一种阻变存储器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种阻变存储器及其制作方法，该制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底上依次形成功能层，所述功能层包括多层绝缘介质层以及多层阻变介质层；形成贯穿所述功能层的第一沟槽，将所述功能层分为两部分，所述第一沟槽的深度大于所述功能层的厚度，且小于所述功能层与所述衬底的厚度之和；两部分所述功能层中，所述阻变介质层朝向所述第一沟槽的一端为第一端，背离所述第一沟槽的一端为第二端；在所述第一沟槽内形成第一极结构，所述第一极结构连接所述阻变介质层的第一端；在所述功能层的侧面以及顶部形成第二极结构，所述第二极结构连接所述阻变介质层的第二端。本发明专利技术技术方案可以在衬底上形成更多的存储单元，提高了存储容量。

【技术实现步骤摘要】
一种阻变存储器及其制作方法
本专利技术涉及存储装置
，更具体的说，涉及一种阻变存储器及其制作方法。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，越来越多的电子设备应用到人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。存储器是许多电子设备的一个重要器件，随着电子设备功能的越来越强大，其需要存储器的数据越来越多，要求存储器的存储器容量越来越大。阻变存储器是一种常见的存储器。现有的阻变存储器一般是在半导体衬底上形成多个位于同一平面的存储单元，对于面积固定的衬底，形成的存储单元的数量较少。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术技术方案提供的了一种阻变存储器及其制作方法，可以在垂直于衬底的方向上形成多个层叠设置的存储单元，不增大衬底面积的前提下，提高了存储单元数量，进而提高了容量为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种阻变存储器的制作方法，所述制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底上依次形成功能层，所述功能层包括多层绝缘介质层以及多层阻变介质层，所述绝缘介质层与所述阻变介质层在第一方向上交替排布，所述功能层朝向所述衬底的一侧以及背离所述衬底的另一侧均为所述绝缘介质层；所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述功能层；形成贯穿所述功能层的第一沟槽，将所述功能层分为两部分，在所述第一方向上，所述第一沟槽的深度大于所述功能层的厚度，且小于所述功能层与所述衬底的厚度之和；两部分所述功能层中，所述阻变介质层朝向所述第一沟槽的一端为第一端，背离所述第一沟槽的一端为第二端；在所述第一沟槽内形成第一极结构，所述第一极结构连接所述阻变介质层的第一端；在所述功能层的侧面以及顶部形成第二极结构，所述第二极结构连接所述阻变介质层的第二端。优选的，在上述制作方法中，所述在所述第一沟槽内形成第一极结构包括：在所述第一沟槽的底部形成第一导电硅层，在所述第一方向上，所述第一导电硅层高度小于与所述衬底接触的所述绝缘介质层的高度；在所述第一沟槽内形成第一半导体层，所述第一半导体层覆盖所述第一沟槽的侧壁以及所述第一导电硅层的表面，所述第一半导体层具有腔室；所述第一半导体层的顶部位于所述第一沟槽内；在所述腔室内填充绝缘介质；刻蚀所述绝缘介质的顶部，形成凹型结构，露出所述第一半导体层的顶部，在所述凹型结构内形成第一绝缘层，所述第一绝缘层覆盖所述绝缘介质以及所述第一半导体层。优选的，在上述制作方法中，在所述第一方向上，所述第一绝缘层的高度小于与所述衬底距离最远的所述绝缘介质层的高度。优选的，在上述制作方法中，所述在所述第一沟槽外形成第二极结构包括：在所述第一绝缘层表面形成第二导电硅层；形成第二半导体层；其中，所述第二半导体层具有第一部分以及第二部分，其第一部分以及第二部分均与所述第二导电硅层接触，其第一部分覆盖位于所述第一沟槽一侧的一部分所述功能层背离所述第一沟槽的侧面，其第二部分覆盖位于所述第一沟槽另一侧的另一部分所述功能层背离所述第一沟槽的侧面；所述第二半导体层背离所述功能层的侧面形成有绝缘保护层。优选的，在上述制作方法中，所述形成第二半导体层包括：对两部分所述功能层背离所述第一沟槽的侧面进行刻蚀，形成双层台阶凹槽；在所述上层台阶凹槽上分别形成所述第二半导体层以及所述绝缘保护层。优选的，在上述制作方法中，还包括：形成与所述第二导电硅层连接的电极。优选的，在上述制作方法中，所述形成与所述第二导电硅层连接的电极包括：形成第二绝缘保护层，在所述第一方向上，所述第二绝缘保护层覆盖所述第二导电硅层、所述第二半导体层以及所述绝缘保护层；形成贯穿所述第二绝缘保护层的通孔，露出部分所述第二导电硅层；形成覆盖所述第二绝缘保护层的电极，所述电极通过所述通孔与所述第二导电硅层连接。本专利技术还提供了一种阻变存储器，所述阻变存储器包括：衬底；位于所述衬底上的功能层，所述功能层多层绝缘介质层以及多层阻变介质层，所述绝缘介质层与所述阻变介质层在第一方向上交替排布，所述功能层朝向所述衬底的一侧以及背离所述衬底的另一侧均为所述绝缘介质层；所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述功能层；贯穿所述功能层的第一沟槽，所述第一沟槽将所述功能层分为两部分，在所述第一方向上，所述第一沟槽的深度大于所述功能层的厚度，且小于所述功能层与所述衬底的厚度之和；两部分所述功能层中，所述阻变介质层朝向所述第一沟槽的一端为第一端，背离所述第一沟槽的一端为第二端；位于所述第一沟槽内的第一极结构，所述第一极结构连接所述阻变介质层的第一端；位于所述第一沟槽外的第二极结构，所述第二极结构连接所述阻变介质层的第二端。