jù)電極的位置， 電極與寫字線或相應(yīng)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸。在寫"1"狀態(tài)的情況下，將第一和第二電極50A、 50B的選定的一 個(gè)置于選定寫字線30A、 30B的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80A、 80B和讀字線40A、 40B之間的間隙90、 92中的懸浮位置。該狀態(tài)如下面描述的圖4A所示。 為啟用此操作，使選定位線Vs^和選定寫字線Vs^之間的電壓差為較 小的正值或較小的負(fù)值。例如，Vsel—B^-2V， Vsel.TO=OV。將包括選定的 讀字線40、以及未選定的位線以及讀和寫字線的其他線置于接地或浮置 狀態(tài)。在這種情況下，施加靜電力的方向是從選定的寫字線V,m30A、 30B到與選定位線Vs。,_肌相連的第一和第二電極50A、 50B的向上方向， 將電極50A、 50B從以前位置(可以包括與下面的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80A、 80B 相接觸的位置)恢復(fù)到處于選定寫字fe 30A、 30B的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80A、 80B與讀字線40A、 40B之間的間隙'90、 02中的懸浮狀態(tài)。施加的靜電 力的回復(fù)力因此克服了與選定位線相連的電極50A、 50B與選定寫字線 30A、 30B的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80A、 80B之間的靜電力(或庫(kù)侖力)。在編程操作的情況下，將所有存儲(chǔ)單位置于"0"狀態(tài)，即將器件 中的電極50置于與相應(yīng)的寫字線30的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80的相接觸的位 置。為啟用此操作，使位線Vb,和全部寫字踐V旨之間的電壓差為較大的 正值。例如，VBL = 10V且V亂= -10V。以這種方式，施加的靜電力 促使電極50與相應(yīng)寫字線30的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80接觸，并且因?yàn)殡娮颖?俘獲在電荷俘獲結(jié)構(gòu)的電荷俘獲層中，由電極50和電荷俘獲結(jié)構(gòu)80之 間的吸引力將電極50保持在彎曲位置。參考圖3A的圖，在該示例中， 在編程操作期間，將位線的電壓Va設(shè)定為較大的正值，用"++"表示， 將寫字線的電壓V亂設(shè)定為較大的負(fù)值，用"一"表示，并將讀字線的 電壓V蟣設(shè)定為中間值，例如地電壓GND。在擦除操作的情況下，將全部存儲(chǔ)單位置于"0"狀態(tài)，g卩，將器 件中的全部電極50置于與相應(yīng)的寫字線30的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80相接觸的
位置。為啟用此操作，使全部寫字線v皿和位線V^之間的電壓差為負(fù)值。 例如，VBL = GND、 V亂GND且V吼="-，，，其中"-"代表適中的負(fù)電壓。 以這種方式，施加的靜電力促使電極50與相應(yīng)寫字線30的電荷俘獲結(jié) 構(gòu)80接觸。在該示例中施加的靜電力處于向下方向。因此，編程和擦除操作都導(dǎo)致將存儲(chǔ)單位置于"0"狀態(tài)。操作之 間的差別依賴于偏置電平。在編程操作中，施加較大的偏置以引起能帶 彎曲，并且因此在電荷俘獲結(jié)構(gòu)880中發(fā)生Fower-Nordheim隧穿，從而 將電子俘獲在電荷俘獲結(jié)構(gòu)80中。在擦除操作中，施加的偏置不足以引 起能帶彎曲，這意味著原來(lái)俘獲的電子不會(huì)從電荷俘獲結(jié)構(gòu)80流出。在讀操作的情況下，將選定的讀字線40A、 40B偏置在適中的負(fù)電 壓"-"Vs。,，,，例如-4V，而將包括選定的寫字線30、選定的位線20、未選定的位線以及讀和寫字線的其他線置于接地狀態(tài)。這導(dǎo)致選定的讀 字線40A、 40B和選定位線20的電極50A、 50B之間的電壓差為正值；因 此，施加的靜電力的方向?yàn)橄蛏戏较?，從電極50到讀字線40,這導(dǎo)致 取決于電極50和讀字線40之間的間隙的在先狀態(tài)，電極50沿向上方向 朝讀字線40移動(dòng)。如果電極50在先處于數(shù)據(jù)"0"狀態(tài)，即處于與下面 的寫字線30的電荷俘獲層80相接觸的狀態(tài)，那么電極50和讀字線40 之間的間隙相對(duì)較大。因此，電極50和讀字線40之間施加的靜電力與 電極的回復(fù)力相結(jié)合不足以克服電極50和下面寫字線30的電荷俘獲層 80之間的吸引庫(kù)侖力。因此在讀操作期間電極50保持處于向下彎曲的 位置，如圖5B所示，并且沒(méi)有讀出電流，導(dǎo)致確定讀數(shù)據(jù)元素的"0" 值。另一方面，如果電極50在先處于"1"狀態(tài)，即處于在下面寫字線 30的電荷俘獲層80和讀字線之間的間隙中懸浮的狀態(tài)，那么，電極50 和讀字線40之間的間隙92相對(duì)較小。因此，在電極50和讀字線40之 間施加的靜電力足以使電極50與讀字線40相接觸。從而在讀操作期間 使電極50處于向上彎曲的狀態(tài)，如圖4B所示，并且讀出電流，導(dǎo)致確 定讀操作讀數(shù)據(jù)元素的"1"值。圖3B是電極狀態(tài)作為施加到位線VB,和寫字線V,的電壓電平之間 的施加電壓差的函數(shù)的曲線圖。當(dāng)電壓差V^ - Vg是正的足夠量時(shí)，電 極移動(dòng)以沿向下方向彎曲，并且因此電極和寫字線之間的間隙Tgap變?yōu)?。足夠引起此動(dòng)作的施加電壓在圖3B中稱作"拉入"電壓或Vpnl1-in。 相反，當(dāng)電壓差V^-V皿是負(fù)的足夠量時(shí)，電極移動(dòng)以沿向上方向彎曲， 并且因此電極和寫字線之間存在間隙Tgap。足夠引起此動(dòng)作的施加電壓 在圖3B中稱作"拉出"電壓或Vpul1-out。在圖3B的曲線圖中， Vpul1-in二V此-D0，而Vpull-out=VBL-V跳〈0。注意，該圖適用于非易失 性存儲(chǔ)器件示例，其中包括電荷俘獲結(jié)構(gòu)80。例如，缺少電荷俘獲結(jié)構(gòu) 80，在下面圖16至圖18討論的易失性器件實(shí)施例中，Vpull-out將位 于0電壓或較小的正電壓。在"0"和"1"的每一個(gè)狀態(tài)中，在相反地偏置的電極之間存在庫(kù) 侖(或電容性)力，在電極50的自然傾向中存在復(fù)原力或回復(fù)力以將其 自身恢復(fù)到止動(dòng)位置。圖4A和圖4B是針對(duì)圖2B的非易失性存儲(chǔ)器件實(shí)施例的、處于第 一狀態(tài)的存儲(chǔ)單元104的存儲(chǔ)單位102以及處于第一狀態(tài)的存儲(chǔ)單位 102的讀操作的剖面圖。參考圖4A，作為寫操作的結(jié)果，電極50處于止動(dòng)位置，即處于電 荷俘獲結(jié)構(gòu)80和讀字線40之間的懸浮位置，并且沒(méi)有與電荷俘獲結(jié)構(gòu) 80或讀字線40接合。為了達(dá)到此狀態(tài)，缺乏電極50和寫字線30之間 的較強(qiáng)偏置電壓，電極50的回復(fù)力克服電極50和寫字線30之間的庫(kù)侖 力。因此，電極50處于止動(dòng)位置。在一個(gè)實(shí)施例中，電極的該位置與存 儲(chǔ)單位102的"1"二進(jìn)位狀態(tài)相對(duì)應(yīng)；然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，處于 這種止動(dòng)位置的電極50可能同樣地被認(rèn)為與存儲(chǔ)單位102的"0" 二進(jìn) 位狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。在如圖4A所示的狀態(tài)"1"，電極50位于與讀字線40相距合適的 間隙距離，并且無(wú)限期地以非易失性方式保持處于該位置，直到隨后的 擦除、寫、或編程操作發(fā)生為止，或直到讀操作發(fā)生為止，即使去除向 器件施加的電力，這去除了施加到寫字線30的任何電壓。在存儲(chǔ)單位 104隨后的讀操作期間，將電壓電勢(shì)施加在讀字線40和位線20之間， 所述電壓電勢(shì)在數(shù)值上足夠促使電極50的遠(yuǎn)側(cè)端從圖4A的止動(dòng)位置向 圖4B所示的接合位置傾斜，從而使電極50通過(guò)間隙92沿向上的方向彎 曲，并且使得電極50的遠(yuǎn)側(cè)端53與讀字線40的下表面相接觸。由電極
50和讀字線40之間存在的吸引庫(kù)侖力將懸浮的電極50沿向上方向拉向 讀字線40,直到他們接合。在此接合位置，在讀字線40和位線20之間 產(chǎn)生經(jīng)過(guò)電極50的電流。該電流被與器件的讀字線40相連的電流讀出 電路讀出，導(dǎo)致讀操作表示存儲(chǔ)單位102的"1"狀態(tài)的讀取。圖5A和圖5B是針對(duì)圖2B的非易失性存儲(chǔ)器件實(shí)施例的、處于第 二狀態(tài)的存儲(chǔ)單元104的存儲(chǔ)單位102以及處于第二狀態(tài)的存儲(chǔ)單位 102的讀操作的剖面圖。參考圖5A，作為寫操作的結(jié)果，電極50處于接合位置，從而電極 50沿向下方向彎曲，并且電極50的遠(yuǎn)側(cè)端53與電荷俘獲結(jié)構(gòu)80的上 表面相接觸。為了達(dá)到此狀態(tài)，當(dāng)將電極50正向偏置并且將寫字線30 負(fù)向偏置時(shí)，例如在編程或擦除操作期間，電極50沿向下方向彎曲以接 觸下面的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80，因?yàn)樽鳛槠媒Y(jié)果存在的庫(kù)侖力克服了電極 50的回復(fù)力。當(dāng)隨后去除偏置時(shí)，例如當(dāng)從器件去除電力時(shí)，電極50 保持處于彎曲位置，因?yàn)橛稍陔姾煞@結(jié)構(gòu)80中俘獲的電子維持庫(kù)侖 力。在一個(gè)實(shí)施例中，電極的該位置與對(duì)存儲(chǔ)單位102的"0" 二進(jìn)位狀 態(tài)相對(duì)應(yīng)；然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，可能同樣地將處于此種彎曲位置 的電極50認(rèn)為是與存儲(chǔ)單位102的"1" 二進(jìn)位狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。在如圖5A所示的"0"狀態(tài)，電極50彎曲，使得其遠(yuǎn)側(cè)端53與電 荷俘獲結(jié)構(gòu)80的上表面相接觸，并且以非易失性的方式無(wú)限期地保持處 于該位置，直到隨后的擦除、寫、或編程操作發(fā)生為止。在存儲(chǔ)單位102 隨后的讀操作期間，將電壓電勢(shì)是施加到讀字線40和位線20之間。選 擇用于讀操作的電壓電勢(shì)，將在數(shù)值上足夠促使電極50從圖4A的止動(dòng) 位置向與讀字線40的下表面的接合位置傾斜；然而，讀字線40和位線 20之間施加的用于讀操作的相對(duì)較小電壓電勢(shì)與電極50的恢復(fù)力相結(jié) 合大小不足以克服電荷俘獲結(jié)構(gòu)80和電極50之間的吸引庫(kù)侖力。結(jié)果， 在處于如圖5A所示狀態(tài)的存儲(chǔ)單位102的讀操作期間，電極50保持處 于相同的位置，即處于與電荷俘獲結(jié)構(gòu)80的上表面的接合位置。因此， 在讀操作期間，當(dāng)將讀操作電壓電勢(shì)施加到讀字線40和位線20時(shí)，在 讀字線40和位線20之間沒(méi)有產(chǎn)生電流，因?yàn)樘幱谙蛳聫澢恢玫碾姌O 50沒(méi)有接通讀字線40和位線20之間'的電流通道。