用于形成具有底电极的相变存储器件的方法

摘要

提供用于形成具有底电极的相变存储器件的方法。相变存储器件可以具有在基底上的底部图案。线形状或者L形状的底电极可以被形成为与基底上的相应底部图案接触，并且具有由在基底上的x和y轴方向上的尺度限定的上表面。沿着底电极的上表面的x轴的尺度具有比用于制造相变存储器件的光刻处理的分辨极限小的宽度。相变图案可以被形成为与底电极的上表面接触，以具有比在底电极的上表面的x和y轴方向上的每个尺度更大的宽度，并且上电极可以被形成在所述相变图案上，其中，所述线形状或者L形状表示在x轴方向上的底电极的剖面线形状或者剖面L形状。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体存储器件及其制造方法，更具体地涉及具有底电极的相变存储器件及其制造方法。

背景技术

相变存储器件的晶胞(unit cell)包括存取器件和串联连接到存取器件的数据存储元件。数据存储元件可以包括电连接到存取器件的底电极和与底电极接触的相变材料层。相变材料层可以根据向其提供的电流量而在非晶状态和结晶状态之间或者在结晶状态内的各种电阻状态之间进行电切换。

当程序电流流过底电极时，可以在相变材料层和底电极之间的界面处产生焦耳热量。这样的焦耳热量可以将相变材料层的一部分(以下称为“过渡区”)转换为非晶状态或者结晶状态。具有非晶状态的过渡区的电阻大于具有结晶状态的过渡区的电阻。因此，通过检测在读取模式中流过过渡区的电流，可以将相变存储器件的相变材料层内存储的数据区别为逻辑一(1)或者逻辑零(0)。

发明内容

在根据本发明的一些实施例中，相变存储器件可以具有在基底上的底部图案。线形状或者L形状的底电极可以被形成为与基底上的相应底部图案接触，并且具有由基底上的x和y轴方向上的尺度所限定的上表面。沿着底电极的上表面的x轴的尺度具有小于用于制造相变存储器件的光刻处理的分辨率极限的宽度。相变图案可以被形成为与底电极的上表面接触，以具有比底电极的上表面的x和y轴方向上的每个尺度更大的宽度，并且上电极可以被形成在相变图案上，其中，所述线形状或者L形状表示在x轴方向上的底电极的剖面线形状或者剖面L形状。

附图说明

如附图中所示，通过下面对本发明的示例实施例的更具体描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得明显。附图不必然按照比例绘制，重点在于说明本发明的原理。

图1是在根据本发明的一些实施例中的相变存储器件的单元阵列区域的一部分的等同电路图。

图2是与图1的等同电路图相对应的、根据本发明的一些实施例中的相变存储器件的单元阵列区域的平面图。

图3A-3E是沿着图2的线I-I’和II-II’所取的横截面视图，用于图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法。

图4是图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法的平面图。

图5A-5C是沿着图4的线I-I’和II-II’所取的横截面视图，用于图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法。

图6A-6C是图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法的横截面视图。

图7是图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法的横截面视图。

图8A-8C是图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法的横截面视图。

图9是图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法的平面图。

图10是沿着图9的线III-III’和IV-IV’所取的横截面视图，图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法。

图11是在根据本发明的一些实施例中的相变存储器件的单元阵列区域的一部分的等同电路图。

图12是图解与图11的等同电路图相对应的、在根据本发明的一些实施例中用于制造相变存储器件的方法的横截面视图。

图13是对应于图1的等同电路图的、根据本发明的一些实施例中的相变存储器件的单元阵列区域的平面图。

图14A-14E是沿着图13的线V-V’和VI-VI’所取的横截面视图，图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法。

图15A-15B是沿着图13的线V-V’和VI-VI’所取的横截面视图，图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法。

图16是在根据本发明的一些实施例中的相变存储器件的单元阵列区域的平面图。

图17是沿着图16的线V-V’和VI-VI’所取的横截面视图，图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法。

图18是在根据本发明的一些实施例中的图14C的圆柱底电极的环形上表面的放大平面图。

图19A-19D是在根据本发明的一些实施例中的、通过分别沿着切割线C1、C2、C3和C4以线形绝缘图案切割图18的圆柱底电极的一部分而获得的结构的平面图。

图20是图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法的横截面视图。

具体实施方式

以下参见附图来更全面地描述本发明，其中，举例示出本发明的实施例。但是，本发明可以以许多不同形式被体现，并且不应当被理解为限于在此给出的示例实施例。而是，这些示例实施例被提供，使得本公开是彻底和完整的，并且将向本领域内的技术人员全面地传达本发明的范围。而且，在此描述和图解的每个实施例也包括其互补传导类型的实施例。

