一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施方式涉及可變電阻存儲(chǔ)器件和/或其制造方法以及半導(dǎo)體器件。例如，至少一些示例實(shí)施方式涉及包括多個(gè)存儲(chǔ)單元的可變電阻存儲(chǔ)器件和/或其制造方法。

背景技術(shù)：

近來，已經(jīng)開發(fā)了具有可變電阻特性的存儲(chǔ)器件。這樣的存儲(chǔ)器件包括例如相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(pram)器件、電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(reram)器件以及磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(mram)器件。

在上述存儲(chǔ)器件中，包括選擇元件和可變電阻元件的存儲(chǔ)單元可以形成在下電極和上電極之間或者在下導(dǎo)線和上導(dǎo)線之間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施方式提供具有改善的和/或提高的操作可靠性的可變電阻存儲(chǔ)器件。

一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施方式提供具有改善的和/或提高的操作可靠性的可變電阻存儲(chǔ)器件的制造方法。

至少一個(gè)示例實(shí)施方式提供一種可變電阻存儲(chǔ)器件，包括：第一導(dǎo)電線，在基板上布置在第一方向上，每條第一導(dǎo)電線在交叉第一方向的第二方向上延伸，并且第一和第二方向平行于基板的上表面；第二導(dǎo)電線，在第一導(dǎo)電線上布置在第二方向上，每條第二導(dǎo)電線在第一方向上延伸；第三導(dǎo)電線，在第二導(dǎo)電線上布置在第一方向上，每條第三導(dǎo)電線在第二方向上延伸；在第一導(dǎo)電線和第二導(dǎo)電線之間的第一存儲(chǔ)單元，第一存儲(chǔ)單元在第一導(dǎo)電線和第二導(dǎo)電線在第三方向上交疊的各個(gè)區(qū)域處，第三方向基本上垂直于基板的上表面，并且每個(gè)第一存儲(chǔ)單元包括第一可變電阻圖案和第一選擇圖案；以及在第二導(dǎo)電線和第三導(dǎo)電線之間的第二存儲(chǔ)單元，第二存儲(chǔ)單元在第二導(dǎo)電線和第三導(dǎo)電線在第三方向上交疊的各個(gè)區(qū)域處，并且每個(gè)第二存儲(chǔ)單元包括第二可變電阻圖案和第二選擇圖案。在平面圖中，第二存儲(chǔ)單元中的至少一個(gè)從第一存儲(chǔ)單元中在第一方向上或在第二方向上最靠近的一個(gè)第一存儲(chǔ)單元偏移。

至少一個(gè)其他示例實(shí)施方式提供一種可變電阻存儲(chǔ)器件，包括：第一導(dǎo)電線，在基板上布置在第一方向上，每條第一導(dǎo)電線在交叉第一方向的第二方向上延伸，并且第一方向和第二方向平行于基板的上表面；第二導(dǎo)電線，在第一導(dǎo)電線上布置在第二方向上，每條第二導(dǎo)電線在第一方向上延伸；第三導(dǎo)電線，在第二導(dǎo)電線上布置在第一方向上，每條第三導(dǎo)電線在第二方向上延伸；在第一導(dǎo)電線和第二導(dǎo)電線之間的第一存儲(chǔ)單元，第一存儲(chǔ)單元在第一導(dǎo)電線和第二導(dǎo)電線在第三方向上交疊的各個(gè)區(qū)域處，第三方向基本上垂直于基板的上表面，并且每個(gè)第一存儲(chǔ)單元包括第一可變電阻圖案；以及在第二導(dǎo)電線和第三導(dǎo)電線之間的第二存儲(chǔ)單元，第二存儲(chǔ)單元在第二導(dǎo)電線和第三導(dǎo)電線在第三方向上交疊的各個(gè)區(qū)域處，并且每個(gè)第二存儲(chǔ)單元包括第二可變電阻圖案。第二存儲(chǔ)單元在第三方向上不交疊第一存儲(chǔ)單元。

至少一個(gè)其他示例實(shí)施方式提供一種可變電阻存儲(chǔ)器件，包括：第一導(dǎo)電線，在基板上布置在第一方向上，每條第一導(dǎo)電線在交叉第一方向的第二方向上延伸，并且第一方向和第二方向平行于基板的上表面；第二導(dǎo)電線，在第一導(dǎo)電線上布置在第二方向上，每條第二導(dǎo)電線在第一方向上延伸；第三導(dǎo)電線，在第二導(dǎo)電線上布置在第一方向上，每條第三導(dǎo)電線在第二方向上延伸；在第一導(dǎo)電線和第二導(dǎo)電線之間的第一存儲(chǔ)單元，第一存儲(chǔ)單元在第一導(dǎo)電線和第二導(dǎo)電線在第三方向上交疊的各個(gè)區(qū)域處，第三方向基本上垂直于基板的上表面，并且每個(gè)第一存儲(chǔ)單元包括第一可變電阻圖案和第一選擇圖案；以及在第二導(dǎo)電線和第三導(dǎo)電線之間的第二存儲(chǔ)單元，第二存儲(chǔ)單元在第二導(dǎo)電線和第三導(dǎo)電線在第三方向上交疊的各個(gè)區(qū)域處，并且每個(gè)第二存儲(chǔ)單元包括第二可變電阻圖案和第二選擇圖案。第二存儲(chǔ)單元中的至少一個(gè)的下表面的一部分在第三方向上交疊第一存儲(chǔ)單元中的至少一個(gè)的上表面的一部分。

至少一個(gè)其他示例實(shí)施方式提供一種半導(dǎo)體器件，包括：多個(gè)存儲(chǔ)單元，在基板的表面上布置為多個(gè)行和列，所述多個(gè)行的存儲(chǔ)單元布置在平行于基板的表面的第一方向上并且所述多個(gè)列的存儲(chǔ)單元布置在平行于基板的表面的第二方向上，所述多個(gè)行的存儲(chǔ)單元中的至少第一行包括多個(gè)上存儲(chǔ)單元和多個(gè)下存儲(chǔ)單元，多個(gè)上存儲(chǔ)單元在第三方向上布置在自基板的所述表面的第一距離處，多個(gè)下存儲(chǔ)單元在第三方向上布置在自基板的所述表面的第二距離處。第一方向、第二方向和第三方向彼此垂直。多個(gè)上存儲(chǔ)單元在第三方向上不與多個(gè)下存儲(chǔ)單元對(duì)準(zhǔn)。第一距離大于第二距離。

在根據(jù)示例實(shí)施方式的包括垂直地層疊的多個(gè)存儲(chǔ)單元的可變電阻存儲(chǔ)器件中，上存儲(chǔ)單元和下存儲(chǔ)單元可以彼此偏移或者可以設(shè)置為z形圖案。因此，上存儲(chǔ)單元和下存儲(chǔ)單元之間的物理距離可以增加而不增加金屬布線的高度。因此，上存儲(chǔ)單元和下存儲(chǔ)單元之間的熱擾動(dòng)可以被減少和/或防止，并且可變電阻存儲(chǔ)器件可以具有改善的和/或提高的操作可靠性。

附圖說明

通過結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明，示例實(shí)施方式將被更清楚地理解。圖1至53表示如這里所描述的非限制性示例實(shí)施方式。

圖1是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲(chǔ)器件的平面圖；

圖2和3是圖1所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖；

圖4至11是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲(chǔ)器件的制造方法的多個(gè)階段的截面圖；

圖12是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖；

圖13是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的平面圖；

圖14是圖13所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖；

圖15和16是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖；

圖17至27是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲(chǔ)器件的另一制造方法的多個(gè)階段的截面圖；

圖28和29是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖；

圖30和31是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖；

圖32a和32b至圖40a和40b是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲(chǔ)器件的另一制造方法的多個(gè)階段的截面圖；

圖41和42是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖；

圖43a和43b至圖50a和50b是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲(chǔ)器件的另一制造方法的多個(gè)階段的截面圖；

圖51和52是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖；以及

圖53是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。

具體實(shí)施方式

圖1是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲(chǔ)器件的平面圖。圖2和3是圖1所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。更具體而言，圖2是沿第一方向截取的截面圖，圖3是沿圖2中的線i-i'截取的截面圖。

在下文中，平行于或者基本上平行于基板的上表面并且彼此交叉的兩個(gè)方向可以分別被定義為第一方向和第二方向，并且垂直于或者基本上垂直于基板的上表面的方向可以被定義為第三方向。在示例實(shí)施方式中，第一方向和第二方向可以以直角彼此交叉從而彼此垂直或者基本上彼此垂直。

圖1至3示出具有交叉點(diǎn)單元陣列的層疊結(jié)構(gòu)的可變電阻存儲(chǔ)器件，在該交叉點(diǎn)單元陣列中存儲(chǔ)單元設(shè)置在導(dǎo)電線在第三方向上彼此交疊的各個(gè)區(qū)域處。圖1至3示出具有層疊結(jié)構(gòu)的可變電阻存儲(chǔ)器件，在該層疊結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)單元層疊為兩級(jí)。然而，發(fā)明構(gòu)思可以不限于此，因此，例如，可變電阻存儲(chǔ)器件可以具有其中存儲(chǔ)單元層疊為多于兩級(jí)的層疊結(jié)構(gòu)。

參照?qǐng)D1至3，可變電阻存儲(chǔ)器件可以包括在第三方向上彼此間隔開的第一導(dǎo)電線115、第二導(dǎo)電線175和第三導(dǎo)電線255。第一存儲(chǔ)單元180可以設(shè)置在第一導(dǎo)電線115和第二導(dǎo)電線175在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處，第二存儲(chǔ)單元280可以設(shè)置在第二導(dǎo)電線175和第三導(dǎo)電線255在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處。

在示例實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電線115和第三導(dǎo)電線255可以用作可變電阻存儲(chǔ)器件的字線，第二導(dǎo)電線175可以用作可變電阻存儲(chǔ)器件的位線。替代地，第一導(dǎo)電線115和第三導(dǎo)電線255可以用作可變電阻存儲(chǔ)器件的位線，第二導(dǎo)電線175可以用作可變電阻存儲(chǔ)器件的字線。

基板100可以包括半導(dǎo)體材料例如硅、鍺、硅鍺等等，或者包括iii-v族半導(dǎo)體化合物例如gap、gaas、gasb等等。在至少一些示例實(shí)施方式中，基板100可以是絕緣體上硅(soi)基板或者絕緣體上鍺(goi)基板。摻雜有p型雜質(zhì)或者n型雜質(zhì)的阱區(qū)(未示出)可以形成在基板100的上部分處。