由相應(yīng)的電流讀出電 路所檢測(cè)到的無(wú)電流導(dǎo)致讀操作表示存儲(chǔ)單位102的"0"狀態(tài)的讀取。在器件的初始編程時(shí)，高偏置條件通過(guò)Fower-Nordheim隧穿向電 荷俘獲結(jié)構(gòu)80提供電子隧穿。因?yàn)榉@的電子永久地占據(jù)電荷俘獲結(jié)構(gòu) 80，無(wú)需進(jìn)一步的編程；因此，無(wú)需另外的高偏置操作。由寫字線30 和電極50之間適中的偏置來(lái)實(shí)現(xiàn)"1"和"0"狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變；適中的 偏置電平不會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步的Fower-Nordheim隧穿。結(jié)果，器件可操作于 適中的功率水平，導(dǎo)致較高的能量效率。為確保器件中準(zhǔn)確且可靠的編程、寫、擦除和讀操作，考慮電極50 的彈性、下部和上部間隙90、 92的寬度、以及施加電壓的大小和極性。 例如，電極50的彈性至少部分地依賴于電極50的長(zhǎng)度、厚度和材料性 質(zhì)。上部和下部間隙寬度或距離影響電極在與讀字線40的接合位置、止 動(dòng)位置、以及與電荷俘獲結(jié)果80的接合位置之間的移動(dòng)量。間隙距離影 響用于在其各種接合位置和止動(dòng)位置之間移動(dòng)電極所需的電壓電平。上 部和下部間隙距離可以相同或不同，取決于應(yīng)用。電極材料的彈性影響 電極的彈性，以及其回到止動(dòng)位置的傾向，以及電極經(jīng)過(guò)許多周期的寫 和讀操作的使用期限。此外，懸臂電極結(jié)構(gòu)由于其柔性增加而導(dǎo)致操作 電壓減小，因?yàn)閮H有一端是固定的而另一端是可自由移動(dòng)的。這些因素 以及其他因素的每一個(gè)之間的折中將對(duì)操作速度、操作電壓以及所得到 器件的可靠性有貢獻(xiàn)。圖6A至圖15A是用于形成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多比特機(jī)電非易失 性存儲(chǔ)器件的方法的透視圖。圖6B至圖15B分別是沿圖6A至圖15A的 I-I'線得到的剖面圖； '參考圖6A和圖6B，將位線層設(shè)置在襯底10上，并且使其形成圖案 以在襯底10上形成多根位線20。位線20在襯底上沿第一方向延伸，并 且沿第二方向彼此分離。例如，襯底IO可以包括諸如體硅之類的半導(dǎo)體 材料?？蛇x地，襯底IO可以包括在用于支撐的下層體結(jié)構(gòu)上涂覆的絕緣 體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)或柔性絕緣層。例如，位線層可以包括諸如金、銀、 銅、鋁、鎢、氮化鈦、或任意其他合適的導(dǎo)電材料之類的導(dǎo)電材料，它 們可以形成圖案以形成位線20。在一個(gè)實(shí)施例中，位線層材料包括使用 化學(xué)氣相沉積(CVD)形成約50nm厚度的WSi2。
參考圖7A和圖7B，將第一層間電介質(zhì)層、寫字線層、電荷俘獲層 和第一犧牲層設(shè)置在下面的襯底10和位線20上。使用標(biāo)準(zhǔn)光刻技術(shù)使 這些層選擇性地形成圖案，以形成圖案化的第一層間電介質(zhì)層22、圖案 化的寫字線30、圖案化的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80、以及圖案化的第一犧牲層 60。在一個(gè)實(shí)施例中，使用相同的光掩模同時(shí)使所述的層形成圖案。所 得到圖案化的寫字線30、圖案化的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80、以及圖案化的第一 犧牲層60在襯底上沿橫穿位線20延伸的第一方向的第二方向延伸跨過(guò) 位線20。在該實(shí)施例中，圖案化的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80包括隧道氧化物層 82、例如包括氮化物的電荷俘獲層84，以及阻塞氧化層86，以提供多層 氧化物/氮化物/氧化物(ONO)電荷俘獲結(jié)構(gòu)。諸如氧化物/氮化物/氧化 鋁(ONA)的其他合適的電荷俘獲結(jié)構(gòu)材料同樣可應(yīng)用于本發(fā)明實(shí)施例的 器件和形成方法中。在該步驟中，可選擇的過(guò)渡層可以存在于圖案化的寫字線30和圖 案化的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80之間?？梢詰?yīng)用可選擇的過(guò)渡層以維持隧道氧化 物層82中的合適的性質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一層間電介質(zhì)層包括形成為約100nm厚度的氧 化硅層；寫字線層包括使用CVD工藝形成為約50nm厚度的WSi2;電荷俘 獲層包括分別形成為約10nm/20nm/10mn厚度的氧化物/氮化物/氧化物 (ONO)層；以及第一犧牲層包括使用原子層沉積(ALD)形成為約50-150 埃厚度的摻雜多晶硅或多晶硅。在一個(gè)實(shí)施例中，使用由P-TEOS材料形 成的ARF硬掩模執(zhí)行該結(jié)構(gòu)的圖案化，在形成圖案之后使用LAL刻蝕工 藝去除所述硬掩模。參考圖8A和圖8B，在所得到的結(jié)構(gòu)上形成絕緣側(cè)壁隔板24。例如， 該步驟可以通過(guò)絕緣材料(例如，氧化硅)的化學(xué)氣相沉積(CVD)，并 且通過(guò)執(zhí)行回蝕工藝以形成絕緣側(cè)壁隔板24來(lái)完成。在該實(shí)施例中， 絕緣隔板沿圖案化的第一層間電介質(zhì)層22、圖案化的寫字線30、圖案化 的電荷俘獲層80、以及圖案化的第一犧牲層60的外部側(cè)壁延伸。在一 個(gè)實(shí)施例中，側(cè)壁隔板24由形成為約30nm厚度的中間溫度氧化物材料 形成。參考圖9A和圖9B，將電極材料涂覆于所得到的結(jié)構(gòu)，并且例如使
用光刻技術(shù)使其形成圖案，以在位線'20上、沿側(cè)壁隔板24的外部側(cè)壁、以及在圖案化的第一犧牲層60上沿第一方向延伸。結(jié)果，形成圖案化的 電極層50，位于側(cè)壁隔板20的外部側(cè)壁上以及圖案化的第一犧牲層60 上，并且在第一和第二位置處與下面的位線20相接觸。例如，用于形成 圖案化的電極層50的電極層可以包括諸如金、銀、銅、鋁、鎢、氮化鈦、 或任何其他合適的導(dǎo)電材料之類的導(dǎo)電材料，它們可以隨后形成圖案以 形成電極50A、 50B。在所示的實(shí)施例中，圖案化電極層50的每一部分 具有與下面的位線20的寬度實(shí)質(zhì)相同的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，電極層 包括形成為介于約5nm和30nm之間厚度的TiN材料，在一個(gè)實(shí)施例中為 20nm，并且使用多晶硅硬掩模使所述TiN材料形成圖案，在形成圖案后 去除掩模。參考圖10A和圖10B，將第二層間電介質(zhì)層26涂覆于所得到的結(jié)構(gòu)， 例如，使用諸如氧化硅之類的絕緣材料的化學(xué)氣相沉積(CVD)，以覆蓋 所得到的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，然后執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光以去除第二層 間電介質(zhì)層26的上部，以暴露出圖案化的電極層50的上部。在一個(gè)實(shí) 施例中，第二層間電介質(zhì)層26包括形成為約150nm厚度的CVD氧化物。參考圖IIA和圖IIB，在所得到的結(jié)構(gòu)上順序地形成第二犧牲層、 讀字線層、以及第一硬掩模層。使用標(biāo)準(zhǔn)的光刻技術(shù)對(duì)這些層選擇性地 形成圖案以形成圖案化的第二犧牲層70、圖案化的讀字線40、以及圖案 化的第一硬掩模層42。所得到圖案化的第二犧牲層70、圖案化的讀字線 40、以及圖案化的第一硬掩模層42結(jié)構(gòu)在所得到的結(jié)構(gòu)上沿第二方向延 伸，并且與位線20和相應(yīng)的圖案化電極層50交叉。在所示的實(shí)施例中， 圖案化的第二犧牲層70、圖案化的讀字線40、以及圖案化的第一硬掩模 層42結(jié)構(gòu)每一個(gè)的寬度與下面的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80和圖案化的寫字線30 結(jié)構(gòu)的寬度實(shí)質(zhì)上相同。在一個(gè)實(shí)施例中，第二犧牲層包括使用原子層沉積(ALD)形成為 介于約5咖和30nm之間厚度的摻雜a硅或多晶硅，在一個(gè)實(shí)施例中為 20rnn厚度；讀字線層包括使用CVD工藝形成為約50nm厚度的WSi2;以 及第一硬掩模層包括形成為約100nm厚度的氮化硅。參考圖12A和圖12B，執(zhí)行回縮(pull-back)或回蝕工藝以減小圖
案化的第一硬掩模層42的寬度。減小寬度的第一硬掩模層42所得到的寬度w將限定在所得到的單位單元104的第一和第二存儲(chǔ)單位102A、 102B之間形成的溝槽100的最終寬度。參考圖13A和圖13B，例如使用諸如氧化硅之類的絕緣材料的化學(xué) 氣相沉積(CVD)，將第三層間電介質(zhì)層28涂覆于所得到的結(jié)構(gòu)，以覆蓋 所得到的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，然后執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光以去除第三層 間電介質(zhì)層28的上部，以暴露減小寬度的第一硬掩模層42的上部。參考圖14A和圖14B，將己暴露的減小寬度的第一硬掩模層42選擇 性地去除。使用第三層間電介質(zhì)層28作為刻蝕掩模，使用干法刻蝕工藝 形成穿過(guò)下面的讀字線40、圖案化的第二犧牲層70、圖案化的電極層 50、圖案化的第一犧牲層60、圖案化的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80、以及寫字線 30的溝槽100，以暴露出圖案化的第一層間電介質(zhì)層22的上表面。在該 實(shí)施例中，所得到的溝槽100具有的寬度由在前形成的減小寬度的第一 硬掩模層42的寬度所限定。溝槽100沿第二方向延伸通過(guò)讀字線40、 圖案化的電極層50、圖案化的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80和寫字線30的大致中心 區(qū)域。參考圖15A和圖15B，去除圖案化的第一犧牲層60和圖案化的第二 犧牲層70的剩余部分，即位于圖案化的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80和圖案化的電 極層50之間、以及位于圖案化的電極層50和讀字線40之間的那部分。 例如，使用濕法刻蝕工藝或化學(xué)干法刻蝕(CDE)工藝去除剩余的第一和 第二犧牲層60、 70。以這種方式，在圖案化的電極層50和圖案化的電 荷俘獲層80之間形成下部間隙90，并在圖案化的電極層50和讀字線40 之間形成上部間隙92。應(yīng)用的第一和第二犧牲層60、 70的厚度因此限 定了所得到的第一和第二間隙距離90、 92。以上參考圖2A和圖2B示出和描述了所得到的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)。溝槽 100將器件的每一個(gè)單位單元104分割成第一和第二存儲(chǔ)單位102A、 102B。第一和第二存儲(chǔ)單位102A、 102B的每一個(gè)均包括相應(yīng)的第一和第 二上部字線40A、 40B，相應(yīng)的第一和第二電極50A、 50B，相應(yīng)的第一和 第二電荷俘獲層80A、 80B，以及相應(yīng)的第一和第二寫字線30A、 30B。公 共單位單元104的第一和第二存儲(chǔ)單位102A、 102B共享位線20。公共