可以理解，当一个元件被称为“连接到”、“耦接到”或者“响应于”(和/或其变化形式)另一个元件时，其可以直接地连接到、耦接到或者响应于另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接到”、“直接耦接到”或者“直接响应于”(和/或其变化形式)另一个元件时，不存在中间元件。在全部附图内，相同标号表示相同元件。在此使用的术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列出项目的任何和所有的组合，并且可以被简写为“/”。

可以理解，虽然术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语限定。这些术语仅仅用于区别一个元件、部件、区域、层或者部分与另一个区域、层或者部分。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，可以将在此所述的第一元件、部件、区域、层或者部分称为第二元件、部件、区域、层或者部分。

在此使用的术语仅仅用于描述特定实施例，不意欲限制本发明。在此使用的单数形式“一个”和“该”意欲也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。还应当理解，当用于本说明书中时，术语“包括”和/或“包括着”(和/或其变化形式)表明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或者增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。相反，当用于本说明书内时，术语“由...构成”(和/或其变化形式)表明所述数量的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，并且排除另外的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件。

除非另外限定，在此使用的所有术语(包括科技术语)具有与本发明所属的领域内的技术人员通常理解的含义相同的含义。可以进一步理解，术语(诸如那些在通常使用的词典内定义的术语)应当被解释为在本领域和本申请的上下文中具有一致的含义，并且将不在理想或者过度正式的意义上对其进行解释，除非在此明确地如此限定。

空间相关的术语，诸如“在...之下”、“在...下面”、“底部”、“低于”、“在...上方”、“顶部”、“上部”等，为了方便说明而被使用，用于描述在附图内所示的一个元素或者特征与其他元素或者特征的关系。可以理解，空间相关的术语意欲涵盖除了附图所描述的方位之外的、在使用或者操作中的器件的不同方位。例如，如果附图内的器件被翻转，则被描述为在其他元素或者特征“之下”或者“下部”的元素则被定位为在所述其他元素或者特征“之上”。因此，示例术语“之下”可以涵盖之上和之下两种方位。器件可以另外被定位(旋转90度或者旋转到其他方位)，并且据此解释在此使用的空间相关的描述符。而且，在此使用的“横向”表示与垂直方向基本上正交的方向。

可以理解，根据本发明的实施例中所描述的线形和L形底电极表示在x轴方向上的底电极的剖面形状，并且L形底电极包括在垂直方向上的L形的部分和所述L形的对称结构的部分。作为替代，线形和L形底电极可以表示在y轴方向上的底电极的剖面形状。

本发明的示例实施例提供了具有底电极的相变存储器件及其制造方法，所述相变存储器件适合于通过减小在相变材料层与底电极之间的、产生焦耳热量的界面区而减少要在复位操作期间施加的电流。

在本发明的一些示例实施例中，底电极的上表面的y轴具有的宽度可以等于或者大于光刻处理的分辨极限。

在其他示例实施例中，底电极的上表面的y轴具有的宽度可以小于光刻处理的分辨极限。

在其他示例实施例中，所述L形底电极可以包括在垂直方向上的L形的部分和在所述L形的对称结构的部分。

可以对称地设置彼此相邻的所述L形底电极的L形结构。

在其他示例实施例中，所述底部图案可以是二极管。

在其他示例实施例中，所述底部图案可以是与基底接触的接触插塞和布置在所述接触插塞上的传导图案。可以在基底上布置电连接到相应的底部图案的晶体管。

在其他示例实施例中，所述相变图案可以在与所述底电极的上表面的x轴平行的方向上延伸，或者可以在与所述底电极的上表面的y轴平行的方向上延伸。

在另一个方面，本发明涉及用于制造相变存储器件的方法。所述方法包括：制备具有底部图案的基底。形成线形或者L形底电极，其与相应的底部图案接触，并且具有由具有所述底部图案的基底上的x和y轴限定的多个上表面。在这种情况下，所述底电极的上表面的x轴具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。另外，所述线形或者L形表示底电极在x轴方向上的剖面形状。相变图案被形成，其与底电极的上表面接触，并且具有比所述底电极的上表面的x和y轴的每个更大的宽度。在所述相变图案上形成上电极。