包括例如晶體管、接觸插塞、布線等等的外圍電路(未示出)可以形成在基板100上，并且可以由基板100上的下絕緣層(未示出)至少部分地覆蓋。

第一導(dǎo)電線115可以設(shè)置在基板100上。例如，第一導(dǎo)電線115可以形成在下絕緣層上，并且可以電連接到外圍電路。

第一導(dǎo)電線115可以在第二方向上延伸，并且多條第一導(dǎo)電線115可以形成為在第一方向上彼此間隔開。

第二導(dǎo)電線175可以設(shè)置在第一導(dǎo)電線115上方并且在第三方向上與第一導(dǎo)電線115間隔開。第二導(dǎo)電線175可以在第一方向上延伸，并且多條第二導(dǎo)電線175可以在第二方向上彼此間隔開。

第三導(dǎo)電線255可以設(shè)置在第二導(dǎo)電線175上方并且在第三方向上與第二導(dǎo)電線175間隔開。第三導(dǎo)電線255可以在第二方向上延伸，并且多條第三導(dǎo)電線255可以在第一方向上彼此間隔開。

第一至第三導(dǎo)電線115、175和255可以包括金屬，例如鎢、銅、鋁、鈦、鉭等等。

第一存儲(chǔ)單元180可以形成在第一導(dǎo)電線115和第二導(dǎo)電線175之間，具體地，在第一導(dǎo)電線115和第二導(dǎo)電線175在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處。因此，多個(gè)第一存儲(chǔ)單元180可以在第一方向和第二方向的每個(gè)上形成以限定第一交叉點(diǎn)單元陣列。

例如，在第一方向上設(shè)置的多個(gè)第一存儲(chǔ)單元180可以限定第一存儲(chǔ)單元行。另外，在第二方向上設(shè)置的多個(gè)第一存儲(chǔ)單元180可以限定第一存儲(chǔ)單元列。

在示例實(shí)施方式中，第一存儲(chǔ)單元180可以包括順序地層疊的第一下電極125、第一選擇圖案135、第一中間電極145、第一可變電阻圖案155和第一上電極165。在示例實(shí)施方式中，第一下電極125或者第一上電極165可以不被形成而是被省略。

第一下電極125可以接觸第一導(dǎo)電線115的上表面。第一下電極125可以包括金屬或者金屬氮化物，例如，鈦、鈦氮化物等等。

第一選擇圖案135可以形成在第一下電極125的上表面上。在示例實(shí)施方式中，第一選擇圖案135可以包括在第一下電極125和第一中間電極145之間的、在非晶態(tài)中具有變化的電阻的材料。例如，相對(duì)高電阻狀態(tài)例如斷開狀態(tài)和相對(duì)低電阻狀態(tài)例如導(dǎo)通狀態(tài)可以在第一選擇圖案135中可逆地重復(fù)。

在示例實(shí)施方式中，第一選擇圖案135可以包括雙向閾值開關(guān)(ots)材料。在示例實(shí)施方式中，第一選擇圖案135可以包括砷，并且可以還包括硅、鍺、銻、碲、硒、銦和錫中的至少兩個(gè)。在示例實(shí)施方式中，第一選擇圖案135可以包括硒，并且可以還包括砷、硅、鍺、銻、碲、銦和錫中的至少兩個(gè)。

在示例實(shí)施方式中，第一選擇圖案135可以包括例如astegesiin、gete、snte、gese、snse、astegesisbs、astegesiinp、astegesi、as2te3ge、as2se3ge、as25(te90ge10)75、te40as35si18ge6.75in0.25、te28as34.5ge15.5s22、te39as36si17ge7p、as10te21s2ge15se50sb2、si5te34as28ge11s21se1、astegesisens、astegesip、asse、asgese、astegese、znte、getepb、gesete、alaste、seasgec、setegesi、gesbtese、gebitese、geassbse、geasbite、geasbise、gexse1-x等等。在示例實(shí)施方式中，第一選擇圖案135可以還包括摻雜劑，例如，氮和/或硫。

替代地，第一選擇圖案135可以包括順序地層疊的摻雜有n型雜質(zhì)的多晶硅層和摻雜有p型雜質(zhì)的多晶硅層，例如，二極管。

第一中間電極145可以加熱第一可變電阻圖案155。第一中間電極145可以包括具有比第一下電極125的電阻大的電阻的導(dǎo)電材料。

第一中間電極145可以包括金屬氮化物或者金屬硅氮化物，例如，鈦氮化物、鈦硅氮化物、鎢氮化物、鎢硅氮化物、鉭氮化物、鉭硅氮化物、鋯氮化物、鋯硅氮化物等等。在示例實(shí)施方式中，第一中間電極145可以包括碳、含碳金屬或者含碳金屬氮化物。例如，第一中間電極145可以包括碳、碳氮化物、鈦碳氮化物和/或鉭碳氮化物。

第一可變電阻圖案155可以包括其相可以由于從第一中間電極145傳遞的焦耳熱引起的溫差而導(dǎo)致改變的材料，因此第一可變電阻圖案155的相可以由于溫差而改變。第一可變電阻圖案155的電阻可以由第一可變電阻圖案155的相變而改變，因此第一可變電阻圖案155或者第一存儲(chǔ)單元180可以從設(shè)置狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)位狀態(tài)，反之亦然。在這種情況下，可變電阻存儲(chǔ)器件可以是相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(pram)器件。

在示例實(shí)施方式中，第一可變電阻圖案155可以包括包含鍺、銻和/或碲的硫族化物材料。在示例實(shí)施方式中，第一可變電阻圖案155可以包括具有交替地層疊的鍺-碲層和銻-碲層的超晶格。在示例實(shí)施方式中，第一可變電阻圖案155可以包括包含銦-銻-碲的ist或者包含鉍-銻-碲的bst。

在示例實(shí)施方式中，第一可變電阻圖案155可以包括其電阻可以由磁場(chǎng)或者自旋轉(zhuǎn)移力矩(stt)而改變的材料。在這種情況下，可變電阻存儲(chǔ)器件可以是磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(mram)器件。

例如，第一可變電阻圖案155可以包括鐵磁材料，例如鐵(fe)、鎳(ni)、鈷(co)、鏑(dy)、釓(gd)等等。

在示例實(shí)施方式中，第一可變電阻圖案155可以包括鈣鈦礦基材料或者過渡金屬氧化物。在這種情況下，可變電阻存儲(chǔ)器件可以是電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(reram)器件。

鈣鈦礦基材料可以包括例如sto(srtio3)、bto(batio3)、pcmo(pr1-xcaxmno3)等等。過渡金屬氧化物可以包括鈦氧化物(tiox)、鋯氧化物(zrox)、鋁氧化物(alox)、鉿氧化物(hfox)、鉭氧化物(taox)、鈮氧化物(nbox)、鈷氧化物(coox)、鎢氧化物(wox)、鑭氧化物(laox)或者鋅氧化物(znox)。這些可以單獨(dú)使用或者組合使用。

第一上電極165可以形成在第一可變電阻圖案155上，并且可以接觸第二導(dǎo)電線175的下表面。第一上電極165可以包括與第一下電極125的材料相同、基本上相同或者類似的材料。

如圖2所示，第一絕緣圖案173可以形成在第一存儲(chǔ)單元列中的沿第一方向相鄰的第一存儲(chǔ)單元列之間。例如，第一絕緣圖案173可以在第一存儲(chǔ)單元列之間在第二方向上延伸。第一絕緣圖案173可以包括例如硅氧化物。

包括多個(gè)第二存儲(chǔ)單元280的第二交叉點(diǎn)單元陣列可以形成在第一交叉點(diǎn)單元陣列上方。在示例實(shí)施方式中，多個(gè)第二存儲(chǔ)單元280可以形成在第二導(dǎo)電線175和第三導(dǎo)電線255在第三方向上彼此交疊的各個(gè)區(qū)域處。

例如，在第一方向上設(shè)置的多個(gè)第二存儲(chǔ)單元280可以限定第二存儲(chǔ)單元行。另外，在第二方向上設(shè)置的多個(gè)第二存儲(chǔ)單元280可以限定第二存儲(chǔ)單元列。

在示例實(shí)施方式中，第二存儲(chǔ)單元280可以包括順序地層疊的第二下電極205、第二選擇圖案215、第二中間電極225、第二可變電阻圖案235和第二上電極245。在示例實(shí)施方式中，第二下電極205或者第二上電極245可以不被形成而是被省略。

第二下電極205、第二選擇圖案215、第二中間電極225、第二可變電阻圖案235和第二上電極245可以包括分別與第一下電極125、第一選擇圖案135、第一中間電極145、第一可變電阻圖案155和第一上電極165的材料相同或者基本上相同的材料。

如圖2所示，第三絕緣圖案285可以形成在第二存儲(chǔ)單元列中的沿第一方向相鄰的第二存儲(chǔ)單元列之間。例如，第三絕緣圖案285可以在第二存儲(chǔ)單元列之間在第二方向上延伸。第三絕緣圖案285可以包括例如硅氧化物。

在示例實(shí)施方式中，第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280可以設(shè)置為z形圖案或者在第三方向上彼此偏離或者彼此偏移。

在示例實(shí)施方式中，至少一個(gè)第二存儲(chǔ)單元280和與其最靠近的一個(gè)第一存儲(chǔ)單元180可以設(shè)置為z形圖案或者在第三方向上彼此偏離或者偏移。

在示例實(shí)施方式中，如圖1和2所示，第一存儲(chǔ)單元行之一和第二存儲(chǔ)單元行之一可以共用第二導(dǎo)電線175中的一條。共用第二導(dǎo)電線175的第一存儲(chǔ)單元行和第二存儲(chǔ)單元行可以限定存儲(chǔ)單元行。

在該存儲(chǔ)單元行中，第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280可以在行方向上，例如，在第一方向上，交替地設(shè)置。因此第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280可以在第一方向上設(shè)置為z形圖案。

如圖1和2所示，第一存儲(chǔ)單元180可以在平面圖中設(shè)置在第二存儲(chǔ)單元280之間。例如，第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280在第三方向上或者在平面圖中可以不彼此交疊。

在示例實(shí)施方式中，第二導(dǎo)電線175上的第二存儲(chǔ)單元行可以從第一存儲(chǔ)單元行偏移給定距離。例如，該給定距離可以是第一存儲(chǔ)單元180之一或者第二存儲(chǔ)單元280之一在第一方向上的寬度。

如以上所示出的，在層疊的交叉點(diǎn)單元陣列結(jié)構(gòu)中，第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280可以設(shè)置為z形圖案，從而第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280之間的物理距離可以增加。

如果第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280被設(shè)置為在第三方向上彼此交疊，例如，從第二存儲(chǔ)單元280產(chǎn)生的焦耳熱則可以直接傳遞到下面的第一存儲(chǔ)單元180。因此，第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280的操作會(huì)被第三方向上的熱擾動(dòng)干擾。

然而，根據(jù)示例實(shí)施方式，第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280可以設(shè)置為z形圖案，從而第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280之間的物理距離或者熱距離可以增加以提高設(shè)置在層疊的交叉點(diǎn)陣列結(jié)構(gòu)中的第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280的操作可靠性。