單位單元104的第一和第二存儲(chǔ)單位102A、102B的狀態(tài)可以各自進(jìn)行編 程，以具有獨(dú)立的(相同或不同的)狀態(tài)，從而提供多比特結(jié)構(gòu)(在該 示例中是雙比特結(jié)構(gòu))，這包括獨(dú)立地控制寫字線、讀字線和電荷俘獲結(jié) 構(gòu)以及共享的位線。盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的機(jī)電存儲(chǔ)器件的非易失性實(shí)施例，本 發(fā)明的原理同樣地可應(yīng)用于易失性存儲(chǔ)器件及其制作方法。在一個(gè)說(shuō)明 性的示例中，圖16是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多比特機(jī)電易失性存儲(chǔ)器件的 剖面圖。如圖16所示的實(shí)施例與如上結(jié)合圖2A和圖2B所示和所述的實(shí)施 例實(shí)質(zhì)上類似；然而，在本實(shí)施例中，缺少在上述非易失性存儲(chǔ)器件實(shí) 施例中存在的電荷俘獲結(jié)構(gòu)80。因此，在本實(shí)施例中，在寫字線30和 電極50之間、以及讀字線40和電極50之間直接地形成下部和上部間隙 90、 92。沒(méi)有以上實(shí)施例的電荷俘獲結(jié)構(gòu)，當(dāng)從寫字線30A、 30B去除施 加的電壓時(shí)，不會(huì)保持已寫信息。圖17A和圖17B是針對(duì)圖16的易失性存儲(chǔ)器件實(shí)施例的、處于第 一狀態(tài)的存儲(chǔ)單位102以及處于第一狀態(tài)的存儲(chǔ)單位的讀操作的剖面 圖。參考圖17A，作為寫操作的結(jié)果，電極50處于止動(dòng)位置，即，處于 寫字線30和讀字線40之間的懸浮位置，并且沒(méi)有與寫字線30或讀字線 40接合。在一個(gè)實(shí)施例中，電極的該位置與存儲(chǔ)單位102的"1" 二進(jìn) 位狀態(tài)相對(duì)應(yīng)；然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，處于此種止動(dòng)位置的電極50 可能同樣地認(rèn)為與存儲(chǔ)單位102的"0" 二進(jìn)位狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。在如圖17A所示的"1"狀態(tài)中，電極50位于相距讀字線40合適 的間隙距離，并且保持處于該位置，直到隨后的寫操作或讀操作發(fā)生為 止。在存儲(chǔ)單位102隨后的讀操作期間，將數(shù)值上足夠引起電極從圖17A 的止動(dòng)位置向如圖17B所示的接合位置傾斜的電壓電勢(shì)施加到讀字線40 和位線20之間，從而電極通過(guò)上部間隙92沿向上的方向彎曲，使得其 遠(yuǎn)側(cè)端53與讀字線40的下表面相接觸。在此位置，在讀字線40和位線 20之間產(chǎn)生經(jīng)過(guò)電極50的電流。該電流由電流讀出電路來(lái)讀出，導(dǎo)致 '讀操作指示存儲(chǔ)單位102的"1"狀態(tài)的讀取。 圖18A和圖18B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、處于第二狀態(tài)的存儲(chǔ)單位102以及處于第二狀態(tài)的存儲(chǔ)單位102的讀操作的剖面圖。參考圖18A，作為寫操作的結(jié)果，電極50處于接合位置，從而電極 50沿向下的方向彎曲，并且與寫字線30的上表面相接觸。在一個(gè)實(shí)施 例中，電極的該位置與存儲(chǔ)單位102的"0" 二進(jìn)位狀態(tài)相對(duì)應(yīng)；然而， 在另一個(gè)實(shí)施例中，處于此種彎曲位置的電極50可能同樣地認(rèn)為與存儲(chǔ) 單位102的"1" 二進(jìn)位狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。在如圖18A所示的"0"狀態(tài)，假設(shè)將維持電壓施加到寫字線，電 極50彎曲以與寫字線30的上表面相接觸并且保持處于該位置，直到隨 后的編程操作發(fā)生為止。在存儲(chǔ)單位102隨后的讀操作期間，將電壓電 勢(shì)施加到讀字線40和位線20之間。選擇用于讀操作的電壓電勢(shì)，所述 電壓電勢(shì)的大小足以使電極50從圖17A的止動(dòng)位置向與讀字線40的下 表面的接合位置傾斜；然而，在讀字線40和位線20之間施加的用于讀 操作的電壓電勢(shì)的大小不足以克服寫字線30和電極50之間的吸引力。 結(jié)果，在處于如圖18A所示的狀態(tài)下的存儲(chǔ)單位102的讀操作期間，電 極50保持處于相同的位置，即處于與讀字線30的上表面的接合位置。 因此，在讀操作期間，當(dāng)將讀操作電壓電勢(shì)施加到讀字線40和位線20 時(shí)，讀字線40和位線20之間沒(méi)有電流產(chǎn)生，因?yàn)樘幱谙蛳聫澢恢玫?電極50不會(huì)接通讀字線40和位線20之間的電流通道。通過(guò)相應(yīng)的電流 讀出電路所檢測(cè)到的無(wú)電流導(dǎo)致讀操作表示存儲(chǔ)單位102的"O"狀態(tài)的 讀取。圖19是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、包括多層機(jī)電存儲(chǔ)單元的堆疊存儲(chǔ) 器件的剖面圖。在該實(shí)施例中，將例如i如上所述的非易失性類型的存儲(chǔ) 單元的第一陣列設(shè)置在第一存儲(chǔ)器件層i 120A上。將絕緣層110設(shè)置在第 一器件層上，并且將例如如上所述的非易失性類型的存儲(chǔ)單元的第二陣 列設(shè)置在第二存儲(chǔ)器件層120B上。將第二存儲(chǔ)器件層120B設(shè)置在絕緣 層上。如上所述，第一和第二存儲(chǔ)器件層120A、 120B的每一個(gè)均包括具 有帶懸臂電極的機(jī)電存儲(chǔ)單位的存儲(chǔ)單元。額外的器件層可以存在于第 二存儲(chǔ)器件層120B以上、或第一存儲(chǔ)器件層120A以下，或第一和第二 存儲(chǔ)器件層120A、 120B之間。針對(duì)堆疊的存儲(chǔ)器件，額外的器件層可以
包括存儲(chǔ)單元和/或可以包括諸如驅(qū)動(dòng)電路之類的支持電路。圖20是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、包括多層機(jī)電存儲(chǔ)單元的堆疊存儲(chǔ) 器件，其中一層包括易失性存儲(chǔ)單元，并且另一層包括非易失性存儲(chǔ)單 元。在該實(shí)施例中，將例如如上所述的非易失性類型的存儲(chǔ)單元的第一陣列設(shè)置在第一存儲(chǔ)器件層120A上。將絕緣層110設(shè)置在第一器件層上，以及將例如如上所述的易失性類型的不同類型的存儲(chǔ)單元的第二陣列設(shè)置在第二存儲(chǔ)器件層122上。將第二存儲(chǔ)器件層122設(shè)置在絕緣層110 上。如上所述，第一和第二存儲(chǔ)器件層120A、' 122的每一個(gè)均包括具有 帶懸臂電極的機(jī)電存儲(chǔ)單位的存儲(chǔ)單元。額外的器件層可以存在于第二 存儲(chǔ)器件層122以上、或第一存儲(chǔ)器件層120A以下，或第一和第二存儲(chǔ) 器件層120A、 122之間。針對(duì)堆疊的存儲(chǔ)器件，額外的器件層可以包括 存儲(chǔ)單元和/或可以包括諸如驅(qū)動(dòng)電路之類的支持電路。這樣，如上所述描述了實(shí)施例，涉及解決和消除傳統(tǒng)器件的上述限 制的多比特機(jī)電存儲(chǔ)器件及其制造方法。具體地，本發(fā)明實(shí)施例提出了 一種多比特機(jī)電存儲(chǔ)器件以及形成此種器件的方法，這種器件除了其他 特征之外，還提供高密度存儲(chǔ)、低電壓編程和擦除電壓、高速操作、增 強(qiáng)的數(shù)據(jù)保持力和較高的長(zhǎng)期耐久性。本發(fā)明實(shí)施例可應(yīng)用于非易失性 和易失性存儲(chǔ)器件形式。盡管己經(jīng)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，具體示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明 的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的多種改 變。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)器件，包括襯底；位線，在襯底上沿第一方向延伸；第一字線結(jié)構(gòu)，在位線上并且與位線間隔且絕緣，第一字線結(jié)構(gòu)沿橫穿第一方向的第二方向延伸；電極，與位線相連，在第一字線結(jié)構(gòu)之上延伸，并且與第一字線結(jié)構(gòu)間隔第一間隙；以及第二字線結(jié)構(gòu)，在電極之上并且與電極間隔第二間隙，第二字線結(jié)構(gòu)沿第二方向延伸，其中，電極在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的，使得電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一間隙在第一彎曲位置與第一字線結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二間隙在第二彎曲位置與第二字線結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且電極在止動(dòng)位置與第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)相隔離。
2. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，第一字線結(jié)構(gòu)包括寫字 線，并且第二字線結(jié)構(gòu)包括讀字線。'
3. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，還包括第一電介質(zhì)，沿 相對(duì)于襯底的垂直方向隔離第一字線結(jié)構(gòu)和位線。
4. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，還包括第二電介質(zhì)，沿 相對(duì)于襯底的水平方向隔離第一字線結(jié)構(gòu)的一側(cè)和電極。
5. 如權(quán)利要求4所述的存儲(chǔ)器件，其中，第二電介質(zhì)包括在第一 字線結(jié)構(gòu)的側(cè)壁處的隔板。
6. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，電極包括第一部分， 沿第一字線結(jié)構(gòu)的側(cè)壁方向延伸；以及第二部分，在第一字線結(jié)構(gòu)和第 二字線結(jié)構(gòu)之間沿第一字線結(jié)構(gòu)的頂部方向從第一部分伸出。
7. 如權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器件，其中，電極的第一部分包括-第一端，固定于第二部分；以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和第二間隙。
8. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，電極包括可彈性變形的 材料。
9. 如權(quán)利要求8所述的存儲(chǔ)器件，其中，電極包括從以下材料組 成的組中選定的至少一種材料金、銀、銅、鋁、鎢、氮化鈦、導(dǎo)電金 屬、成型的記憶合金和納米管。
10. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字 線結(jié)構(gòu)每一個(gè)均包括導(dǎo)體，并且存儲(chǔ)器件包括易失性存儲(chǔ)器件。
11. 如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字 線結(jié)構(gòu)的至少之一包括 .導(dǎo)電層；以及在導(dǎo)電層與電極之間、并且與電極間隔第一和第二間隙的相應(yīng)之一 的電荷俘獲結(jié)構(gòu)，其中存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)器件。
12. 如權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器件，其中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置中的至少之一，電極與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二 字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)電容性地相連。
13. 如權(quán)利要求12所述的存儲(chǔ)器件，其中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置中的至少之一，電極還與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第 二字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層電容性地相連。
14. 如權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器件，其中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從 以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇的結(jié)構(gòu):氧化物-氮化物-氧化物結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化物-氧化鋁結(jié)構(gòu)。
15. 如權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器件，其中，還包括第一和第二字線結(jié)構(gòu)的至少之一的導(dǎo)電層和電荷俘獲結(jié)構(gòu)之間的過(guò)渡層。
16. 如權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器件，其中，第一和第二字線結(jié)構(gòu)之一包括寫字線結(jié)構(gòu)，并且第一和第二字線結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)包括讀字線 結(jié)構(gòu)，并且在非易失性存儲(chǔ)器件的編程操作期間，通過(guò)在寫字線結(jié)構(gòu)和 位線之間施加第一電壓電勢(shì)，使電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位 置和止動(dòng)位置中的一個(gè)位置。
17. 如權(quán)利要求16所述的存儲(chǔ)器件，其中，在導(dǎo)致電極處于與寫 字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置的非易失性存儲(chǔ)器件的第一狀態(tài)的編程操作 期間，電極響應(yīng)于寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)而彎曲，以在彎曲位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸，并且當(dāng)去除寫字線結(jié)構(gòu) 和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)，由于電荷被俘獲在寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘 獲結(jié)構(gòu)中，電極保持處于彎曲位置。
18. 如權(quán)利要求17所述的存儲(chǔ)器件，其中，在處于第一狀態(tài)的非 易失性存儲(chǔ)器件的讀操作期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié) 構(gòu)之間，并且當(dāng)盡管施加第二電壓電勢(shì)，電極仍保持處于與寫字線結(jié)構(gòu) 相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定。
19. 如權(quán)利要求16所述的存儲(chǔ)器件，其中，在導(dǎo)致電極處于止動(dòng)位置的非易失性存儲(chǔ)器件的第二狀態(tài)的編程操作期間，響應(yīng)于寫字線結(jié) 構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)，電極在止動(dòng)位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘 獲結(jié)構(gòu)相隔離，并且當(dāng)去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)， 電極保持處于止動(dòng)位置。
20. 如權(quán)利要求19所述的存儲(chǔ)器件，其中，在處于第二狀態(tài)的非 易失性存儲(chǔ)器件的讀操作期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié) 構(gòu)之間，并且當(dāng)由于施加第二電壓電勢(shì)而使電極處于與讀字線結(jié)構(gòu)相接 觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。
21. 如權(quán)利要求l所述的存儲(chǔ)器件，其中，第一字線結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電 層和在導(dǎo)電層上的電荷俘獲結(jié)構(gòu)，電荷俘獲結(jié)構(gòu)位于第一字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo) 電層和電極之間，并且電荷俘獲結(jié)構(gòu)與電極間隔第一間隙，并且存儲(chǔ)器 件包括非易失性存儲(chǔ)器件。
22. 如權(quán)利要求l所述的存儲(chǔ)器件，其中，第二字線結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電 層和在導(dǎo)電層下的電荷俘獲結(jié)構(gòu)，電荷俘獲結(jié)構(gòu)位于第二字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo) 電層和電極之間，并且電荷俘獲結(jié)構(gòu)與電極間隔第二間隙，并且存儲(chǔ)器 件包括非易失性存儲(chǔ)器件。
23. —種存儲(chǔ)器件，包括 襯底；位線，在襯底上沿第一方向延伸；第一字線結(jié)構(gòu)，在位線上并且與位線間隔且絕緣，第一字線結(jié)構(gòu)沿 橫穿第一方向的第二方向延伸；電極，與位線相連，在第一字線結(jié)構(gòu)之上延伸，并且與第一字線結(jié)構(gòu)間隔第一間隙；以及第二字線結(jié)構(gòu)，在電極之上并且與電極間隔第二間隙，第二字線結(jié) 構(gòu)沿第二方向延伸，其中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之一包括在該字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電 層和電極之間的電荷俘獲結(jié)構(gòu)，其中電荷俘獲結(jié)構(gòu)與電極間隔相應(yīng)第一和第二間隙中的相應(yīng)一個(gè)；其中，電極在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的，使 得電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一間隙在第一彎曲位置與第一字線結(jié)構(gòu)的頂部電連 接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二間隙在第二彎曲位置與第二字線結(jié)構(gòu)的底部電 連接，并且電極在止動(dòng)位置與第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)相隔離。
24. 如權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)器件，其中，第一和第二字線結(jié)構(gòu) 之一包括寫字線，以及第一和第二字線結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)包括讀字線。
25. 如權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)器件，其中，電極包括第一部分， 沿第一字線結(jié)構(gòu)的側(cè)壁方向延伸；以及第二部分，在第一字線結(jié)構(gòu)和第 二字線結(jié)構(gòu)之間沿第一字線結(jié)構(gòu)的頂部方向從第一部分伸出。
26. 如權(quán)利要求25所述的存儲(chǔ)器件，其中，電極的第一部分包括 第一端，固定于第二部分；以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和第二間隙。
27. 如權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)器件，其中，電極包括可彈性變形 的材料。
28. 如權(quán)利要求27所述的存儲(chǔ)器件，其中，電極包括從以下材料 組成的組中選定的至少一種材料金、銀、銅、鋁、鎢、氮化鈦、導(dǎo)電 金屬、成型的記憶合金和納米管。
29. 如權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)器件，其中，在第一彎曲位置和第 二彎曲位置中的至少之一，電極與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二 字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)電容性地相連。
30. 如權(quán)利要求29所述的存儲(chǔ)器件，其中，在第一彎曲位置和第 二彎曲位置中的至少之一，電極還與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第 二字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層電容性地相連。
31. 如權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)器件，其中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從 以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇的結(jié)構(gòu):氧化物-氮化物-氧化物結(jié)構(gòu)和氧化物- 氮化物-氧化鋁結(jié)構(gòu)。
32. 如權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)器件，其中，還包括第一和第二字線結(jié)構(gòu)的至少之一的導(dǎo)電層和電荷俘獲結(jié)構(gòu)之間的過(guò)渡層。