在本发明的一些示例实施例中，所述底电极的上表面的y轴可以具有等于或者大于光刻处理的分辨极限的宽度。

在其他示例实施例中，形成所述线形底电极可以包括在具有所述底部图案的基底上形成夹层绝缘层。可以在所述夹层绝缘层内形成线形沟槽，所述线形沟槽在y轴方向上延伸并且同时暴露在x轴方向上相邻的两个底部图案的一部分。可以在所述线形沟槽的侧壁上形成底电极隔离物，并且可以在具有所述底电极隔离物的基底中形成填充所述线形沟槽的第一绝缘图案。可以在具有所述第一绝缘图案、所述底电极隔离物和所述夹层绝缘层的基底上形成在x轴方向上延伸的线形掩模图案，并且可以使用所述线形掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述第一绝缘图案、所述底电极隔离物和所述夹层绝缘层，直到暴露出底部图案。随后，可以在所蚀刻的区域内填充第二绝缘图案。

在其他的示例实施例中，形成所述L形底电极可以包括在具有所述底部图案的基底上形成夹层绝缘层，并且在所述夹层绝缘层内形成线形沟槽，所述线形沟槽在y轴方向上延伸，并且同时暴露在x轴方向上相邻的两个底部图案的一部分。随后，可以依序在具有所述线形沟槽的基底上形成底电极层和隔离物层。并且可以依序回蚀所述隔离物层和所述底电极层以形成L形底电极和隔离物。可以在具有所述L形底电极图案和所述隔离物的基底上形成填充所述线形沟槽的第一绝缘图案，并且在具有所述第一绝缘图案和所述L形底电极图案的基底上形成在x轴方向上延伸的线形掩模图案。可以使用所述线形掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述第一绝缘图案、所述L形底电极图案和所述夹层绝缘层，直到暴露出所述底部图案。随后，可以在被蚀刻区域内填充第二绝缘图案。

在其他示例实施例中，形成所述L形底电极可以包括在具有底部图案的基底上形成夹层绝缘层，并且在所述夹层绝缘层内形成线形沟槽，所述线形沟槽在y轴方向上延伸并且同时暴露在x轴方向上相邻的两个底部图案的一部分。随后，可以在所述线形沟槽的侧壁和下表面上形成底电极图案，并且可以在具有所述底电极图案的基底上形成内部绝缘图案，所述内部绝缘图案填充所述线形沟槽。在具有所述内部绝缘图案和所述底电极图案的基底上，可以形成具有第一开口和第二开口的掩模图案，所述第一开口暴露在y轴方向上的所述内部绝缘图案的中央区域，所述第二开口暴露在x轴方向上的所述底部图案之间的上区域。可以使用所述掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述内部绝缘图案、所述底电极图案和所述夹层绝缘层，直到暴露出所述底部图案。随后，可以在所蚀刻的区域内填充绝缘图案。

在其他示例实施例中，所述底电极的上表面的y轴可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。

在其他示例实施例中，形成所述线形底电极可以包括：在具有所述底部图案的基底上形成夹层绝缘层，并且在所述夹层绝缘层内形成线形沟槽，所述线形沟槽在y轴方向上延伸并且同时暴露在x轴方向上相邻的两个底部图案的一部分。可以在所述线形沟槽的侧壁上形成底电极隔离物，并且可以在具有所述底电极隔离物的基底中形成填充所述线形沟槽的第一绝缘图案。可以在具有所述第一绝缘图案、所述底电极隔离物和所述夹层绝缘层的基底上形成在x轴方向上延伸的线形牺牲性图案，并且可以在所述线形牺牲性图案的侧壁上形成掩模隔离物。可以使用所述掩模隔离物作为蚀刻掩模来蚀刻所述线形牺牲性图案、所述夹层绝缘层、所述底电极隔离物和所述第一绝缘图案，直到暴露出所述底部图案。随后，可以在所蚀刻的区域内填充第二绝缘图案。在这种情况下，可以在相应底部图案的上方形成线形牺牲性图案的侧壁。