如圖3所示，第二絕緣圖案185可以形成在沿第二方向相鄰的存儲(chǔ)單元行之間。在示例實(shí)施方式中，第二絕緣圖案185可以穿過第一和第二交叉點(diǎn)單元陣列，并且可以在第一方向上延伸。第二絕緣圖案185可以穿過第二導(dǎo)電線175。

第二絕緣圖案185可以包括例如硅氧化物，并且可以與第一絕緣圖案173和第三絕緣圖案285合并。第一存儲(chǔ)單元180的側(cè)壁可以被第一和第二絕緣圖案173和185覆蓋，第二存儲(chǔ)單元280的側(cè)壁可以被第二和第三絕緣圖案185和285覆蓋。

圖4至11是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲(chǔ)器件(例如圖1至3所示的可變電阻存儲(chǔ)器件)的制造方法的多個(gè)階段的截面圖。

具體地，圖4、5、6a、7a、9a、10和11是沿第一方向截取的截面圖，圖6b、7b、8和9b是沿圖2的線i-i'截取的截面圖。

參照?qǐng)D4，第一導(dǎo)電層110、第一下電極層120、第一選擇材料層130、第一中間電極層140、第一可變電阻材料層150和第一上電極層160可以順序地形成在基板100上。第一掩模圖案162可以形成在第一上電極層160上。

基板100可以包括半導(dǎo)體材料例如硅、鍺、硅鍺等等，或者包括iii-v族半導(dǎo)體化合物例如gap、gaas、gasb等等。在一些實(shí)施方式中，基板100可以是soi基板或者goi基板。

在示例實(shí)施方式中，包括例如晶體管、接觸插塞、布線等等的外圍電路(未示出)可以形成在基板100上，并且可以被基板100上的下絕緣層(未示出)至少部分地覆蓋。

第一導(dǎo)電層110可以由金屬例如鎢、銅、鋁、鈦、鉭等等形成。第一下電極層120和第一上電極層160可以由金屬或者金屬氮化物形成，例如，鈦或者鈦氮化物。

第一中間電極層140可以由具有比第一下電極層120和第一上電極層160的電阻大的電阻的金屬、金屬氮化物或者金屬硅氮化物形成。第一中間電極層140可以由碳、含碳金屬、或者含碳金屬氮化物形成，例如，碳、碳氮化物、鈦碳氮化物和/或鉭碳氮化物。

第一選擇材料層130可以由上述ots材料形成。替代地，第一選擇材料層130可以通過順序地層疊摻雜有n型雜質(zhì)的多晶硅層和摻雜有p型雜質(zhì)的多晶硅層而形成。

第一可變電阻材料層150可以由相變材料例如gst、ist、bst等等形成。在示例實(shí)施方式中，第一可變電阻材料層150可以由鐵磁材料形成。在示例實(shí)施方式中，第一可變電阻材料層150可以由鈣鈦礦基材料或者過渡金屬氧化物形成。

第一導(dǎo)電層110、第一下電極層120、第一選擇材料層130、第一中間電極層140、第一可變電阻材料層150和第一上電極層160可以通過例如物理氣相沉積(pvd)工藝、濺射工藝、原子層沉積(ald)工藝或者化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝等等形成。

第一掩模圖案162可以在第二方向上延伸，并且多個(gè)第一掩模圖案162可以形成為在第一方向上彼此間隔開。第一掩模圖案162可以由例如硅氮化物、旋涂硬掩模(soh)和/或光致抗蝕劑材料形成。

參照?qǐng)D5，第一上電極層160、第一可變電阻材料層150、第一中間電極層140、第一選擇材料層130、第一下電極層120和第一導(dǎo)電層110可以使用第一掩模圖案162作為蝕刻掩膜被順序地蝕刻。

因此，第一上電極層160、第一可變電阻材料層150、第一中間電極層140、第一選擇材料層130和第一下電極層120中的每個(gè)可以轉(zhuǎn)變成在第二方向上延伸的線圖案。另外，多條第一導(dǎo)電線115可以由第一導(dǎo)電層110形成在第一方向上，每條第一導(dǎo)電線115在第二方向上延伸。

每個(gè)包括線圖案的多個(gè)層疊結(jié)構(gòu)可以在第一方向上形成在第一導(dǎo)電線115和第一掩模圖案162之間，并且第一開口172可以形成在層疊結(jié)構(gòu)中的在第一方向上相鄰的層疊結(jié)構(gòu)之間。

第一掩模圖案162可以通過例如灰化工藝和/或剝離工藝去除。

參照?qǐng)D6a和6b，第一絕緣圖案173可以形成為填充第一開口172，第二導(dǎo)電層170可以形成在第一絕緣圖案173和第一上電極層160上。

例如，第一絕緣層可以由硅氧化物形成在基板100和第一上電極層160上以充分地填充第一開口172，并且可以被平坦化直到第一上電極層160的上表面可以被暴露。平坦化工藝可以通過化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)工藝執(zhí)行。第一絕緣圖案173可以在第二方向上延伸，并且可以分開第一導(dǎo)電線115中的相鄰的第一導(dǎo)電線115以及層疊結(jié)構(gòu)中的相鄰的層疊結(jié)構(gòu)。

第二導(dǎo)電層170可以由例如金屬或者金屬氮化物形成。在示例實(shí)施方式中，第二導(dǎo)電層170可以由與第一導(dǎo)電層110的材料相同或者基本上相同的材料形成。

參照?qǐng)D7a和7b，第二下電極層200、第二選擇材料層210、第二中間電極層220、第二可變電阻材料層230和第二上電極層240可以順序地形成在第二導(dǎo)電層170上。

第二下電極層200、第二選擇材料層210、第二中間電極層220、第二可變電阻材料層230和第二上電極層240可以由分別與第一下電極層120、第一選擇材料層130、第一中間電極層140、第一可變電阻材料層150和第一上電極層160的材料相同或者基本上相同的材料形成。

參照?qǐng)D8，第二上電極層240、第二可變電阻材料層230、第二中間電極層220、第二選擇材料層210、第二下電極層200、第二導(dǎo)電層170、第一上電極層160、第一可變電阻材料層150、第一中間電極層140、第一選擇材料層130和第一下電極層120可以在第一方向上被順序地蝕刻。因此，多個(gè)第二開口182可以在第二方向上形成，每個(gè)第二開口182在第一方向上延伸。

例如，蝕刻工藝可以被執(zhí)行直到第一導(dǎo)電線115的上表面可以被暴露。在示例實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電線115的上部分也可以通過蝕刻工藝被部分地去除。

通過蝕刻工藝，多條第二導(dǎo)電線175可以由第二導(dǎo)電層170在第二方向上形成，每條第二導(dǎo)電線175在第一方向上延伸。

通過蝕刻工藝，包括順序地層疊的第一下電極125、第一選擇圖案135、第一中間電極145、第一可變電阻圖案155和第一上電極165的第一存儲(chǔ)單元180可以形成在第一導(dǎo)電線115和第二導(dǎo)電線175在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處。

通過蝕刻工藝，第二下電極層200、第二選擇材料層210、第二中間電極層220、第二可變電阻材料層230和第二上電極層240的每個(gè)可以轉(zhuǎn)變成在第二導(dǎo)電線175上的在第一方向上延伸的線圖案。

第二絕緣層可以形成在第一導(dǎo)電線115和第二上電極層240上以充分地填充第二開口182，并且可以被平坦化直到第二上電極層240的上表面可以被暴露，從而形成第二絕緣圖案185。

第二絕緣圖案185可以在每個(gè)第二開口182中沿第一方向延伸，并且可以與第一絕緣圖案173合并。

參照?qǐng)D9a和9b，第三導(dǎo)電層250可以形成在第二上電極層240和第二絕緣圖案185上。第三導(dǎo)電層250可以由金屬或者金屬氮化物形成，例如由與第一導(dǎo)電層110和/或第二導(dǎo)電層170的材料相同或者基本上相同的材料形成。

參照?qǐng)D10，第二掩模圖案260可以形成在第三導(dǎo)電層250上。

在示例實(shí)施方式中，多個(gè)第二掩模圖案260可以在第一方向上形成，并且每個(gè)第二掩模圖案260可以在第二方向上延伸。第二掩模圖案260可以由與第一掩模圖案162的材料相同或者基本上相同的材料形成。

在示例實(shí)施方式中，第二掩模圖案260可以形成為在平面圖中沿著第一方向從第一掩模圖案162或者第一上電極165偏移給定距離。在示例實(shí)施方式中，該給定距離可以等于或者基本上等于第一存儲(chǔ)單元180在第一方向上的寬度。

參照?qǐng)D11，第三導(dǎo)電層250、第二上電極層240、第二可變電阻材料層230、第二中間電極層220、第二選擇材料層210和第二下電極層200可以使用第二掩模圖案260作為蝕刻掩膜被順序地蝕刻。

蝕刻工藝可以被執(zhí)行直到第二導(dǎo)電線175的上表面可以被暴露。通過蝕刻工藝，第三開口270可以形成為在第二方向上延伸。在示例實(shí)施方式中，第三開口270可以延伸到第二導(dǎo)電線175的上部分。

通過蝕刻工藝，多條第三導(dǎo)電線255可以由第三導(dǎo)電層250在第一方向上形成，每條第三導(dǎo)電線255在第二方向上延伸。另外，包括順序地層疊的第二下電極205、第二選擇圖案215、第二中間電極225、第二可變電阻圖案235和第二上電極245的第二存儲(chǔ)單元280可以形成在第二導(dǎo)電線175和第三導(dǎo)電線255在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處。

通過掩模圖案162和260的布置，第一和第二存儲(chǔ)單元180和280可以形成為在第三方向上彼此偏移。在示例實(shí)施方式中，第一存儲(chǔ)單元180可以在平面圖中形成在第二存儲(chǔ)單元280中的相鄰第二存儲(chǔ)單元之間。

第二掩模圖案260可以通過灰化工藝和/或剝離工藝去除。

再次參照?qǐng)D2和3，第三絕緣圖案285可以形成為填充第三開口270。

例如，第三絕緣層可以由例如硅氧化物形成在第二導(dǎo)電線175和第三導(dǎo)電線255上以充分地填充第三開口270，并且可以被平坦化直到第三導(dǎo)電線255的上表面可以被暴露。

第三絕緣圖案285可以在每個(gè)第三開口270中在第二方向上延伸，并且可以與第二絕緣圖案185合并。

圖12是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。

圖12示出具有其中外圍電路和存儲(chǔ)單元被順序地層疊的外圍上單元(cop)結(jié)構(gòu)的可變電阻存儲(chǔ)器件。

參照?qǐng)D12，外圍電路區(qū)可以由柵結(jié)構(gòu)40、第一至第三絕緣夾層60、70和80、第一至第三接觸插塞65、75和85、第一和第二布線67和77限定在基板100上。如圖1至3所示的包括第一導(dǎo)電線115、第二導(dǎo)電線175、第三導(dǎo)電線255、第一存儲(chǔ)單元180和第二存儲(chǔ)單元280的交叉點(diǎn)單元陣列可以層疊在外圍電路區(qū)上。