33. 如權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)器件，其中，第一和第二字線結(jié)構(gòu) 之一包括寫字線結(jié)構(gòu)，并且第一和第二字線結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)包括讀字線 結(jié)構(gòu)，并且在非易失性存儲(chǔ)器件的編程操作期間，通過(guò)在寫字線結(jié)構(gòu)和 位線之間施加第一電壓電勢(shì)，使電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位 置和止動(dòng)位置中的一個(gè)位置。
34. 如權(quán)利要求33所述的存儲(chǔ)器件，其中，在導(dǎo)致電極處于與寫 字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置的非易失性存儲(chǔ)器件的第一狀態(tài)的編程操作 期間，電極響應(yīng)于寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)而彎曲，以在 彎曲位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸，并且當(dāng)去除寫字線結(jié)構(gòu) 和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)，由于電荷被俘獲在寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘 獲結(jié)構(gòu)中，電極保持處于彎曲位置。
35. 如權(quán)利要求34所述的存儲(chǔ)器件，其中，在處于第一狀態(tài)的非 易失性存儲(chǔ)器件的讀操作期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié) 構(gòu)之間，并且當(dāng)盡管施加第二電壓電勢(shì)，電極仍保持處于與寫字線結(jié)構(gòu) 相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定。
36. 如權(quán)利要求33所述的存儲(chǔ)器件，其中，在導(dǎo)致電極處于止動(dòng) 位置的非易失性存儲(chǔ)器件的第二狀態(tài)的編程操作期間，響應(yīng)于寫字線結(jié) 構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)，電極在止動(dòng)位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘 獲結(jié)構(gòu)相隔離，并且當(dāng)去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)， 電極保持處于止動(dòng)位置。
37. 如權(quán)利要求36所述的存儲(chǔ)器件，其中，在處于第二狀態(tài)的非 易失性存儲(chǔ)器件的讀操作期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié) 構(gòu)之間，并且當(dāng)由于施加第二電壓電勢(shì)而使電極處于與讀字線結(jié)構(gòu)相接 觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。
38. —種雙比特存儲(chǔ)器件，包括 襯底；位線，在襯底上沿第一方向延伸； 位線上的第一和第二下部字線結(jié)構(gòu)，第一和第二下部字線結(jié)構(gòu)彼此 間隔，并且與位線間隔且絕緣，第一和第二下部字線結(jié)構(gòu)的每一個(gè)均沿 橫穿第一方向的第二方向延伸；第一和第二電極，與位線相連，第一電極在第一下部字線結(jié)構(gòu)之上 延伸并且與第一下部字線結(jié)構(gòu)間隔第一下部間隙，第二電極在第二下部字線結(jié)構(gòu)之上延伸并且與第二下部字線結(jié)構(gòu)間隔第二下部間隙；以及在相應(yīng)第一和第二電極之上的第一和第二上部字線結(jié)構(gòu)，第一和第 二上部字線結(jié)構(gòu)彼此間隔，第一上部字線結(jié)構(gòu)與第一電極間隔第一上部 間隙，第二上部字線結(jié)構(gòu)與第二電極間隔第二上部間隙，第一和第二上 部字線結(jié)構(gòu)的每一個(gè)均沿第二方向延伸，其中，第一和第二下部字線結(jié)構(gòu)以及第一和第二上部字線結(jié)構(gòu)中的 至少一對(duì)包括相應(yīng)第一和第二字線結(jié)構(gòu)的第一和第二導(dǎo)電層與相應(yīng)的第 一和第二電極之間的第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)，其中第一和第二電荷俘 獲結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的第一和第二電極間隔相應(yīng)的第一和第二間隙，其中，第一電極在第一下部字線結(jié)構(gòu)和第一上部字線結(jié)構(gòu)之間是懸 臂形式的，使得第一電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一下部間隙在第一彎曲位置與第 一下部字線結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一上部間隙在第二彎 曲位置與第一上部字線結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且第一電極在止動(dòng)位置與 第一下部字線結(jié)構(gòu)和第一上部字線結(jié)構(gòu)相隔離；以及其中，第二電極在第二下部字線結(jié)構(gòu)和第二上部字線結(jié)構(gòu)之間是懸 臂形式的，使得第二電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二下部間隙在第一彎曲位置與第 二下部字線結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二上部間隙在第二彎 曲位置與第二上部字線結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且第二電極在止動(dòng)位置與 第二下部字線結(jié)構(gòu)和第二上部字線結(jié)構(gòu)相隔離。
39. 如權(quán)利要求38所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，第一和第二電 極的每一個(gè)均包括固定的第一端；以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和 第二間隙。
40. 如權(quán)利要求38所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，第一和第二電 極的每一個(gè)均包括可彈性變形的材料。
41. 如權(quán)利要求38所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，在第一彎曲位 置和第二彎曲位置中的至少之一，電極與相應(yīng)的至少一個(gè)上部和下部字 線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)電容性地相連。
42. 如權(quán)利要求38所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，在第一彎曲位 置和第二彎曲位置中的至少之一，電極還與相應(yīng)的至少一個(gè)上部和下部 字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層電容性地相連。
43. 如權(quán)利要求38所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇的結(jié)構(gòu)氧化物-氮化物-氧化物結(jié)構(gòu)和 氧化物-氮化物-氧化鋁結(jié)構(gòu)。
44. 如權(quán)利要求38所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，還包括相應(yīng)的 至少一個(gè)上部和下部字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層和電荷俘獲結(jié)構(gòu)之間的過(guò)渡層。
45. 如權(quán)利要求38所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，第一和第二下 部字線結(jié)構(gòu)以及第一和第二上部字線結(jié)構(gòu)中的一對(duì)包括第一和第二寫字 線結(jié)構(gòu)，所述第一和第二寫字線結(jié)構(gòu)包括相應(yīng)的第一和第二電荷俘獲結(jié) 構(gòu)，第一和第二下部字線結(jié)構(gòu)以及第一和第二上部字線結(jié)構(gòu)中的另一對(duì) 包括第一和第二讀字線結(jié)構(gòu)，并且在存儲(chǔ)器件的編程操作期間通過(guò)在第一寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間施加第一電壓電勢(shì)，使第一電極 或者處于與第一電極的第一狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的、與第一寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘 獲結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置，或處于與第一電極的第二狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的止動(dòng) 位置；以及通過(guò)在第二寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間施加第二電壓電勢(shì)，使第二電極 或者處于與第二電極的第一狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的、與第二寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘 獲結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置，或處于與第二電極的第二狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的止動(dòng) 位置，各個(gè)第一和第二電極的已編程第一和第二狀態(tài)彼此獨(dú)立，取決于施 加的相應(yīng)第一和第二電壓電勢(shì)。
46. 如權(quán)利要求45所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中， 當(dāng)去除第一寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)，由于電荷被俘獲在第一寫字線結(jié)構(gòu)的第一電荷俘獲結(jié)構(gòu)中，第一電極保持處于彎曲 位置；以及當(dāng)去除第二寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第二電壓電勢(shì)時(shí)，由于電荷被 俘獲在第二寫字線結(jié)構(gòu)的第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)中，第二電極保持處于彎曲 位置。