在其他示例实施例中，形成所述L形底电极可以包括：在具有所述底部图案的基底上形成夹层绝缘层，并且在所述夹层绝缘层内形成线形沟槽，所述线形沟槽在y轴方向上延伸并且同时暴露在x轴方向上相邻的两个底部图案的一部分。可以在具有所述线形沟槽的基底内依序形成底电极和隔离物层，并且可以依序回蚀所述隔离物层和所述底电极层以形成L形底电极图案和隔离物。可以在具有所述L形底电极图案和隔离物的基底内形成填充所述线形沟槽的第一绝缘图案，并且可以在具有所述第一绝缘图案和所述L形底电极图案的基底上形成在x轴方向上延伸的线形牺牲性图案。可以在所述线形牺牲性图案的侧壁上形成掩模隔离物，并且可以使用所述掩模隔离物作为蚀刻掩模来蚀刻所述线形牺牲性图案、所述第一绝缘图案、所述L形底电极图案和所述夹层绝缘层，直到暴露出所述底部图案。随后，可以在所蚀刻的区域内填充第二绝缘图案。可以在相应底部图案的上方形成线形牺牲性图案的侧壁。

在其他示例实施例中，所述L形底电极可以包括在垂直方向上的L形的部分和所述L形的对称结构的部分。彼此相邻的所述L形底电极可以具有对称的L形结构。

在其他示例实施例中，所述底部图案可以由二极管形成。

在其他示例实施例中，所述底部图案可以由与所述基底接触的接触插塞和布置在所述接触插塞上的传导图案形成。可以在形成所述接触插塞之前，在基底上形成电连接到相应底部图案的晶体管。

在其他示例实施例中，所述相变图案可以在与所述底电极的上表面的x轴平行的方向上延伸，或者可以在与所述底电极的上表面的y轴平行的方向上延伸。

在其他示例实施例中，可以通过图案化来同时形成所述相变图案和所述上电极。

在另一个方面，本发明涉及用于制造相变存储器件的方法。所述方法包括：制备具有底部图案的基底。在具有所述底部图案的基底上形成夹层绝缘层。穿过所述夹层绝缘层而与所述底部图案接触来形成圆柱底电极。在所述夹层绝缘层内形成绝缘图案，以在垂直方向上切割所述圆柱底电极和夹层绝缘层的部分。相变图案被形成为与部分被切割的圆柱底电极的上部接触。在所述相变图案上形成上电极。

在本发明的一些示例实施例中，被部分切割的圆柱底电极可以具有从顶视图看的月牙形、“C”形或者“(”形。

在其他示例实施例中，所述底部图案可以包括依序堆叠的二极管和二极管电极。

在其他示例实施例中，所述底部图案可以包括与所述基底接触的接触插塞和布置在所述接触插塞上的传导图案。可以在基底上形成电连接到相应底部图案的晶体管。

在其他示例实施例中，形成所述绝缘图案可以包括在垂直方向上切割所述圆柱底电极和所述夹层绝缘层的一部分，以形成沟槽，所述沟槽暴露所述底部图案的上表面的一部分以及被部分切割的圆柱底电极的所切割的侧壁，还包括在所述沟槽内形成绝缘层。

在其他示例实施例中，形成所述绝缘图案可以包括在垂直方向上切割所述圆柱底电极和所述夹层绝缘层的一部分，以形成暴露被部分切割的圆柱底电极的切割部分的上表面和侧壁的沟槽，并且包括在所述沟槽内形成绝缘层。

在其他示例实施例中，形成所述圆柱底电极可以包括：穿过所述夹层绝缘层而形成底电极接触孔，所述底电极接触孔暴露所述底部图案的上表面。可以形成底电极层以覆盖在具有所述底电极接触孔的夹层绝缘层上的所述底电极接触孔的侧壁和下表面。可以形成内部绝缘层以填充在具有所述底电极层的基底上的底电极接触孔。所述内部绝缘层和所述底电极层可以被平面化，直到暴露所述夹层绝缘层的上表面。

在其他示例实施例中，在平面化所述内部绝缘层和所述底电极层直到暴露所述夹层绝缘层的上表面后，可以至少一次地执行平面化处理。

在另一个方面，本发明涉及用于制造相变存储器件的方法。所述方法包括：制备具有底部图案的基底。在具有底部图案的基底上形成夹层绝缘层。穿过所述夹层绝缘层在所述相应的底部图案上形成圆柱底电极。在x轴或者y轴方向上在夹层绝缘层内形成线形绝缘图案，以在垂直方向上切割所述圆柱底电极和所述夹层绝缘层的一部分。相变图案被形成为与被部分切割的圆柱底电极的上部分相接触。在相应的相变图案上形成所述上电极。