隔離層102可以形成在基板100上，因此有源區(qū)和場(chǎng)區(qū)可以限定在基板100中。

柵結(jié)構(gòu)40可以包括順序地層疊的柵絕緣圖案10、柵電極20和柵極掩模30。

柵絕緣圖案10可以包括例如硅氧化物、金屬氧化物等等，柵電極20可以包括例如摻雜多晶硅、金屬、金屬硅化物、金屬氮化物等等，柵極掩模30可以包括例如硅氮化物。在示例實(shí)施方式中，柵間隔物50可以進(jìn)一步形成在柵結(jié)構(gòu)40的側(cè)壁上。

雜質(zhì)區(qū)105可以形成在基板100的鄰近柵結(jié)構(gòu)40的上部分處。雜質(zhì)區(qū)105可以包括n型雜質(zhì)，例如，磷、砷等等。在這種情況下，柵結(jié)構(gòu)40和雜質(zhì)區(qū)105可以限定nmos晶體管，圖12所示的基板100的部分可以用作nmos區(qū)。

在示例實(shí)施方式中，基板100可以還包括pmos區(qū)，在該pmos區(qū)中可以形成包括柵結(jié)構(gòu)和摻雜有p型雜質(zhì)的雜質(zhì)區(qū)的pmos晶體管。在這種情況下，可變電阻存儲(chǔ)器件可以包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)晶體管。

在示例實(shí)施方式中，柵結(jié)構(gòu)40可以是掩埋柵結(jié)構(gòu)，其一部分可以被掩埋在基板100中。在這種情況下，基板100的上部分可以被去除以形成凹陷，柵絕緣圖案和柵電極可以形成在凹陷中。

第一絕緣夾層60可以覆蓋基板100上的柵結(jié)構(gòu)40、柵間隔物50和雜質(zhì)區(qū)105，第一接觸插塞65可以延伸穿過第一絕緣夾層60以接觸雜質(zhì)區(qū)105。第一布線67可以形成在第一絕緣夾層60上，并且可以電連接到第一接觸插塞65。

第二絕緣夾層70可以形成在第一絕緣夾層60上，并且第二接觸插塞75可以延伸穿過第二絕緣夾層70以接觸第一布線67。第二布線77可以形成在第二絕緣夾層70上，并且可以電連接到第二接觸插塞75。在示例實(shí)施方式中，第二布線77的一部分可以延伸到pmos區(qū)，并且可以電連接到pmos晶體管的雜質(zhì)區(qū)。

第三絕緣夾層80可以形成在第二絕緣夾層70上，并且可以覆蓋第二布線77。第三接觸插塞85可以延伸穿過第三絕緣夾層80以接觸第二布線77。

第一至第三絕緣夾層60、70和80可以包括硅氧化物。第一至第三接觸插塞65、75和85以及第一和第二布線67和77可以包括金屬例如鎢、鋁、銅、鈦等等和/或金屬氮化物。

交叉點(diǎn)單元陣列可以形成在第三絕緣夾層80上。例如，第一導(dǎo)電線115可以電連接到第三接觸插塞85。

圖12示出在外圍電路區(qū)中的兩級(jí)中的相應(yīng)級(jí)中的第一布線67和第二布線77，然而，發(fā)明構(gòu)思可以不限于此。例如，布線可以形成在單個(gè)級(jí)中，或者更多布線可以形成在外圍電路區(qū)中的多于兩個(gè)的級(jí)中。

圖13是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的平面圖，圖14是圖13所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。更具體地，圖14是沿第一方向截取的圖13所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。

可變電阻存儲(chǔ)器件可以與參考圖1至3示出的可變電阻存儲(chǔ)器件相同、基本上相同或者類似，除了存儲(chǔ)單元的布局之外。因此，相同的附圖標(biāo)記指的是相同的元件，在下文為了簡(jiǎn)潔可以省略對(duì)于其的詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D13和14，可變電阻存儲(chǔ)器件可以包括在第三方向上彼此間隔開并且彼此交叉的第一導(dǎo)電線115a、第二導(dǎo)電線175a和第三導(dǎo)電線255a。

第一存儲(chǔ)單元180a可以設(shè)置在第一導(dǎo)電線115a和第二導(dǎo)電線175a在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處。第一存儲(chǔ)單元180a可以包括在第一導(dǎo)電線115a和第二導(dǎo)電線175a之間順序地層疊的第一下電極125a、第一選擇圖案135a、第一中間電極145a、第一可變電阻圖案155a和第一上電極165a。

第二存儲(chǔ)單元280a可以設(shè)置在第二導(dǎo)電線175a和第三導(dǎo)電線255a在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處。第二存儲(chǔ)單元280a可以包括在第二導(dǎo)電線175a和第三導(dǎo)電線255a之間順序地層疊的第二下電極205a、第二選擇圖案215a、第二中間電極225a、第二可變電阻圖案235a和第二上電極245a。

在第一方向上設(shè)置的多個(gè)第一存儲(chǔ)單元180a可以限定第一存儲(chǔ)單元行，在第二方向上設(shè)置的多個(gè)第一存儲(chǔ)單元180a可以限定第一存儲(chǔ)單元列。

在第一方向上設(shè)置的多個(gè)第二存儲(chǔ)單元280a可以限定第二存儲(chǔ)單元行，在第二方向上設(shè)置的多個(gè)第二存儲(chǔ)單元280a可以限定第二存儲(chǔ)單元列。

第一存儲(chǔ)單元行之一和第二存儲(chǔ)單元行之一可以共用第二導(dǎo)電線175a中的一條。第一存儲(chǔ)單元180a和第二存儲(chǔ)單元280a可以設(shè)置為z形圖案或者在第三方向上彼此偏離或者偏移。

在示例實(shí)施方式中，在存儲(chǔ)單元行中，第一和第二存儲(chǔ)單元180a和280a可以在第三方向上或者在平面圖中彼此部分地交疊。例如，第二存儲(chǔ)單元280a中的至少一個(gè)的下表面和第一存儲(chǔ)單元180a中與其最靠近的一個(gè)的上表面可以在第三方向上或者在平面圖中彼此部分地交疊。

在示例實(shí)施方式中，第一和第二存儲(chǔ)單元180a和280a的交疊面積可以等于或小于第一和第二存儲(chǔ)單元180a和280a的每個(gè)的面積的一半。

如以上所示出的，第一和第二存儲(chǔ)單元180a和280a可以彼此部分地交疊從而在各自級(jí)處的第一和第二存儲(chǔ)單元180a和280a之間的水平距離可以減小，同時(shí)在第一和第二存儲(chǔ)單元180a和280a之間的傳熱路徑的數(shù)目可以增加。

因此，可以抑制和/或防止由于熱擾動(dòng)導(dǎo)致的可變電阻存儲(chǔ)器件的操作可靠性的退化，并且其集成度可以增加。

圖15和16是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。具體地，圖15是沿第一方向截取的可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖，圖16是沿圖15的線i-i'截取的截面圖。

可變電阻存儲(chǔ)器件可以與參考圖1至3示出的可變電阻存儲(chǔ)器件基本上相同或者類似，除了可變電阻圖案的結(jié)構(gòu)和形狀之外。因此，相同的附圖標(biāo)記指的是相同的元件，在下文為了簡(jiǎn)潔可以省略對(duì)其的詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D15和16，如參照?qǐng)D1至3所示出的，第一至第三導(dǎo)電線115、175和255可以在第三方向上彼此間隔開并且彼此交叉。第一存儲(chǔ)單元180b可以設(shè)置在第一導(dǎo)電線115和第二導(dǎo)電線175在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處，第二存儲(chǔ)單元280b可以設(shè)置在第二導(dǎo)電線175和第三導(dǎo)電線255在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處。

第一存儲(chǔ)單元180b可以包括在第一和第二導(dǎo)電線115和175之間順序地層疊的第一下電極125、第一選擇圖案135、第一中間電極145、第一可變電阻圖案158和第一上電極164。

第二存儲(chǔ)單元280b可以包括在第二和第三導(dǎo)電線175和255之間順序地層疊的第二下電極205、第二選擇圖案215、第二中間電極225、第二可變電阻圖案238和第二上電極248。

在示例實(shí)施方式中，第一可變電阻圖案158在第一方向上的寬度可以小于第一選擇圖案135和/或第一中間電極145在第一方向上的寬度。在示例實(shí)施方式中，在平面圖中，第一可變電阻圖案158的面積可以小于第一選擇圖案135和/或第一中間電極145的面積。

第一間隔物148可以形成在第一可變電阻圖案158的側(cè)壁上。例如，第一間隔物148可以圍繞第一可變電阻圖案158的側(cè)壁。

在示例實(shí)施方式中，第二可變電阻圖案238在第一方向上的寬度可以小于第二選擇圖案215和/或第二中間電極225在第一方向上的寬度。在示例實(shí)施方式中，在平面圖中，第二可變電阻圖案238的面積可以小于第二選擇圖案215和/或第二中間電極的面積。

第二間隔物228可以形成在第二可變電阻圖案238的側(cè)壁上。例如，第二間隔物228可以圍繞第二可變電阻圖案238的側(cè)壁。

第一和第二間隔物148和228可以包括例如硅氮化物、硅氮氧化物等等。

如以上所示出的，第一和第二可變電阻圖案158和238可以分別通過第一和第二間隔物148和228而具有減小的寬度和/或面積。因此，從中間電極145和225到可變電阻圖案158和238的傳熱效率可以改善和/或提高。

第一上電極164可以覆蓋第一間隔物148和第一可變電阻圖案158的上表面。第二上電極248可以覆蓋第二間隔物228和第二可變電阻圖案238的上表面。

多個(gè)第一存儲(chǔ)單元180b和多個(gè)第一導(dǎo)電線115可以通過第一絕緣層152而被分開并且彼此絕緣。多個(gè)第二存儲(chǔ)單元280b和多個(gè)第二導(dǎo)電線175可以通過第二絕緣層232被分開并且彼此絕緣。多個(gè)第三導(dǎo)電線255可以通過上絕緣層261被分開并且彼此絕緣。

第一和第二絕緣層152和232以及上絕緣層261可以包括例如硅氧化物。

在示例實(shí)施方式中，如參照?qǐng)D1至3所示出的，第一和第二存儲(chǔ)單元180b和280b可以在第一方向上設(shè)置為z形圖案。

在示例實(shí)施方式中，如參照?qǐng)D13和14所示出的，第一和第二存儲(chǔ)單元180b和280b可以在第三方向上或者在平面圖中彼此部分地交疊。

圖17至27是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲(chǔ)器件例如圖15和16所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的制造方法的多個(gè)階段的截面圖。