47. 如權(quán)利要求46所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，在存儲(chǔ)器件的讀操作期間將第三電壓電勢(shì)施加在位線和第一讀字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)盡管施 加第三電壓電勢(shì)，第一電極仍保持處于與第一寫字線結(jié)構(gòu)的第一電荷俘 獲結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定，以及當(dāng)由于 施加第三電壓電勢(shì)而使第一電極處于與第一讀字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位 置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定；以及將第四電壓電勢(shì)施加在位線和第二讀字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)盡管施 加第四電壓電勢(shì)，第二電極仍保持處于與第二寫字線結(jié)構(gòu)的第二電荷俘 獲結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定，以及當(dāng)由于 施加第四電壓電勢(shì)而使第二電極處于與第二讀字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位 置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。
48. 如權(quán)利要求47所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，通過(guò)在不同時(shí) 間施加相應(yīng)的第三和第四電壓電勢(shì)，來(lái)執(zhí)行各個(gè)第一和第二電極的讀操作。
49. 如權(quán)利要求48所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，電極包括從以 下材料組成的組中選定的至少一種材料金、銀、銅、鋁、鎢、氮化鈦、 導(dǎo)電金屬、成型的記憶合金和納米管。
50. —種雙比特存儲(chǔ)器件，包括 襯底；位線，在襯底上沿第一方向延伸；位線上的第一和第二下部字線，第一和第二下部字線彼此間隔，并 且與位線間隔且絕緣，第一和第二下部字線的每一個(gè)均沿橫穿第一方向 的第二方向延伸；第一和第二電極，與位線相連，第一電極在第一下部字線之上延伸 并且與第一下部字線間隔第一下部間隙；第二電極在第二下部字線之上 延伸并且與第二下部字線間隔第二下部間隙；以及在相應(yīng)第一和第二電極之上的第一和第二上部字線，第一和第二上部字線彼此間隔，第一上部字線與第一電極間隔第一上部間隙，第二上 部字線與第二電極間隔第二上部間隙，第一和第二上部字線的每一個(gè)均 沿第二方向延伸，其中，第一電極在第一下部字線和第一上部字線之間是懸臂形式 的，使得第一電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一下部間隙在第一彎曲位置與第一下部 字線的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一上部間隙在第二彎曲位置與第 一上部字線的底部電連接，并且第一電極在止動(dòng)位置與第一下部字線和 第一上部字線相隔離，以及其中，第二電極在第二下部字線和第二上部字線之間是懸臂形式 的，使得第二電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二下部間隙在第一彎曲位置與第二下部 字線的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二上部間隙在第二彎曲位置與第 二上部字線的底部電連接，并且第二電極在止動(dòng)位置與第二下部字線和 第二上部字線相隔離。
51. 如權(quán)利要求50所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，第一和第二電 極的每一個(gè)均包括固定的第一端；以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和第二間隙。
52. 如權(quán)利要求50所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，第一和第二電極的每一個(gè)均包括可彈性變形的材料。
53. 如權(quán)利要求50所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，第一和第二下 部字線以及第一和第二上部字線中的一對(duì)包括第一和第二寫字線，第一 和第二下部字線以及第一和第二上部字線中的另一對(duì)包括第一和第二讀字線，并且在存儲(chǔ)器件的編程操作期間通過(guò)在第一寫字線和位線之間施加第一電壓電勢(shì)，使第一電極或者 處于與第一電極的第一狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的、與第一寫字線相接觸的彎曲位置，或處于與第一電極的第二狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的止動(dòng)位置；以及通過(guò)在第二寫字線和位線之間施加第二電壓電勢(shì)，使第二電極或者處于與第二電極的第一狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的、與第二寫字線相接觸的彎曲位置，或處于與第二電極的第二狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的止動(dòng)位置，各個(gè)第一和第二電極的己^程第一和第二狀態(tài)彼此獨(dú)立，取決于施加的相應(yīng)第一和第二電壓電勢(shì)。
54. 如權(quán)利要求53所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，在存儲(chǔ)器件的 讀操作期間-將第三電壓電勢(shì)施加在位線和第一讀字線之間，并且當(dāng)盡管施加第 三電壓電勢(shì)，第一電極仍保持處于與第一寫字線相接觸的彎曲位置時(shí)， 讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定，以及當(dāng)由于施加第三電壓電勢(shì)而使第一電 極處于與第一讀字線相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定； 以及 '將第四電壓電勢(shì)施加在位線和第二讀字線之間，并且當(dāng)盡管施加第 四電壓電勢(shì)，第二電極仍保持處于與第二寫字線相接觸的彎曲位置時(shí)， 讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定，以及當(dāng)由于施加第四電壓電勢(shì)而使第二電 極處于與第二讀字線相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。
55. 如權(quán)利要求54所述的雙比特存儲(chǔ)器件，其中，通過(guò)在不同時(shí) 間施加相應(yīng)的第三和第四電壓電勢(shì)，來(lái)執(zhí)行各個(gè)第一和第二電極的讀操 作。
56. —種形成存儲(chǔ)器件的方法，包括 在襯底上設(shè)置沿第一方向延伸的位線；在位線上順序地設(shè)置第一絕緣層、下部字線層和第一犧牲層，并且 進(jìn)行圖案化，以形成圖案化的第一犧牲層和沿橫穿第一方向的第二方向 延伸的下部字線；在下部字線的側(cè)壁處設(shè)置絕緣隔板；設(shè)置與位線相連的電極，在圖案化的第一犧牲層和下部字線之上延 伸，所述電極在下部字線的第一側(cè)的第一位置處和下部字線的第二側(cè)的 第二位置處與位線相接觸；在電極上順序地設(shè)置第二犧牲層和上部字線層，并且進(jìn)行圖案化， 以形成圖案化的第二犧牲層和沿第二方向延伸的上部字線；設(shè)置穿過(guò)上部字線、電極和下部字線的溝槽，所述溝槽沿第二方向 延伸，以限定分別彼此間隔了所述溝槽的第一和第二上部字線、第一和 第二電極、以及第一和第二下部字線；以及去除圖案化的第一和第二犧牲層，以分別形成第一和第二電極與第 一和第二下部字線之間的第一和第二下部間隙，以及分別形成第一和第 二電極與第一和第二上部字線之間的第一和第二上部間隙。
57. 如權(quán)利要求56所述的方法，其中，所述存儲(chǔ)器件包括易失性存儲(chǔ)器件，并且其中第一電極在第一下部字線和第一上部字線之間是懸臂形式的，使得 第一電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一下部間隙在第一彎曲位置與第一下部字線的頂 部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一上部間隙在第二彎曲位置與第一上部字 線的底部電連接，并且第一電極在止動(dòng)位置與第一下部字線和第一上部 字線相隔離；以及第二電極在第二下部字線和第二上部字線之間是懸臂形式的，使得 第二電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二下部間隙在第一彎曲位置與第二下部字線的頂 部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二上部間隙在第二彎曲位置與第二上部字 線的底部電連接，并且第二電極在止動(dòng)位置與第二下部字線和第二上部 字線相隔離。
58. 如權(quán)利要求56所述的方法，其中，存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)器件，并且所述方法還包括在下部字線層上設(shè)置電荷俘獲結(jié)構(gòu)，并且其中，溝槽還限定了各個(gè) 第一和第二下部字線上的第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)，第一和第二電荷俘 獲結(jié)構(gòu)在第一和第二下部字線與第一和第二電極之間，并且與第一和第 二電極間隔了第一和第二下部間隙，并且其中，第一電極在第一電荷俘獲結(jié)構(gòu)和第一上部字線之間是懸臂形式的， 使得第一電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一下部間隙在第一彎曲位置與第一電荷俘獲 結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一上部間隙在第二彎曲位置與第 一上部字線的底部電連接，并且第一電極在止動(dòng)位置與第一電荷俘獲結(jié)構(gòu)和第一上部字線相隔離；以及第二電極在第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)和第二上部字線之間是懸臂形式的， 使得第二電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二下部間隙在第一彎曲位置與第二電荷俘獲 結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二上部間隙在第二彎曲位置與第 二上部字線的底部電連接，并且第二電極在止動(dòng)位置與第二電荷俘獲結(jié) 構(gòu)和第二上部字線相隔離。
59. 如權(quán)利要求58所述的方法，其中，在第一彎曲位置中，第一 和第二電極與相應(yīng)的第一和第二電荷俘結(jié)構(gòu)電容性地相連。
60. 如權(quán)利要求59所述的方法，其中，在第一彎曲位置中，第一和第二電極還與相應(yīng)的第一和第二下部字線電容性地相連。
61. 如權(quán)利要求58所述的方法，其中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇的結(jié)構(gòu):氧化物-氮化物-氧化物結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化物-氧化鋁結(jié)構(gòu)。