在本发明的一些示例实施例中，被部分切割的圆柱底电极可以具有从顶视图看的月牙形、“C”形或者“(”形。

在其他示例实施例中，可以切割所述圆柱底电极的相同部分以形成当从顶视图查看被部分切割的圆柱底电极时的均匀的CCC布置。

在其他示例实施例中，所述相变图案可以被形成为在与表面平行或者垂直的方向上延伸，沿着此表面切割了所述圆柱底电极的一部分。

在其他示例实施例中，形成所述线形绝缘图案可以包括在垂直方向上切割所述圆柱底电极和所述夹层绝缘层的一部分，以形成线形沟槽，所述线形沟槽暴露所述底部图案的上表面的一部分以及被部分切割的圆柱底电极的所切割侧壁，并且包括在所述线形沟槽内形成绝缘层。

在其他示例实施例中，形成所述线形绝缘图案可以包括在垂直方向上切割所述圆柱底电极和所述夹层绝缘层的一部分，以形成暴露被部分切割的圆柱底电极的切割部分的上表面和侧壁的线形沟槽，并且包括在所述线形沟槽内形成绝缘层。

图1是在根据本发明的一些实施例中的相变存储器件的单元阵列区域的一部分的等同电路图。

参见图1，根据本发明的示例实施例的相变存储器件可以包括在列方向上彼此平行地布置的位线BL、在行方向上彼此平行地布置的字线WL、多个相变图案Rp和多个二极管D。

位线BL可以与字线WL相交。相变图案Rp可以被布置在位线BL和字线WL的相应相交处。二极管D的每个可以串联连接到对应的一个相变图案Rp。另外，相变图案Rp的每个可以连接到对应的一个位线BL。每个二极管D可以连接到对应的一个字线WL。二极管D可以作为存取器件。在根据本发明的一些实施例中，可以省略二极管D。在根据本发明的一些实施例中，存取器件可以是金属氧化物半导体(MOS)晶体管。

现在参见图2和3A-3E描述根据本发明的示例实施例的用于制造相变存储器件的方法。在这种情况下，在图3A-3E内的附图标记A和B分别表示沿着图2的线I-I’和II-II’所取的横截面视图。

参见图2和3A，可以在基底100的预定区域内形成用于限定有源区102a的隔离层102。对于基底100可以使用诸如硅晶片或者硅绝缘体(SOI)晶片之类的半导体基底。基底100可以具有第一传导类型的杂质离子。可以使用浅沟槽隔离(STI)技术来形成隔离层102。隔离层102可以由氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合形成。有源区102a可以被形成为具有线形状。

可以将与第一传导类型不同的第二传导类型的杂质离子注入到有源区102a内，以形成字线WL105。以下，为了说明简单，假定第一和第二传导类型分别是P和N型。在根据本发明的一些实施例中，第一和第二传导类型可以分别是N和P型。

可以在具有字线WL105和隔离层102的基底100上形成第一夹层绝缘层107。在根据本发明的一些实施例中，第一夹层绝缘层107可以由氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合形成。第一夹层绝缘层107可以被图案化以形成接触孔108h，所述接触孔108h暴露字线WL105的预定区域。

第一和第二半导体图案110和112可以依序被沉积在接触孔108h内。在根据本发明的一些实施例中，可以使用外延生长技术或者化学汽相淀积(CVD)技术来形成第一和第二半导体图案110和112。在根据本发明的一些实施例中，第一和第二半导体图案110和112可以包括二极管D。

第一半导体图案110可以与字线WL105接触。第一半导体图案110可以被形成为具有第二传导类型杂质离子。第二半导体图案112可以被形成为具有第一传导类型杂质离子。在根据本发明的一些实施例中，第一半导体图案110可以被形成为具有第一传导类型杂质粒子，并且第二半导体图案112可以被形成为具有第二传导类型杂质离子。在根据本发明的一些实施例中，可以在第二半导体图案112上进一步形成金属硅化物层，但是为了简化描述而将其省略。