更具體地，圖17至25以及圖26a和27是沿第一方向截取的截面圖，圖26b是沿圖15的線i-i'截取的截面圖。

與參考圖4至11所示的工藝相同、基本上相同或者類似的工藝在這里被省略。

參照?qǐng)D17，第一導(dǎo)電層110、第一下電極層120、第一選擇材料層130、第一中間電極層140和第一犧牲層141可以順序地形成在基板100上。

第一犧牲層141可以通過cvd工藝、ald工藝或者pvd工藝由氮化物例如硅氮化物形成。

參照?qǐng)D18，第一犧牲層141、第一中間電極層140、第一選擇材料層130、第一下電極層120和第一導(dǎo)電層110可以被部分地蝕刻以形成順序地層疊在基板100上的第一導(dǎo)電線115、第一下電極125、第一選擇圖案135、第一中間電極145和第一犧牲圖案143。

例如，第一中間電極層140、第一選擇材料層130、第一下電極層120和第一導(dǎo)電層110可以沿著第二方向被蝕刻。因此，第一導(dǎo)電線115可以由第一導(dǎo)電層110形成，并且第一犧牲層141、第一中間電極層140、第一選擇材料層130和第一下電極層120的每個(gè)可以轉(zhuǎn)變成在第二方向上延伸的線圖案。第一填充絕緣層可以形成在第一導(dǎo)電線115之間以及線圖案之間。

線圖案和第一填充絕緣層可以沿著第一方向被蝕刻。因此，包括順序地層疊的第一下電極125、第一選擇圖案135、第一中間電極145和第一犧牲圖案143的第一柱狀結(jié)構(gòu)可以形成在第一導(dǎo)電線115上。

第二填充絕緣層可以形成為填充第一柱狀結(jié)構(gòu)之間的間隔。第二填充絕緣層可以形成為在第二方向上延伸。第一和第二填充絕緣層可以彼此合并以限定第一絕緣層152。

參照?qǐng)D19，第一犧牲圖案143可以從第一柱狀結(jié)構(gòu)去除，并且第一孔154可以形成以暴露第一中間電極145的上表面。

例如，第一犧牲圖案143可以通過使用相對(duì)于氮化物具有蝕刻選擇性的蝕刻溶液例如磷酸或者硝酸的濕蝕刻工藝而被去除。

參照?qǐng)D20，第一間隔物層146可以共形地形成在第一中間電極145的被暴露的上表面、第一孔154的側(cè)壁以及第一絕緣層152的上表面上。

例如，第一間隔物層146可以通過ald工藝由例如硅氮化物、硅氮氧化物等等形成。

參照?qǐng)D21，第一間隔物層146可以通過各向異性蝕刻工藝被部分地蝕刻以形成第一間隔物148。

在示例實(shí)施方式中，第一間隔物層146的在第一中間電極145的上表面和第一絕緣層152的上表面上的部分可以被去除。因此，第一間隔物148可以形成在第一孔154的側(cè)壁上。

參照?qǐng)D22，第一可變電阻材料層156可以形成在第一中間電極145和第一絕緣層152上以充分地填充第一孔154。

參照?qǐng)D23，第一可變電阻材料層156可以通過例如cmp工藝被平坦化直到第一絕緣層152的上表面可以被暴露。

第一間隔物148和第一可變電阻材料層156的在第一孔154的上部分處的部分可以通過回蝕刻工藝被去除。因此，可以形成其側(cè)壁可以被第一間隔物148覆蓋的第一可變電阻圖案158。另外，第一凹陷159可以由第一孔154的上部分限定。

參照?qǐng)D24，第一上電極164可以形成在第一凹陷159中以覆蓋第一間隔物148的上表面和第一可變電阻圖案158的上表面。

在示例實(shí)施方式中，第一上電極層可以形成在第一間隔物148、第一可變電阻圖案158和第一絕緣層152上以充分地填充第一凹陷159，并且可以通過cmp工藝被平坦化直到第一絕緣層152的上表面暴露，從而第一上電極164可以形成為填充第一凹陷159。

如以上所示出的，具有被第一間隔物148減小的寬度和/或面積的第一可變電阻圖案158可以通過鑲嵌工藝形成。第一上電極164可以通過第一凹陷159自對(duì)準(zhǔn)。

在第一導(dǎo)電線115和第二導(dǎo)電線175之間的第一下電極125、第一選擇圖案135、第一中間電極145、第一可變電阻圖案158和第一上電極164可以限定第一存儲(chǔ)單元180b。

參照?qǐng)D25，第二導(dǎo)電層170、第二下電極層200、第二選擇材料層210、第二中間電極層220和第二犧牲層221可以順序地形成在第一絕緣層152和第一上電極164上。

第二犧牲層221可以由與第一犧牲層141的材料相同或者基本上相同的材料例如氮化物形成。

參照?qǐng)D26a和26b，第二犧牲層221、第二中間電極層220、第二選擇材料層210、第二下電極層200和第二導(dǎo)電層170可以被順序地蝕刻以形成順序地層疊在第一絕緣層152和第一上電極164上的第二導(dǎo)電線175、第二下電極205、第二選擇圖案215、第二中間電極225和第二犧牲圖案223。

例如，第二犧牲層221、第二中間電極層220、第二選擇材料層210、第二下電極層200和第二導(dǎo)電層170可以沿著第一方向被蝕刻。因此，第二導(dǎo)電線175可以由第二導(dǎo)電層170形成，并且第二犧牲層221、第二中間電極層220、第二選擇材料層210和第二下電極層200的每個(gè)可以轉(zhuǎn)變成在第一方向上延伸的線圖案。第三填充絕緣層可以形成為填充第二導(dǎo)電線175之間以及線圖案之間的間隔。

第二犧牲層221、第二中間電極層220、第二選擇材料層210、第二下電極層200和第三填充絕緣層可以沿著第二方向被蝕刻。因此，可以形成包括順序地層疊在第二導(dǎo)電線175上的第二下電極205、第二選擇圖案215、第二中間電極225和第二犧牲圖案223的第二柱狀結(jié)構(gòu)。

在示例實(shí)施方式中，第一和第二柱狀結(jié)構(gòu)可以在第一方向上形成為z形圖案。在示例實(shí)施方式中，第一和第二柱狀結(jié)構(gòu)可以在平面圖中彼此部分地交疊。

第四填充絕緣層可以形成為填充第二柱狀結(jié)構(gòu)之間的間隔。第四填充絕緣層可以在第一方向上延伸。第三和第四填充絕緣層可以彼此合并以形成第二絕緣層232。

參照?qǐng)D27，可以執(zhí)行與參考圖19至24示出的工藝相同、基本上相同或者類似的工藝。

在示例實(shí)施方式中，第二犧牲圖案223可以從第二柱狀結(jié)構(gòu)去除以形成第二孔，第二間隔物228和第二可變電阻圖案238可以形成為部分地填充第二孔。第二上電極248可以形成為覆蓋第二間隔物228的上表面以及第二可變電阻圖案238的上表面。

順序地層疊在第二導(dǎo)電線175上的第二下電極205、第二選擇圖案215、第二中間電極225、第二可變電阻圖案238以及第二上電極248可以限定第二存儲(chǔ)單元280b。

再次參照?qǐng)D15和16，第三導(dǎo)電層可以形成在第二絕緣層232和第二存儲(chǔ)單元280b上。第三導(dǎo)電層可以沿著第二方向被蝕刻以在多個(gè)第二存儲(chǔ)單元280b上形成多條第三導(dǎo)電線255，每條第三導(dǎo)電線255在第二方向上延伸。

上絕緣層261可以由例如硅氧化物形成在第二絕緣層232上以填充第三導(dǎo)電線255之間的間隔。

圖28和29是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。更具體地，圖28是沿第一方向截取的可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖，圖29是沿第二方向例如沿圖15的線i-i'截取的截面圖。

可變電阻存儲(chǔ)器件可以包括與參考圖15和16示出的可變電阻存儲(chǔ)器件的元件基本上相同或者類似的元件。因此，相同的附圖標(biāo)記指的是相同的元件，在下文為了簡(jiǎn)潔可以省略對(duì)其的詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D28和29，包括在第一存儲(chǔ)單元180c中的第一選擇圖案135b可以通過鑲嵌工藝形成。

例如，下絕緣層107和第一導(dǎo)電線115a可以形成在基板100上，第一絕緣層152a可以覆蓋下絕緣層107和第一導(dǎo)電線115a。多個(gè)第一孔154a可以形成在第一絕緣層152a中，并且每個(gè)第一孔154a可以暴露第一導(dǎo)電線115a的上表面。

第一間隔物148a可以通過與參考圖20和21示出的工藝相同、基本上相同或者類似的工藝形成在第一孔154a的側(cè)壁上。第一選擇材料層可以形成為填充第一孔154a，并且第一選擇材料層的上部分可以通過cmp工藝和回蝕刻工藝去除以形成第一選擇圖案135b。通過回蝕刻工藝，第一間隔物148a也可以被部分地去除，并且第一選擇圖案135b的側(cè)壁可以被第一間隔物148a覆蓋。

第一中間電極145a可以形成在第一孔154a的上部分處，并且可以覆蓋第一選擇圖案135b和第一間隔物148a的上表面。

通過鑲嵌工藝，第一選擇圖案135b可以被第一間隔物148a圍繞，并且在平面圖中第一選擇圖案135b的面積可以小于第一中間電極145a的面積。

第二絕緣層152b可以形成在第一絕緣層152a上，并且可以覆蓋第一中間電極145a。第二絕緣層152b可以被部分地蝕刻以形成多個(gè)第二孔154b，每個(gè)第二孔154b暴露第一中間電極145a的上表面。

第一可變電阻圖案158可以形成在第二孔154b中。在示例實(shí)施方式中，第一可變電阻圖案158可以通過與參考圖20至24示出的工藝相同、基本上相同或者類似的工藝形成。

例如，第二間隔物148b可以形成在第二孔154b的側(cè)壁上，并且第一可變電阻圖案158的側(cè)壁可以被第二間隔物148b圍繞。第一上電極164可以形成在第二孔154b的上部分處，并且可以覆蓋第一可變電阻圖案158的上表面和第二間隔物148b的上表面。

包括在第二存儲(chǔ)單元280c中的第二選擇圖案215b可以通過鑲嵌工藝形成。例如，第三孔(未示出)可以形成在第三絕緣層232a中，并且第三間隔物228a可以形成在第三孔的側(cè)壁上以覆蓋第二選擇圖案215a的側(cè)壁。第二中間電極225a可以形成在第三孔的上部分處，并且可以覆蓋第二選擇圖案215b的上表面和第三間隔物228a的上表面。

在示例實(shí)施方式中，第二可變電阻圖案238可以通過與參考圖20至24示出的工藝相同、基本上相同或者類似的工藝形成。

例如，第四絕緣層232b可以形成在第三絕緣層232a上以覆蓋第二中間電極225a。第四孔(未示出)可以形成在第四絕緣層232b中以暴露每個(gè)第二中間電極225a，并且第四間隔物228b、第二可變電阻圖案238和第二上電極248的每個(gè)可以形成在第四孔中。