62. 如權(quán)利要求56所述的方法，其中，存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)器件，并且所述方法還包括在上部字線下面的第二犧牲層上設(shè)置電荷俘獲結(jié)構(gòu)，并且其中，溝 槽還限定了各個(gè)第一和第二上部字線下面的第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)， 第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)在第一和第二上部字線與第一和第二電極之 間，并且與第一和第二電極間隔了第一和第二上部間隙，并且其中，第一電極在第一電荷俘獲結(jié)構(gòu)和第一下部字線之間是懸臂形式的， 使得第一電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一\下部間隙在第一彎曲位置與第一下部字線 的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一上部間隙在第二彎曲位置與第一電 荷俘獲結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且第一電極在止動(dòng)位置與第一下部字線和第一電荷俘獲結(jié)構(gòu)相隔離；以及第二電極在第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)和第二下部字線之間是懸臂形式的， 使得第二電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二下部間隙在第一彎曲位置與第二下部字線 的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二上部間隙在第二彎曲位置與第二電 荷俘獲結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且第二電極在止動(dòng)位置與第二下部字線和 第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)相隔離。
63. 如權(quán)利要求62所述的方法，其中，在第二彎曲位置中，第一和第二電極與相應(yīng)的第一和第二電荷俘獲結(jié)構(gòu)電容性地相連。
64. 如權(quán)利要求63所述的方法，其中，在第二彎曲位置中，第一 和第二電極還與相應(yīng)的第一和第二上部字線電容性地相連。
65. 如權(quán)利要求62所述的方法，其中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下 結(jié)構(gòu)組成的組中選擇的結(jié)構(gòu):氧化物-氮化物-氧化物結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化 物-氧化鋁結(jié)構(gòu)。
66. 如權(quán)利要求56所述的方法，其中，設(shè)置溝槽的步驟還包括 在第二犧牲層和上部字線上設(shè)置硬掩模層，并且其中圖案化的步驟 包括使用硬掩模層對(duì)第二犧牲層和上部字線進(jìn)行圖案化，以及對(duì)硬掩模層執(zhí)行回縮操作，以設(shè)置寬度減小的硬掩模層，并且其中 設(shè)置溝槽的步驟包括使用寬度減小的硬掩模層以限定溝槽的寬度，從而 設(shè)置溝槽。
67. —種形成存儲(chǔ)器件的方法包括在襯底上設(shè)置位線，所述位線在襯底上沿第一方向延伸； 在位線上設(shè)置與位線間隔且絕緣的第一字線結(jié)構(gòu)，所述第一字線結(jié) 構(gòu)在襯底上沿橫穿第一方向的第二方向延伸；設(shè)置與位線相連的電極，在第一字線結(jié)構(gòu)之上延伸，且與第一字線結(jié)構(gòu)間隔第一間隙；以及在電極之上設(shè)置與電極間隔第二間隙的第二字線結(jié)構(gòu)，第二字線結(jié) 構(gòu)沿第二方向延伸，其中，電極在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的，使 得電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一間隙在第一彎曲位置與第一字線結(jié)構(gòu)的頂部電連 接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二間隙在第二彎曲位置與第二字線結(jié)構(gòu)的底部電 連接，并且電極在止動(dòng)位置與第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)相隔離。
68. 如權(quán)利要求67所述的方法，其中，設(shè)置電極的步驟包括設(shè) 置沿第一字線結(jié)構(gòu)的側(cè)壁方向延伸的第一部分；以及設(shè)置在第一字線結(jié) 構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間沿第一字線結(jié)構(gòu)的頂部方向從第一部分伸出的第 二部分。 '
69. 如權(quán)利要求68所述的方法，其中，電極的第一部分包括第 一端，固定于第二部分；以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和第二間隙。
70. 如權(quán)利要求67所述的方法，其中，電極包括可彈性變形的材料。
71. 如權(quán)利要求70所述的方法，其中，電極包括從以下材料組成 的組中選定的至少一種材料金、銀、銅、鋁、鎢、氮化鈦、導(dǎo)電金屬、 成型的記憶合金和納米管。
72. 如權(quán)利要求67所述的方法，其中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的每一個(gè)均包括導(dǎo)體，并且存儲(chǔ)器件包括易失性存儲(chǔ)器件。
73. 如權(quán)利要求67所述的方法，其中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的至少之一包括導(dǎo)電層；以及在導(dǎo)電層與電極之間、并且與電極間隔第一和第二間隙的相應(yīng)之一 的電荷俘獲結(jié)構(gòu)，其中存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)器件。
74. 如權(quán)利要求73所述的方法，其中，在第一彎曲位置和第二彎 曲位置中的至少之一，電極與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線 結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)電容性地相連。
75. 如權(quán)利要求74所述的方法，其中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置中的至少之一，電極還與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二字 線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層電容性地相連。
76. 如權(quán)利要求73所述的方法，其中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇的結(jié)構(gòu):氧化物-氮化物-氧化物結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化 物-氧化鋁結(jié)構(gòu)。
77. 如權(quán)利要求73所述的方法，其中，還包括設(shè)置第一和第二字 線結(jié)構(gòu)的至少之一的導(dǎo)電層和電荷俘獲結(jié)構(gòu)之間的過(guò)渡層。
78. 如權(quán)利要求73所述的方法，其中，第一和第二字線結(jié)構(gòu)之一 包括寫字線結(jié)構(gòu)，并且第一和第二字線結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)包括讀字線結(jié)構(gòu)， 并且在非易失性存儲(chǔ)器件的編程操作期間，通過(guò)在寫字線結(jié)構(gòu)和位線之 間施加第一電壓電勢(shì)，使電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置和止 動(dòng)位置中的一個(gè)位置。 '
79. 如權(quán)利要求78所述的方法，其中，在導(dǎo)致電極處于與寫字線 結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置的非易失性存儲(chǔ)器件的第一狀態(tài)的編程操作期 間，電極響應(yīng)于寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)而彎曲，以與在 彎曲位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸，并且當(dāng)去除寫字線結(jié)構(gòu) 和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)，由于電荷被俘獲在寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘 獲結(jié)構(gòu)中，電極保持處于彎曲位置。
80. 如權(quán)利要求79所述的方法，其中，在處于第一狀態(tài)的非易失 性存儲(chǔ)器件的讀操作期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié)構(gòu)之 間，并且當(dāng)盡管施加第二電壓電勢(shì)，電極仍保持處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接 觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定。
81. 如權(quán)利要求78所述的方法，其中，在導(dǎo)致電極處于止動(dòng)位置 的非易失性存儲(chǔ)器件的第二狀態(tài)的編程操作期間，響應(yīng)于寫字線結(jié)構(gòu)和 位線之間的第一電壓電勢(shì)，電極在止動(dòng)位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié) 構(gòu)相隔離，并且當(dāng)去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)，電極 保持處于止動(dòng)位置。
82. 如權(quán)利要求81述的方法，其中，在處于第二狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器件的讀操作期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字線結(jié)構(gòu)之間， 并且當(dāng)由于施加第二電壓電勢(shì)而使電極處于與讀字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲 位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。
83. —種堆疊存儲(chǔ)器件，包括第一器件層，包括第一陣列存儲(chǔ)單元； 第二器件層，包括第二陣列存儲(chǔ)單元；第三器件層，包括用于對(duì)第一陣列存儲(chǔ)單元和第二陣列存儲(chǔ)單元進(jìn) 行訪問(wèn)的控制電路，第一、第二和第三器件層相對(duì)于彼此垂直地排列， 其中，第一陣列存儲(chǔ)單元和第二陣列存儲(chǔ)單元中的存儲(chǔ)單元每一個(gè)均包括第一字線結(jié)構(gòu)；第二字線結(jié)構(gòu)，與第一字線結(jié)構(gòu)間隔；以及電極，在第一字線結(jié)構(gòu)的上表面之上以及在第二字線結(jié)構(gòu)的下 表面之下延伸，所述電極與器件的位線相連，所述電極與第一字線 結(jié)構(gòu)間隔第一間隙并且與第二字線結(jié)構(gòu)間隔第二間隙，所述電極在 第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的。