可以在相应的二极管D上形成二极管电极115。在根据本发明的一些实施例中，二极管电极115可以包括从由下述层组成的组选择的一个：钛(Ti)层、钛硅合金(TiSi)层、氮化钛(TiN)层、氮氧化钛(TiON)层、钨化钛(TiW)层、氮化钛铝(TiAlN)层、氮氧化钛铝(TiAlON)层、氮化钛硅(TiSiN)层、氮化钛硼(TiBN)层、钨(W)层、氮化钨(WN)层、氮氧化钨(WON)层、氮化钨碳(WCN)层、硅(Si)层、钽(Ta)层、硅化钽(TaSi)层、氮化钽(TaN)层、氮氧化钽(TaON)层、氮化钽铝(TaAlN)层、氮化钽硅(TaSiN)层、氮化钽碳(TaCN)层、铝(Mo)层、氮化钼(MoN)层、氮化钼硅(MoSiN)层、氮化钼铝(MoAlN)层、氮化铌(NbN)层、氮化锆硅(ZrSiN)层、氮化锆铝(ZrAlN)层、钌(Ru)层、硅化钴(CoSi)层、硅化镍(NiSi)层、传导碳族层、铜(Cu)层及其组合。例如，在根据本发明的一些实施例中，可以通过依序沉积TiN层和W层来形成二极管电极115。

可以在接触孔108h内形成二极管电极115。在这种情况下，二极管电极115可以在相应的二极管D上自对准。在根据本发明的一些实施例中，可以省略二极管电极115。

参见图2和3B，可以在具有二极管电极115的基底100上形成第二夹层绝缘层117。第二夹层绝缘层117可以被图案化以在第二夹层绝缘层117内形成线形沟槽120t，所述线形沟槽120t同时暴露在x轴方向上的紧邻的二极管电极115的一部分，并且在y轴方向上延伸。可以沿着在具有线形沟槽120t的基底上的底部阶梯(bottom step)形成底电极层122。底电极层122可以覆盖在线形沟槽120t内的被暴露的二极管电极115和被暴露的第一夹层绝缘层107，并且可以覆盖线形沟槽120t的侧壁和第二夹层绝缘层117的上表面。

在根据本发明的一些实施例中，底电极层122可以包括从由下述层组成的组选择的一个：Ti层、TiSi层、TiN层、TiON层、TiW层、TiAlN层、TiAlON层、TiSiN层、TiBN层、W层、WN层、WON层、WSiN层、WBN层、WCN层、Si层、Ta层、TaSi层、TaN层、TaON层、TaAlN层、TaSiN层、TaCN层、Mo层、MoN层、MoSiN层、MoAlN层、NbN层、ZrSiN层、ZrAlN层、Ru层、CoSi层、NiSi层、传导碳族层、Cu层及其组合。

参见图2和3C，可以回蚀具有底电极层122的基底以形成底电极隔离物122’，所述底电极隔离物122’覆盖线形沟槽120t的侧壁。可以在具有底电极隔离物122’的基底上形成填充线形沟槽120t的第一绝缘图案125。为了详细说明这一点，形成第一绝缘图案125可以包括在具有底电极隔离物122’的基底上形成第一绝缘层，并且平面化是第一绝缘层以暴露底电极隔离物122’的上表面。第一绝缘图案125可以由绝缘层形成，诸如氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合。在根据本发明的一些实施例中，第一绝缘图案125可以由与第二夹层绝缘层117相同的材料层形成。

在其他实施例中，在平面化第一绝缘层直到暴露了底电极隔离物122’的上表面后，可以将平面化处理至少执行一次，以在第二夹层绝缘层117内更均匀地形成底电极隔离物122’的高度。

参见图2和3D，可以在具有第一绝缘图案125、底电极隔离物122’和第二夹层绝缘层117的基底上形成在x轴方向上延伸的线形掩模图案127。线形掩模图案127可以包括线形开口127t，其暴露在y轴方向上在相邻的二极管电极115之间的上部区域。线形掩模图案127可以由相对于第二夹层绝缘层117、第一绝缘图案125和底电极隔离物122’具有蚀刻选择性的材料层形成。线形掩模图案127可以是硬掩模图案或者光刻胶图案。硬掩模图案可以由氮化物层形成。

