半导体装置及其制造方法与流程

本专利文献涉及存储器电路或装置及其在电子装置或系统中的应用。

背景技术：

1、电气和电子行业中朝着小型化、低功耗、高性能和多功能性的最近趋势已迫使半导体制造商聚焦于高性能、大容量半导体装置。这些高性能、大容量半导体装置的示例包括可通过根据所施加的电压或电流在不同的电阻状态之间切换来存储数据的存储器装置。半导体装置可包括rram(电阻随机存取存储器)、pram(相变随机存取存储器)、fram(铁电随机存取存储器)、mram(磁性随机存取存储器)和电子熔断器(e-fuse)。

技术实现思路

1、本专利文献中所公开的技术包括存储器电路或装置及其在半导体装置或系统中的应用以及可改进半导体装置的性能并减少制造缺陷的半导体装置的各种实现。

2、在一个方面，一种半导体装置可包括：第一导线；第二导线，其被设置为与第一导线间隔开；可变电阻层，其设置在第一导线和第二导线之间；以及电极层，其设置在第一导线和可变电阻层之间的第一位置或可变电阻层和第二导线之间的第二位置中的至少一个处，并且包括厚度相关金属-绝缘体转变(tdmit)材料，其表现出取决于tdmit材料的厚度的电阻。

3、在另一方面，一种制造半导体装置的方法可包括以下步骤：形成厚度相关金属-绝缘体转变(tdmit)材料层，该tdmit材料层具有取决于tdmit材料的厚度的电阻；在tdmit材料层下方或上方形成可变电阻层；以及对tdmit材料层和可变电阻层执行构图工艺以形成电极层和可变电阻层图案。

技术特征：

1.一种半导体装置，该半导体装置包括：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述电极层的所述tdmit材料具有允许所述tdmit材料表现出导电性的第一厚度。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，该半导体装置还包括侧壁保护层，该侧壁保护层设置在所述可变电阻层的侧壁上并且包括与所述电极层的tdmit材料相同的tdmit材料。

4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，所述侧壁保护层的tdmit材料具有允许所述tdmit材料表现出电绝缘性质的第二厚度。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述tdmit材料包括v2o3、lanio3、srruo3、ndnio3、prnio3、sno2:sb或其组合中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，所述电极层的厚度大于所述侧壁保护层的厚度。

7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述电极层设置在所述可变电阻层上方或下方以与所述可变电阻层接触。

8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述电极层设置在所述可变电阻层上方和下方以与所述可变电阻层接触。

9.根据权利要求1所述的半导体装置，该半导体装置还包括选择器层，所述选择器层在所述电极层插置在所述可变电阻层和所述选择器层之间的情况下设置在所述可变电阻层上方或下方，并且所述选择器层控制对所述可变电阻层的访问。

10.一种制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，执行所述构图工艺的步骤包括以下步骤：形成所述电极层，使得所述电极层的tdmit材料具有允许所述tdmit材料表现出导电性的第一厚度。

12.根据权利要求10所述的方法，该方法还包括以下步骤：在所述可变电阻层图案的侧壁上形成包括所述tdmit材料的侧壁保护层。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，形成所述侧壁保护层的步骤包括以下步骤：在所述可变电阻层图案的侧壁上再沉积所述tdmit材料中的原子。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，形成所述侧壁保护层的步骤形成所述侧壁保护层以使得所述侧壁保护层的tdmit材料具有允许所述tdmit材料表现出绝缘性质的第二厚度。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述tdmit材料层包括v2o3、lanio3、srruo3、ndnio3、prnio3、sno2:sb或其组合中的至少一种。

16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述电极层形成为厚度大于所述侧壁保护层的厚度。

17.根据权利要求10所述的方法，该方法还包括以下步骤：

18.根据权利要求10所述的方法，其中，执行所述构图工艺的步骤将所述电极层形成为设置在所述可变电阻层图案下方或上方。

19.根据权利要求10所述的方法，该方法还包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及半导体装置及其制造方法。一种半导体装置可包括：第一导线；第二导线，其被设置为与第一导线间隔开；可变电阻层，其设置在第一导线和第二导线之间；以及电极层，其设置在第一导线和可变电阻层之间的第一位置或可变电阻层和第二导线之间的第二位置中的至少一个处，并且包括厚度相关金属‑绝缘体转变TDMIT材料，该TDMIT材料表现出取决于该TDMIT材料的厚度的电阻。

技术研发人员：尹宗珉
受保护的技术使用者：爱思开海力士有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16