优选的，在上述阻变存储器中，所述第一极结构包括：位于所述第一沟槽底部的第一导电硅层，在所述第一方向上，所述第一导电硅层高度小于与所述衬底接触的所述绝缘介质层的高度；第一半导体层，所述第一半导体层覆盖所述第一沟槽的侧壁以及所述第一导电硅层的表面，所述第一半导体层具有腔室；填充在所述腔室内的绝缘介质；位于所述第一沟槽的开口处的第一绝缘层，所述第一绝缘层覆盖所述绝缘介质以及所述第一半导体层。优选的，在上述阻变存储器中，所述第二极结构包括：位于所述第一绝缘层表面的第二硅导电层；第二半导体层，所述第二半导体层具有第一部分以及第二部分，其第一部分以及第二部分均与所述第二导电硅层接触，其第一部分覆盖位于所述第一沟槽一侧的一部分所述功能层背离所述第一沟槽的侧面，其第二部分覆盖位于所述第一沟槽另一侧的另一部分所述功能层背离所述第一沟槽的侧面；绝缘保护层，所述绝缘保护层覆盖所述第二导电硅层背离所述功能层的侧面。通过上述描述可知，对于本专利技术技术方案提供的阻变存储器及其制作方法，所述第一沟槽两侧的两部分所述功能层中，每一层所述阻变介质层形成一个存储单元，在所述沟槽两侧的衬底上分别形成多个层叠设置的存储单元，在不增加衬底面积的同时，可以在衬底上形成更多的存储单元，提高了存储容量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为一种2D阻变存储器的结构示意图；图2为另一种2D阻变存储器的结构示意图；图3-图15为本专利技术实施例提供的一种阻变存储器的制作方法的流程示意图；图16为本专利技术实施例提供的一种阻变存储器的存储单元的结构示意图；图17为图16所述存储单元的I-V曲线图；图18为图16所示存储单元的耐受特性曲线；图19为本专利技术实施例提供的阻变存储器的阻变转换曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参考图1，图1为一种2D阻变存储器的结构示意图，在半导体衬底11的表面形成阻变介质层13，阻变介质层通过绝缘介质层13分为多个存储单元，存储单元位于同一平面，通为电极14以及衬底11通过工作电压V以及电流I，利用阻变介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻变存储器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底上依次形成功能层，所述功能层包括多层绝缘介质层以及多层阻变介质层，所述绝缘介质层与所述阻变介质层在第一方向上交替排布，所述功能层朝向所述衬底的一侧以及背离所述衬底的另一侧均为所述绝缘介质层；所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述功能层；形成贯穿所述功能层的第一沟槽，将所述功能层分为两部分，在所述第一方向上，所述第一沟槽的深度大于所述功能层的厚度，且小于所述功能层与所述衬底的厚度之和；两部分所述功能层中，所述阻变介质层朝向所述第一沟槽的一端为第一端，背离所述第一沟槽的一端为第二端；在所述第一沟槽内形成第一极结构，所述第一极结构连接所述阻变介质层的第一端；在所述功能层的侧面以及顶部形成第二极结构，所述第二极结构连接所述阻变介质层的第二端。

【技术特征摘要】
1.一种阻变存储器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底上依次形成功能层，所述功能层包括多层绝缘介质层以及多层阻变介质层，所述绝缘介质层与所述阻变介质层在第一方向上交替排布，所述功能层朝向所述衬底的一侧以及背离所述衬底的另一侧均为所述绝缘介质层；所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述功能层；形成贯穿所述功能层的第一沟槽，将所述功能层分为两部分，在所述第一方向上，所述第一沟槽的深度大于所述功能层的厚度，且小于所述功能层与所述衬底的厚度之和；两部分所述功能层中，所述阻变介质层朝向所述第一沟槽的一端为第一端，背离所述第一沟槽的一端为第二端；在所述第一沟槽内形成第一极结构，所述第一极结构连接所述阻变介质层的第一端；在所述功能层的侧面以及顶部形成第二极结构，所述第二极结构连接所述阻变介质层的第二端。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在所述第一沟槽内形成第一极结构包括：在所述第一沟槽的底部形成第一导电硅层，在所述第一方向上，所述第一导电硅层高度小于与所述衬底接触的所述绝缘介质层的高度；在所述第一沟槽内形成第一半导体层，所述第一半导体层覆盖所述第一沟槽的侧壁以及所述第一导电硅层的表面，所述第一半导体层具有腔室；所述第一半导体层的顶部位于所述第一沟槽内；在所述腔室内填充绝缘介质；刻蚀所述绝缘介质的顶部，形成凹型结构，露出所述第一半导体层的顶部，在所述凹型结构内形成第一绝缘层，所述第一绝缘层覆盖所述绝缘介质以及所述第一半导体层。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，在所述第一方向上，所述第一绝缘层的高度小于与所述衬底距离最远的所述绝缘介质层的高度。4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述在所述第一沟槽外形成第二极结构包括：在所述第一绝缘层表面形成第二导电硅层；形成第二半导体层；其中，所述第二半导体层具有第一部分以及第二部分，其第一部分以及第二部分均与所述第二导电硅层接触，其第一部分覆盖位于所述第一沟槽一侧的一部分所述功能层背离所述第一沟槽的侧面，其第二部分覆盖位于所述第一沟槽另一侧的另一部分所述功能层背离所述第一沟槽的侧面；所述第二半导体层背离所述功能层的侧面形成有绝缘保护层。5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述形成第二半导体层包括：对两部分所述功能层背离所述第一沟槽的侧面进行刻蚀，形成双层台阶凹槽；在所述上层台阶凹槽上分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张肖可，王家友，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42