圖30和31是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。更具體地，圖30是沿第一方向截取的可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖，圖31是沿第二方向例如沿圖30的線i-i'截取的截面圖。

可變電阻存儲(chǔ)器件可以包括與參考圖1至3所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的元件相同、基本上相同或者類似的元件。因此，在下文為了簡(jiǎn)潔可以省略對(duì)于共同的元件的詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D30和31，如參照?qǐng)D1至3所示出的，第一導(dǎo)電線310、第二導(dǎo)電線393和第三導(dǎo)電線495可以在第三方向上彼此間隔開并且可以彼此交叉。

第一導(dǎo)電線310可以在第一方向上延伸，并且多條第一導(dǎo)電線310可以在第二方向上彼此間隔開。第二導(dǎo)電線393可以在第二方向上延伸，并且多條第二導(dǎo)電線393可以在第一方向上彼此間隔開。第三導(dǎo)電線495可以在第一方向上延伸，并且多條第三導(dǎo)電線495可以在第二方向上彼此間隔開。

第一導(dǎo)電線310可以通過第一絕緣圖案305而彼此絕緣。第二導(dǎo)電線393可以通過第二絕緣圖案395而彼此絕緣。第三導(dǎo)電線495可以通過第三絕緣圖案497而彼此絕緣。

第一存儲(chǔ)單元390可以形成在第一導(dǎo)電線310和第二導(dǎo)電線393在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處，第二存儲(chǔ)單元480可以形成在第二導(dǎo)電線393和第三導(dǎo)電線495在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處。

在示例實(shí)施方式中，第一和第二存儲(chǔ)單元390和480的每個(gè)可以具有可以與圖1至3所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的第一和第二存儲(chǔ)單元180和280的每個(gè)反向的結(jié)構(gòu)。在第一和第二存儲(chǔ)單元390和480中，選擇圖案可以在可變電阻圖案上面。

例如，第一存儲(chǔ)單元390可以包括順序地層疊在第一導(dǎo)電線310上的第一下電極335、第一可變電阻圖案355、第一中間電極365、第一選擇圖案375和第一上電極385。

第二存儲(chǔ)單元480可以包括順序地層疊在第二導(dǎo)電線393上的第二下電極410、第二可變電阻圖案445、第二中間電極455、第二選擇圖案465和第二上電極475。

在示例實(shí)施方式中，第一下電極335可以具有彎曲形狀。例如，第一下電極335可以具有水平部分和垂直部分。第一下電極335的垂直部分可以具有部分地接觸第一可變電阻圖案355的下表面的柱形狀。第一下電極335的水平部分可以具有接觸第一導(dǎo)電線310的上表面的片形(tileshape)。

第一下電極335可以具有彎曲形狀從而第一下電極335和第一可變電阻圖案355之間的接觸面積可以減小。因此，加熱效率可以改善和/或提高。

在示例實(shí)施方式中，第一下電極335可以包括在第一存儲(chǔ)單元390中，并且可以埋在第一下絕緣層320中。如圖30所示，一對(duì)第一下電極335可以形成為繞第一填充絕緣圖案340彼此對(duì)稱或者基本上對(duì)稱。第一間隔物337可以在第一可變電阻圖案355下方形成在第一下電極335與第一填充絕緣圖案340之間。

第二下電極410可以具有包括水平部分和垂直部分的彎曲形狀。第二下電極410的垂直部分可以部分地接觸第二可變電阻圖案445的下表面。第二下電極410的水平部分可以接觸第二導(dǎo)電線393的上表面。第二下電極410可以具有彎曲形狀從而第二下電極410與第二可變電阻圖案445之間的接觸面積可以減小。因此，加熱效率可以改善和/或提高。

在示例實(shí)施方式中，第二下電極410可以在第一方向上延伸，并且可以共同連接到多個(gè)第二存儲(chǔ)單元480。例如，共用第二下電極410中的一個(gè)的多個(gè)第二存儲(chǔ)單元480可以限定第二存儲(chǔ)單元行。

第二下電極410可以埋在第二下絕緣層400中。如圖31所示，一對(duì)第二下電極410可以形成為繞第二填充絕緣圖案430彼此對(duì)稱。第二間隔物420可以在第二可變電阻圖案445下方形成在第二下電極410與第二填充絕緣圖案430之間。

第一絕緣層387可以形成在第一下絕緣層320、第一填充絕緣圖案340和第一絕緣圖案305上，并且第一存儲(chǔ)單元390可以通過第一絕緣層387而被分開或者彼此絕緣。

第二絕緣層490可以形成在第二下絕緣層400、第二填充絕緣圖案430和第二下電極410上。第二存儲(chǔ)單元480可以通過第二絕緣層490而被分開或者彼此絕緣。

第一和第二下絕緣層320和400、第一和第二填充絕緣圖案340和430、第一和第二絕緣層387和490、以及第一至第三絕緣圖案305、395和497可以包括例如硅氧化物。第一和第二間隔物337和420可以包括例如硅氮化物或者硅氮氧化物。

共用第一導(dǎo)電線310中的一條的多個(gè)第一存儲(chǔ)單元390可以限定第一存儲(chǔ)單元行。第一和第二存儲(chǔ)單元行可以限定存儲(chǔ)單元行，如參照?qǐng)D1至3所示出的，存儲(chǔ)單元行的第一和第二存儲(chǔ)單元390和480可以在第三方向上設(shè)置為z形圖案或者彼此偏離或者偏移。

在示例實(shí)施方式中，在平面圖中，存儲(chǔ)單元行的第一和第二存儲(chǔ)單元可以部分地彼此交疊。

圖32a和32b至圖40a和40b是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲(chǔ)器件例如圖30和31所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的另一制造方法的多個(gè)階段的截面圖。

更具體地，圖32a、33a、34a、35a、36a、37a、38a、39a和40a是沿第一方向截取的截面圖，圖32b、33b、34b和35b是沿第二方向例如沿圖32a的線ii-ii'截取的截面圖，圖36b、37b、38b、39b和40b是沿第二方向例如沿圖36a的線iii-iii'或者沿圖30的線i-i'截取的截面圖。

此方法可以包括與參考圖4至11示出的工藝相同、基本上相同或者類似的工藝，其詳細(xì)描述在這里被省略。

參照?qǐng)D32a和32b，第一導(dǎo)電線310和第一絕緣圖案305可以形成在基板300上，并且第一下絕緣層320可以形成在第一導(dǎo)電線310和第一絕緣圖案305上。

在示例實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電層可以形成在基板300上，并且可以沿第一方向被蝕刻以形成多條第一導(dǎo)電線310。第一絕緣圖案305可以形成為填充第一導(dǎo)電線310之間的間隔。

第一下絕緣層320可以被蝕刻以形成第一開口325。第一開口325可以在第二方向上延伸，并且可以暴露第一導(dǎo)電線310的上表面和第一絕緣圖案305的上表面。

參照?qǐng)D33a和33b，第一下電極層330可以被共形地形成在第一導(dǎo)電線310和第一絕緣圖案305的被暴露的上表面、第一開口325的側(cè)壁以及第一下絕緣層320的上表面上。

參照?qǐng)D34a和34b，第一間隔物層336可以形成在第一下電極層330上以部分地填充第一開口325。

例如，第一間隔物層336可以通過cvd工藝或者ald工藝由例如硅氧化物或者硅氮氧化物形成。

參照?qǐng)D35a和35b，第一間隔物層336和第一下電極層330可以被部分地去除以分別形成第一間隔物337和第一下電極335。

在示例實(shí)施方式中，第一間隔物層336和第一下電極層330可以通過cmp工藝被平坦化直到第一下絕緣層320的上表面可以被暴露。第一間隔物層336和第一下電極層330的在第一開口325的底部上的部分可以被去除。

因此，具有彎曲形狀的第一下電極335可以被形成為在第二方向上延伸，并且第一間隔物337可以被形成在第一下電極335上。

在示例實(shí)施方式中，第一凹陷339可以由第一開口325形成。鄰近于第一凹陷339的一對(duì)第一下電極335和一對(duì)第一間隔物337可以彼此面對(duì)。

參照?qǐng)D36a和36b，第一填充絕緣圖案340可以由例如硅氧化物形成以填充第一凹陷339。

第一可變電阻材料層350、第一中間電極層360、第一選擇材料層370和第一上電極層380可以順序地形成在第一下絕緣層320、第一間隔物337和第一填充絕緣圖案340上。

參照?qǐng)D37a和37b，第一上電極層380、第一選擇材料層370、第一中間電極層360、第一可變電阻材料層350和第一下電極335可以沿第一和第二方向被順序地蝕刻。

沿第二方向的蝕刻工藝可以被執(zhí)行直到第一填充絕緣圖案340的上表面可以被暴露。通過沿第二方向的蝕刻工藝，第一下絕緣層320的上部分和第一填充絕緣圖案340的上部分可以被部分地蝕刻。沿第一方向的蝕刻工藝可以被執(zhí)行直到第一絕緣圖案305的上表面可以被暴露。

通過蝕刻工藝，第一下電極335可以被存儲(chǔ)單元的單元沿第二方向被切割。第一可變電阻圖案355、第一中間電極365、第一選擇圖案375和第一上電極385可以順序地層疊在第一下電極335上。

因此，可以形成包括順序地層疊的第一下電極335、第一可變電阻圖案355、第一中間電極365、第一選擇圖案375和第一上電極385的第一存儲(chǔ)單元390。

覆蓋第一存儲(chǔ)單元390的側(cè)壁的第一絕緣層387可以形成在第一下絕緣層320、第一填充絕緣圖案340和第一絕緣圖案305上。第一絕緣層387可以通過cvd工藝由例如硅氧化物形成。

可以形成多條第二導(dǎo)電線393，每條第二導(dǎo)電線393在第二方向上延伸以連接到設(shè)置在第二方向上的多個(gè)第一上電極385。第二絕緣圖案395可以由例如硅氧化物形成在第一絕緣層387上以填充第二導(dǎo)電線393之間的間隔。

參照?qǐng)D38a和38b，可以執(zhí)行與參考圖32a和32b至圖35a和35b示出的工藝相同、基本上相同或者類似的工藝。

因此，第二下絕緣層400可以形成在第二導(dǎo)電線393和第二絕緣圖案395上，并且第二下電極410可以在第二下絕緣層400中形成以具有彎曲形狀。第二下電極410可以在第一方向上延伸以被電連接到設(shè)置在第一方向上的多條第二導(dǎo)電線393。

第二填充絕緣圖案430可以形成在一對(duì)第二下電極410之間，并且第二間隔物420可以形成在第二填充絕緣圖案430與第二下電極410之間。第二填充絕緣圖案430和第二間隔物420的每個(gè)可以在第一方向上延伸。