随后，可以使用线形掩模图案127作为蚀刻掩模来蚀刻第二夹层绝缘层117、第一绝缘图案125和底电极隔离物122’，直到暴露了第一夹层绝缘层107或者二极管电极115。结果，在二极管电极115上形成线形底电极122”。线形底电极122”具有由x和y轴限定的上表面。线形底电极122”的上表面的x轴宽度变得等于底电极隔离物122’的厚度。因此，线形底电极122”的上表面的x轴可以被形成为具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。在x轴方向上的线形底电极122”的多个部分可以具有数“1”的形状。

参见图2和3E，可以去除线形掩模图案127。随后，可以在蚀刻区域内填充第二绝缘图案130。为了详细说明这一点，可以在具有蚀刻区域的基底上形成第二绝缘层，并且可以平面化所述第二绝缘层，直到暴露了线形底电极122”的上表面。作为替代，可以在形成第二绝缘层之前不去除线形掩模图案127，并且可以通过平面化第二绝缘层的处理来与第二绝缘层一起同时去除线形掩模图案127。

可以在具有第二绝缘图案130的基底上、同时与线形底电极122”接触地依序沉积相变图案135和上电极137。为了详细说明这一点，可以在具有第二绝缘图案130的基底上依序形成相变层和上电极层。随后，可以依序图案化上电极层和相变层以形成相变图案135和上电极137。

上电极137可以作为位线BL。相变图案135和上电极137BL可以在与线形沟槽120t的线方向平行的方向上延伸，如图3E中所示。在根据本发明的一些实施例中，相变图案135和上电极137可以在与线形沟槽120t的线方向垂直的方向上延伸。上电极137BL可以在与字线105WL垂直的方向上延伸。

相变图案135可以由硫族材料层形成。例如，在根据本发明的一些实施例中，相变图案135可以包括由从下组选择的至少两个形成的化合物，该组的构成是Te、Se、Ge、Sb、Bi、Pb、Sn、Ag、As、S、Si、P、O和C。可以在相变图案135和线形底电极122”之间插入界面层(未示出)。

在根据本发明的一些实施例中，上电极137BL可以包括从下组选择的一个层，该组的构成是Ti层、TiSi层、TiN层、TiON层、TiW层、TiAlN层、TiAlON层、TiSiN层、TiBN层、W层、WN层、WON层、WSiN层、WBN层、WCN层、Si层、Ta层、TaSi层、TaN层、TaON层、TaAlN层、TaSiN层、TaCN层、Mo层、MoN层、MoSiN层、MoAlN层、NbN层、ZrSiN层、ZrAlN层、Ru层、CoSi层、NiSi层、传导碳族层、Cu层及其组合。

如上所述，根据本发明的示例实施例的线形底电极122”可以具有由x和y轴限定的上表面。线形底电极122”的上表面的x轴具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。因此，线形底电极122”可以克服图案化极限以具有比现有技术小的面积。结果，可以减少其中产生焦耳热量的、在相变图案135和线形底电极122”之间的界面区，以便与现有技术相比可以减少要在复位操作期间施加的电流。在根据本发明的一些实施例中，术语“线形”表示直接接触相变图案135的结构的完整的外边界形状。在根据本发明的一些实施例中，术语x和y轴表示彼此正交的方向。

图4是根据本发明的其他示例实施例的用于制造相变存储器件的方法的平面图，并且图5A-5C是沿着图4的线I-I’和II-II’所取的横截面视图，用于图解根据本发明的其他示例实施例的用于制造相变存储器件的方法。在图5A-5C中的附图标记A和B分别表示沿着图4的线I-I’和II-II’所取的横截面视图。

参见图4和5A，在根据本发明的一些实施例中，可以执行与参见图3A-3C所描述的方法相同的处理，直到形成填充线形沟槽120t的第一绝缘图案125。随后，可以在具有第一绝缘图案125的基底上形成在x轴方向上延伸的线形牺牲性图案126。可以在相应二极管电极115的上方形成线形牺牲性图案126的侧壁。线形牺牲性图案126可以由相对于第二夹层绝缘层117具有低蚀刻选择性的材料层构成。线形牺牲性图案126可以由氧化物层形成。线形牺牲性图案126可以由与第二夹层绝缘层117相同的材料层形成。

随后，可以在线形牺牲性图案126的侧壁上形成掩模隔离物128。掩模隔离物128可以由相对于第二夹层绝缘层117、第一绝缘图案125和底电极隔离物122’具有蚀刻选择性的材料层形成。掩模隔离物128可以由硬掩模图案或者光刻胶图案形成。硬掩模图案可以由氮化物层形成。