84. 如權(quán)利要求83所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，第一陣列存儲(chǔ)單 元中的存儲(chǔ)單元是非易失性存儲(chǔ)單元，第二陣列存儲(chǔ)單元中的存儲(chǔ)單元 是易失性存儲(chǔ)單元。
85. 如權(quán)利要求83所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，第一陣列存儲(chǔ)單 元和第二陣列存儲(chǔ)單元中的存儲(chǔ)單元都是易失性存儲(chǔ)單元。
86. 如權(quán)利要求83所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，第一陣列存儲(chǔ)單 元和第二陣列存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元都是非易失性存儲(chǔ)器單元。
87. 如權(quán)利要求83所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，在每一個(gè)存儲(chǔ)單元中，電極包括第一部分，沿第一字線結(jié)構(gòu)的側(cè)壁方向延伸；以及第二部分，在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間沿第一字線結(jié)構(gòu)的頂部方 向從第一部分伸出。 '
88. 如權(quán)利要求87所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，電極的第一部分 包括第一端，固定于第二部分；以及第二端，偏轉(zhuǎn)通過(guò)第一間隙和第 二間隙。
89. 如權(quán)利要求83所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，在每一個(gè)存儲(chǔ)單 元中，電極包括可彈性變形的材料。
90. 如權(quán)利要求89所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，電極包括從以下 材料組成的組中選定的至少一種材料金、銀、銅、鋁、鎢、氮化鈦、 導(dǎo)電金屬、成型的記憶合金和納米管。
91. 如權(quán)利要求83所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，第一陣列和第二 陣列中至少一個(gè)陣列的存儲(chǔ)單元包括易失性存儲(chǔ)單元，并且在所述至少 一個(gè)陣列中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)每一個(gè)均包括導(dǎo)體。
92. 如權(quán)利要求83所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，在每一個(gè)存儲(chǔ)單 元中，電極在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的，使得電 極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一間隙在第一彎曲位置與第一字線結(jié)構(gòu)的頂部電連接， 以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二間隙在第二彎曲位置與第二字線結(jié)構(gòu)的底部電連 接，并且電極在止動(dòng)位置與第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)相隔離。
93. 如權(quán)利要求92所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，第一陣列和第二 陣列中至少一個(gè)陣列的存儲(chǔ)單元包括非易失性存儲(chǔ)器單元，并且在所述 至少一個(gè)陣列的存儲(chǔ)單元中，第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的至少一個(gè) 包括導(dǎo)電層；以及在導(dǎo)電層和電極之間、并且與電極間隔第一和第二間隙的相應(yīng)一個(gè) 的電荷俘獲結(jié)構(gòu)，其中存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)器件。
94. 如權(quán)利要求93所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，在所述至少一個(gè) 陣列的存儲(chǔ)單元中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置中的至少之一，電 極與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)電容性地相連。
95. 如權(quán)利要求94所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，在第一彎曲位置和第二彎曲位置中的至少之一，電極還與相應(yīng)的至少一個(gè)第一字線結(jié)構(gòu) 和第二字線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層電容性地相連。
96. 如權(quán)利要求93所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，電荷俘獲結(jié)構(gòu)包括從以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇的結(jié)構(gòu)氧化物-氮化物-氧化物結(jié)構(gòu)和氧化物-氮化物-氧化鋁結(jié)構(gòu)。
97. 如權(quán)利要求93所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，在所述至少一個(gè)陣列的存儲(chǔ)單元中還包括第一和第二字線結(jié)構(gòu)的至少之一的導(dǎo)電層和電荷俘獲結(jié)構(gòu)之間的過(guò)渡層。
98. 如權(quán)利要求93所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，第一和第二字線 結(jié)構(gòu)之一包括寫字線結(jié)構(gòu)，并且第一和第二字線結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)包括讀 字線結(jié)構(gòu)，并且在非易失性存儲(chǔ)器件的編程操作期間，通過(guò)在寫字線結(jié) 構(gòu)和位線之間施加第一電壓電勢(shì)，使電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎 曲位置和止動(dòng)位置中的一個(gè)位置。
99. 如權(quán)利要求98所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，在導(dǎo)致電極處于與寫字線結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置的非易失性存儲(chǔ)器件的第一狀態(tài)的編程 操作期間，電極響應(yīng)于寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)而彎曲， 以在彎曲位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電荷俘獲結(jié)構(gòu)相接觸，并且當(dāng)去除寫字線 結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)時(shí)，由于電荷被俘獲在寫字線結(jié)構(gòu)的電 荷俘獲結(jié)構(gòu)中，電極保持處于彎曲位置。
100. 如權(quán)利要求99所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，在處于第一狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器件的讀操作期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀字 線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)盡管施加第二電壓電勢(shì)，電極仍保持處于與寫字線 結(jié)構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第一狀態(tài)的確定。
101. 如權(quán)利要求98所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，在導(dǎo)致電極處于止動(dòng)位置的非易失性存儲(chǔ)器件的第二狀態(tài)的編程操作期間，響應(yīng)于寫字 線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì)，電極在止動(dòng)位置與寫字線結(jié)構(gòu)的電 荷俘獲結(jié)構(gòu)相隔離，并且當(dāng)去除寫字線結(jié)構(gòu)和位線之間的第一電壓電勢(shì) 時(shí)，電極保持處于止動(dòng)位置。
102.如權(quán)利要求101所述的堆疊存儲(chǔ)器件，其中，在處于第二狀 態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器件的讀操作期間，將第二電壓電勢(shì)施加在位線和讀 字線結(jié)構(gòu)之間，并且當(dāng)由于施加第二電壓電勢(shì)而使電極處于與讀字線結(jié) 構(gòu)相接觸的彎曲位置時(shí)，讀操作導(dǎo)致第二狀態(tài)的確定。
全文摘要
在存儲(chǔ)器件及其形成方法中，在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器件包括襯底；以及襯底上沿第一方向延伸的位線。將第一字線結(jié)構(gòu)設(shè)置在位線上并且與位線間隔且絕緣，第一字線結(jié)構(gòu)沿橫穿第一方向的第二方向延伸。電極與位線相連，在第一字線結(jié)構(gòu)之上延伸并且與第一字線結(jié)構(gòu)間隔第一間隙。第二字線結(jié)構(gòu)在電極之上并且與電極間隔第二間隙，第二字線結(jié)構(gòu)沿第二方向延伸。電極在第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)之間是懸臂形式的，使得電極偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第一間隙與在第一彎曲位置第一字線結(jié)構(gòu)的頂部電連接，以及偏轉(zhuǎn)以通過(guò)第二間隙在第二彎曲位置與第二字線結(jié)構(gòu)的底部電連接，并且電極在止動(dòng)位置與第一字線結(jié)構(gòu)和第二字線結(jié)構(gòu)相隔離。
文檔編號(hào)H01L21/8247GK101132005SQ20071009202
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月24日
發(fā)明者尹恩貞, 樸東健, 李成泳, 金洞院 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社