例如，下絕緣層400和第二填充絕緣圖案430可以由例如硅氧化物形成，并且第二間隔物420可以由例如硅氮化物或者硅氮氧化物形成。

參照?qǐng)D39a和39b，第二可變電阻材料層440、第二中間電極層450、第二選擇材料層460和第二上電極層470可以順序地形成在第二下絕緣層400、第二下電極410、第二間隔物420和第二填充絕緣圖案430上。

參照?qǐng)D40a和40b，第二上電極層470、第二選擇材料層460、第二中間電極層450和第二可變電阻材料層440可以沿第二方向和第一方向被順序地蝕刻。

沿第二方向的蝕刻工藝可以被執(zhí)行直到第二下電極410的上表面可以被暴露。在示例實(shí)施方式中，通過沿第二方向的蝕刻工藝，第二下電極410的上部分也可以被部分地蝕刻。

沿第一方向的蝕刻工藝可以被執(zhí)行直到第二填充絕緣圖案430的上表面可以被暴露。在示例實(shí)施方式中，通過沿第一方向的蝕刻工藝，第二下絕緣層400的上部分和第二填充絕緣圖案430的上部分也可以被部分地蝕刻。

通過蝕刻工藝，可以形成順序地層疊在第二下電極410上的第二可變電阻圖案445、第二中間電極455、第二選擇圖案465和第二上電極475。另外，可以形成多個(gè)第二存儲(chǔ)單元480，每個(gè)第二存儲(chǔ)單元480包括順序地層疊的第二下電極410、第二可變電阻圖案445、第二中間電極455、第二選擇圖案465和第二上電極475。

第二絕緣層490可以由例如硅氧化物形成在第二下電極410、第二下絕緣層400和第二填充絕緣圖案430上以覆蓋第二存儲(chǔ)單元480的側(cè)壁。

再次參照?qǐng)D30和31，可以形成多條第三導(dǎo)電線495，每條第三導(dǎo)電線495在第一方向上延伸以被電連接到多個(gè)第二上電極475。第三絕緣圖案497可以由例如硅氧化物形成在第二絕緣層490上以填充第三導(dǎo)電線495之間的間隔。

圖41和42是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。更具體地，圖41是沿第一方向截取的可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖，圖42是沿第二方向例如沿圖41的線i-i'截取的截面圖。

可變電阻存儲(chǔ)器件可以包括與參考圖1至3所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的元件相同、基本上相同或者類似的元件。因此，在下文為了簡(jiǎn)潔可以省略對(duì)于共同的元件的詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D41和42，如參照?qǐng)D1至3所示出的，第一導(dǎo)電線510、第二導(dǎo)電線590和第三導(dǎo)電線690可以在第三方向上彼此間隔開并且可以彼此交叉。

第一導(dǎo)電線510可以在第二方向上延伸，并且多條第一導(dǎo)電線510可以在第一方向上彼此間隔開。第二導(dǎo)電線590可以在第一方向上延伸，并且多條第二導(dǎo)電線590可以在第二方向上彼此間隔開。第三導(dǎo)電線690可以在第二方向上延伸，并且多條第三導(dǎo)電線690可以在第一方向上彼此間隔開。

第一存儲(chǔ)單元580可以形成在第一導(dǎo)電線510和第二導(dǎo)電線590彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處，第二存儲(chǔ)單元680可以形成在第二導(dǎo)電線590和第三導(dǎo)電線690彼此交疊的每個(gè)區(qū)域處。

在示例實(shí)施方式中，第一和第二存儲(chǔ)單元580和680的每個(gè)可以具有可以與圖1至3所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的第一和第二存儲(chǔ)單元180和280的每個(gè)反向的結(jié)構(gòu)。在第一和第二存儲(chǔ)單元580和680中，選擇圖案可以在可變電阻圖案上面。

例如，第一存儲(chǔ)單元580可以包括順序地層疊在第一導(dǎo)電線510上的第一可變電阻圖案535、第一中間電極540、第一選擇圖案555和第一上電極565。

第二存儲(chǔ)單元680可以包括順序地層疊在第二導(dǎo)電線590上的第二可變電阻圖案620、第二中間電極630、第二選擇圖案645和第二上電極655。

第一可變電阻圖案535可以具有與參考圖15和16所示的結(jié)構(gòu)和/或形狀相同、基本上相同或者類似的結(jié)構(gòu)和/或形狀。在示例實(shí)施方式中，第一可變電阻圖案535可以被第一間隔物530圍繞，并且可以具有比第一選擇圖案555和/或第一中間電極540的寬度和/或面積小的寬度和/或面積。

第二可變電阻圖案620也可以具有與參考圖15和16所示的結(jié)構(gòu)和/或形狀相同、基本上相同或者類似的結(jié)構(gòu)和/或形狀。在示例實(shí)施方式中，第二可變電阻圖案620可以被第二間隔物610圍繞，并且可以具有比第二選擇圖案645和/或第二中間電極630的寬度和/或面積小的寬度和/或面積。

在示例實(shí)施方式中，如參照?qǐng)D1至3所示出的，第一和第二存儲(chǔ)單元580和680可以在第一方向上設(shè)置為z形圖案。

在示例實(shí)施方式中，如參照?qǐng)D13和14所示出的，第一和第二存儲(chǔ)單元580和680可以在平面圖中彼此部分地交疊。

第一導(dǎo)電線510可以通過第一絕緣圖案505而被分開或者彼此絕緣。多個(gè)第一存儲(chǔ)單元580和多個(gè)第二導(dǎo)電線590可以通過第一下絕緣層520、第一絕緣夾層570和第二絕緣夾層595而被分開或者彼此絕緣。多個(gè)第二存儲(chǔ)單元680和多個(gè)第三導(dǎo)電線690可以通過第二下絕緣層600、第三絕緣夾層660和第四絕緣夾層695而被分開或者彼此絕緣。絕緣層和絕緣夾層可以包括例如硅氧化物。

圖43a和43b至圖50a和50b是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲(chǔ)器件例如圖41和42所示的可變電阻存儲(chǔ)器件的另一制造方法的多個(gè)階段的截面圖。

更具體地，圖43a、44a、45a、46a、47a、48a、49a和50a是沿第一方向截取的截面圖，圖43b、44b、45b、46b、47b、48b、49b和50b是沿第二方向例如沿圖41的線i-i'截取的截面圖。

此方法可以包括與參考圖4至11或者圖17至27示出的工藝相同、基本上相同或者類似的工藝，對(duì)于其的詳細(xì)描述在這里被省略。

參照?qǐng)D43a和43b，多條第一導(dǎo)電線510可以形成在基板500上，每條第一導(dǎo)電線510在第二方向上延伸。多個(gè)第一絕緣圖案505可以在第一方向上形成在基板500上以分別填充第一導(dǎo)電線510之間的間隔。

第一下絕緣層520可以形成在第一導(dǎo)電線510和第一絕緣圖案505上。第一下絕緣層520可以被部分地蝕刻以形成暴露第一導(dǎo)電線510的上表面的第一孔525。

在示例實(shí)施方式中，多個(gè)第一孔525可以在第二方向上形成在每條第一導(dǎo)電線510上。

參照?qǐng)D44a和44b，第一間隔物530可以形成在第一孔525的側(cè)壁上。

例如，第一間隔物層可以由例如硅氮化物或者硅氮氧化物形成在第一導(dǎo)電線510的被暴露的上表面、第一孔525的側(cè)壁以及第一下絕緣層520的上表面上。第一間隔物層的在第一導(dǎo)電線510和第一下絕緣層520的上表面上的部分可以通過各向異性蝕刻工藝被去除以形成第一間隔物530。

參照?qǐng)D45a和45b，第一可變電阻圖案535可以形成為部分地填充第一孔525。

例如，第一可變電阻材料層可以形成在第一導(dǎo)電線510的上表面以及第一下絕緣層520的上表面上以充分地填充第一孔525。第一可變電阻材料層可以通過cmp工藝被平坦化直到第一下絕緣層520的上表面可以被暴露。第一可變電阻材料層和第一間隔物530的在第一孔525的上部分處的部分可以通過回蝕刻工藝被去除。因此，可以形成其側(cè)壁可以被第一間隔物530圍繞的第一可變電阻圖案535。

參照?qǐng)D46a和46b，第一中間電極540可以形成在第一孔525的上部分處以覆蓋第一間隔物530的上表面和第一可變電阻圖案535的上表面。

例如，第一中間電極層可以形成在第一可變電阻圖案535、第一間隔物530和第一下絕緣層520上以填充第一孔525的上部分。第一中間電極層可以通過cmp工藝被平坦化直到第一下絕緣層520的上表面可以被暴露以形成填充第一孔525的剩余部分的第一中間電極540。

如以上所示出的，第一可變電阻圖案535可以通過鑲嵌工藝形成為具有通過第一間隔物530而減小的寬度和/或面積。第一中間電極540可以通過第一孔525而自對(duì)準(zhǔn)。

參照?qǐng)D47a和47b，第一選擇材料層550和第一上電極層560可以順序地形成在第一下絕緣層520和第一中間電極540上。第一上電極層560和第一選擇材料層550可以沿第二方向被蝕刻。通過蝕刻工藝，第一上電極層560和第一選擇材料層550的每個(gè)可以轉(zhuǎn)變成在第一中間電極540和第一下絕緣層520上在第二方向上延伸的線圖案。

第一絕緣夾層570可以形成在第一下絕緣層520上以填充第一方向上的線圖案之間的間隔。

參照?qǐng)D48a和48b，第二導(dǎo)電層可以形成在第一絕緣夾層570和第一上電極層560上。第二導(dǎo)電層可以被蝕刻以形成多條第二導(dǎo)電線590，每條第二導(dǎo)電線590在第一方向上延伸。

第一上電極層560和第一選擇材料層550可以使用第二導(dǎo)電線590作為蝕刻掩膜被蝕刻以分別形成第一上電極565和第一選擇圖案555。

第二絕緣夾層595可以形成在第一上電極565中的相鄰第一上電極之間以及第一選擇圖案555中的相鄰第一選擇圖案之間以在第一方向上延伸。第一和第二絕緣夾層570和595可以彼此交叉并且可以彼此合并。

通過以上工藝，包括順序地層疊的第一可變電阻圖案535、第一中間電極540、第一選擇圖案555和第一上電極565的第一存儲(chǔ)單元580可以形成在第一導(dǎo)電線510和第二導(dǎo)電線590在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域中。

參照?qǐng)D49a和49b，第二下絕緣層600可以形成在第二導(dǎo)電線590和第二絕緣夾層595上。第二下絕緣層600可以被部分地蝕刻以形成部分地暴露第二導(dǎo)電線590的上表面的第二孔605。多個(gè)第二孔605可以在第一方向上形成在第二導(dǎo)電線590上。

在示例實(shí)施方式中，第二孔605可以在第一方向上從第一孔525偏移給定距離。

可以執(zhí)行與參考圖44a和44b至圖46a和46b所示的工藝相同、基本上相同或者類似的工藝。因此，第二間隔物610可以形成在第二孔605的側(cè)壁上，并且可以形成第二可變電阻圖案620。第二可變電阻圖案620的側(cè)壁可以被第二間隔物610圍繞。第二中間電極630可以形成在第二孔605的上部分處以覆蓋第二間隔物610和第二可變電阻圖案620的上表面。

參照?qǐng)D50a和50b，第二選擇材料層640和第二上電極層650可以順序地形成在第二下絕緣層600和第二中間電極630上。第二上電極層650和第二選擇材料層640可以沿第一方向被蝕刻。通過蝕刻工藝，第二上電極層650和第二選擇材料層640的每個(gè)可以轉(zhuǎn)變成在第二中間電極630和第二下絕緣層600上在第一方向上延伸的線圖案。

第三絕緣夾層660可以形成在第二下絕緣層上以填充圖案之間的間隔。

再次參照?qǐng)D41和42，第三導(dǎo)電層可以形成在第三絕緣夾層660和第二上電極層650上。第三導(dǎo)電層可以被蝕刻以形成多條第三導(dǎo)電線690，每條第三導(dǎo)電線690在第二方向上延伸。

第二上電極層650和第二選擇材料層640可以使用第三導(dǎo)電線690作為蝕刻掩膜被蝕刻以分別形成第二上電極655和第二選擇圖案645。

第四絕緣夾層695可以形成在第二上電極655中的相鄰第二上電極之間以及第二選擇圖案645中的相鄰第二選擇圖案之間以在第二方向上延伸。第三和第四絕緣夾層660和695可以彼此交叉并且可以彼此合并。

通過以上工藝，包括順序地層疊的第二可變電阻圖案620、第二中間電極630、第二選擇圖案645和第二上電極655的第二存儲(chǔ)單元680可以形成在第二導(dǎo)電線590和第三導(dǎo)電線690在第三方向上彼此交疊的每個(gè)區(qū)域中。

圖51和52是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。更具體地，圖51是沿第一方向截取的可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖，圖52是沿圖51的線i-i'截取的可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。

可變電阻存儲(chǔ)器件可以與參考圖1至3示出的可變電阻存儲(chǔ)器件基本上相同或者類似，除了可變電阻存儲(chǔ)器件可以還包括空氣間隙和間隔物之外。因此，相同的附圖標(biāo)記指的是相同的元件，在下文為了簡(jiǎn)潔可以省略對(duì)其的詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D51和52，第一交叉點(diǎn)單元陣列可以由第一存儲(chǔ)單元180限定在第一導(dǎo)電線115和第二導(dǎo)電線175在第三方向上彼此交疊的區(qū)域中。另外，第二交叉點(diǎn)單元陣列可以由第二存儲(chǔ)單元280限定在第二導(dǎo)電線175和第三導(dǎo)電線255在第三方向上彼此交疊的區(qū)域中。

第一絕緣圖案174可以在第二方向上延伸，并且可以將第一交叉點(diǎn)單元陣列的第一存儲(chǔ)單元列彼此分開或者絕緣。在示例實(shí)施方式中，第一間隔物181可以形成在第一存儲(chǔ)單元180和第一導(dǎo)電線115在第一方向上的相對(duì)側(cè)壁的每個(gè)上。第一絕緣圖案174可以被相對(duì)的第一間隔物181夾在中間。

在示例實(shí)施方式中，第一存儲(chǔ)單元列中的相鄰第一存儲(chǔ)單元列之間的間隔可以通過第一間隔物181而變窄，因此第一空氣間隙174a可以形成在第一絕緣圖案174中。第一空氣間隙174a可以在第一存儲(chǔ)單元列中的在第一方向上相鄰的第一存儲(chǔ)單元列之間沿第二方向延伸。

第二絕緣圖案186可以在第一方向上延伸，并且可以穿過第一和第二交叉點(diǎn)單元陣列和第二導(dǎo)電線175。在示例實(shí)施方式中，第二間隔物282可以形成在第一存儲(chǔ)單元180、第二存儲(chǔ)單元280和第二導(dǎo)電線175的在第二方向上的相對(duì)側(cè)壁的每個(gè)上。第二絕緣圖案186可以被相對(duì)的第二間隔物282夾在中間。

在示例實(shí)施方式中，第一存儲(chǔ)單元行中的相鄰第一存儲(chǔ)單元行之間的間隔或者第二存儲(chǔ)單元行中的相鄰第二存儲(chǔ)單元行之間的間隔可以通過第二間隔物282而變窄，因此第二空氣間隙186a可以形成在第二絕緣圖案186中。第二空氣間隙186a可以在第一方向上延伸，并且可以在第三方向上共同鄰近第一和第二交叉點(diǎn)單元陣列。

第三絕緣圖案286可以在第二方向上延伸，并且可以將第二交叉點(diǎn)單元陣列的第二存儲(chǔ)單元列彼此分開或者絕緣。在示例實(shí)施方式中，第三間隔物281可以形成在第二存儲(chǔ)單元280和第三導(dǎo)電線255在第一方向上的相對(duì)側(cè)壁的每個(gè)上。第三絕緣圖案286可以被相對(duì)的第三間隔物281夾在中間。

在示例實(shí)施方式中，第二存儲(chǔ)單元列中的相鄰第二存儲(chǔ)單元列之間的間隔可以通過第三間隔物281而變窄，因此第三空氣間隙286a可以形成在第三絕緣圖案286中。第三空氣間隙286a可以在第二存儲(chǔ)單元列中的在第一方向上相鄰的第二存儲(chǔ)單元列之間沿第二方向延伸。

第一至第三空氣間隙174a、186a和286a可以彼此交叉或者連接到彼此。第一至第三空氣間隙174a、186a和286a可以包括例如硅氮化物、硅氮氧化物等等。

如以上所示出的，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施方式，在每個(gè)交叉點(diǎn)單元陣列中的在水平方向上的熱擾動(dòng)和/或干擾可以通過空氣間隙而被減少和/或防止。另外，第一和第二存儲(chǔ)單元180和280可以具有z字形布局，因此在垂直方向上的熱擾動(dòng)也可以被減少和/或防止。

因此，可變電阻存儲(chǔ)器件可以具有改善的和/或提高的操作可靠性。

圖53是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的另一可變電阻存儲(chǔ)器件的截面圖。

該可變電阻存儲(chǔ)器件可以與參考圖13和14示出的可變電阻存儲(chǔ)器件基本上相同或者類似，除了可變電阻存儲(chǔ)器件可以還包括空氣間隙之外。因此，相同的附圖標(biāo)記指的是相同的元件，在下文為了簡(jiǎn)潔可以省略對(duì)其的詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D53，如參考圖13和14示出的，第一和第二存儲(chǔ)單元180a和280a可以在平面圖中彼此部分地交疊。因此，當(dāng)與圖51和52相比時(shí)，第一存儲(chǔ)單元180a和第二存儲(chǔ)單元280a之間的距離可以減小。

當(dāng)形成第一絕緣圖案176時(shí)，通過控制間隙填充條件，第一空氣間隙176a可以形成在第一絕緣圖案176中，即使在其中沒有間隔物。當(dāng)形成第三絕緣圖案287時(shí)，第三空氣間隙287a可以形成在第三絕緣圖案287中以在第二方向上延伸。

如參照?qǐng)D52所示出的，第二空氣間隙(未示出)還可以形成在第二絕緣圖案(未示出)中以在第一方向上延伸，該第二空氣間隙可以共同鄰近第一和第二交叉點(diǎn)單元陣列。

在根據(jù)示例實(shí)施方式的可變電阻存儲(chǔ)器件中，交叉點(diǎn)單元陣列的層疊的存儲(chǔ)單元可以設(shè)置為彼此偏移，因此存儲(chǔ)單元的操作可靠性可以改善和/或提高，并且特征分布(characteristicdistribution)可以減少。因此，可變電阻存儲(chǔ)器件可以被有效地應(yīng)用于pram器件、reram器件、mram器件等等中的一個(gè)或多個(gè)。

在一些示例實(shí)施方式中，可變電阻圖案中的一個(gè)或多個(gè)可以包括硫族化物合金，諸如鍺-銻-碲(ge-sb-te)、砷-銻-碲(as-sb-te)、錫-銻-碲(sn-sb-te)或者錫-銦-銻-碲(sn-in-sb-te)、砷-鍺-銻-碲(as-ge-sb-te)。替代地，可變電阻圖案中的一個(gè)或多個(gè)可以包括va族元素-銻-碲，諸如鉭-銻-碲(ta-sb-te)、鈮-銻-碲(nb-sb-te)或者釩-銻-碲(v-sb-te)，或者va族元素-銻-硒，諸如鉭-銻-硒(ta-sb-se)、鈮-銻-硒(nb-sb-se)或者釩-銻-硒(v-sb-se)。此外，可變電阻圖案中的一個(gè)或多個(gè)可以包括via族元素-銻-碲，諸如鎢-銻-碲(w-sb-te)、鉬-銻-碲(mo-sb-te)或者鉻-銻-碲(cr-sb-te)，或者via族元素-銻-硒，諸如鎢-銻-硒(w-sb-se)、鉬-銻-硒(mo-sb-se)或者鉻-銻-硒(cr-sb-se)。

雖然可變電阻圖案中的一個(gè)或多個(gè)如上所述由主要由三元相變硫族化物合金形成，但可變電阻圖案中的一個(gè)或多個(gè)的硫族化物合金可以從二元相變硫族化物合金或者四元相變硫族化物合金中選擇。例如，二元相變硫族化物合金的示例可以包括ga-sb、in-sb、in-se、sb2-te3和ge-te合金中的一個(gè)或多個(gè)；四元相變硫族化物合金的示例可以包括ag-in-sb-te、(ge-sn)-sb-te、ge-sb-(se-te)和te81-ge15-sb2-s2合金中的一個(gè)或多個(gè)。

以上是示例實(shí)施方式的示例而不應(yīng)理解為對(duì)其的限制。雖然已經(jīng)描述了一些示例實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解，在示例實(shí)施方式中許多變型是可能的而不背離本發(fā)明的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)。因此，所有這樣的變型旨在被包括在由權(quán)利要求限定的本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)。在權(quán)利要求中，功能性限定條款旨在涵蓋這里描述的執(zhí)行所述功能的結(jié)構(gòu)，不僅包括結(jié)構(gòu)等效物而且包括等效結(jié)構(gòu)。因此，將理解，以上所述是各種示例實(shí)施方式的示例而不應(yīng)理解為限于所公開的具體示例實(shí)施方式，對(duì)于所公開的示例實(shí)施方式的變型以及其他示例實(shí)施方式旨在被包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

本申請(qǐng)要求于2016年2月25日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局(kipo)提交的韓國專利申請(qǐng)第10-2016-0022344號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用合并在此。