参见图4和5B，可以使用掩模隔离物128作为蚀刻掩模来蚀刻线形牺牲性图案126、第二夹层绝缘层117和底电极隔离物122’和第一绝缘图案125，直到暴露了二极管电极115。结果，可以在二极管电极115上形成线形底电极122”’。

线形底电极122”’可以具有由x和y轴限定的上表面。线形底电极122”’的上表面的x轴宽度变得等于底电极隔离物122’的厚度。另外，线形底电极122”’的上表面的y轴宽度变得等于掩模隔离物128的厚度。因此，线形底电极122”’的上表面的x和y轴二者都可以被形成为具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。结果，在x和y轴方向上的线形底电极122”’的部分可以具有数“1”(即小写字母“L”)的形状。

参见图4和5C，可以去除掩模隔离物128。随后，可以在蚀刻区域内填充第二绝缘图案130’。为了详细说明这一点，第二绝缘层可以被形成在具有蚀刻区域的基底上，并且可以被平面化直到暴露了线形底电极122”’的上表面。作为替代，可以在形成第二绝缘层之前不去除掩模隔离物128，并且可以通过平面化第二绝缘层的处理来同时与第二绝缘层一起去除掩模隔离物128。

随后，可以执行与参见图3E所描述的方法相同的处理来形成相变图案135和上电极137，它们在与线形底电极122”’接触的同时被依序沉积在具有第二绝缘图案130’的基底上。上电极137可以作为位线BL。相变图案135和上电极137BL可以如图4中所示在与线形沟槽120t的线方向平行的方向上延伸。作为替代，相变图案135和上电极137BL可以在与线形沟槽120t的线方向垂直的方向上延伸。上电极137BL可以在与字线105WL垂直的方向上延伸。

如上所述，根据本发明的示例实施例的线形底电极122”’可以具有由x和y轴限定的上表面。线形底电极122”’的上表面的x和y轴可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。因此，线形底电极122”’可以克服图案化极限以具有比现有技术小的面积。结果，其中产生焦耳热量的、在相变图案135和线形底电极122”’之间的界面的面积可以被减少，以便与现有技术相比可以减少要在复位操作期间施加的电流。

图6A-6C是图解在根据本发明的一些实施例中、用于制造相变存储器件的方法的横截面视图，术语“线形”表示直接接触相变图案135的结构的完整外部边界的形状。再一次参见图2。

参见图2和6A，在根据本发明的一些实施例中，可以执行与参见图3A和3B所描述的方法相同的处理，直到形成线形沟槽220t和底电极层222。随后，可以沿着在具有底电极层222的基底上的线形沟槽220t的阶梯形成隔离物层224。隔离物层224的厚度可以被自由地改变。隔离物层224可以由氧化物层形成。隔离物层224可以由与第二夹层绝缘层117相同的材料层形成。

参见图2和6B，可以依序回蚀隔离物层224和底电极层222，直到暴露了第一夹层绝缘层107。结果，可以形成L形底电极层222’和隔离物224’以依序覆盖线形沟槽220t的侧壁。如图6B所示，L形底电极图案222’可以具有围绕隔离物224’的侧壁和下表面的结构。因此，隔离物224’允许L形底电极层222’在沿着x轴的部分内具有L形状或者所述L形状的对称结构。可以根据隔离物224’的厚度来自由地改变L形底电极层222’的L形状的下部宽度。

作为替代，在根据本发明的一些实施例中，可以图案化底电极层222(没有隔离物224’)以形成覆盖线形沟槽220t的侧壁的L形底电极图案。

参见图2和6C，可以在具有L形底电极图案222’和隔离物224’的基底上形成填充线形沟槽220t的第一绝缘图案225。第一绝缘图案225可以由与第二夹层绝缘层117相同的材料层形成。第一绝缘图案225可以由氧化物层形成。

随后，可以执行与参见图3D所描述的方法相同的处理，以在具有第一绝缘图案225和L形底电极层222’的基底上形成在x轴方向上延伸的线形掩模图案。可以使用所述线形掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻第一绝缘图案225、隔离物224’、L形底电极图案222’和第二夹层绝缘层117，直到暴露第一夹层绝缘层107或者二极管电极115。结果，可以在二极管电极115上形成L形底电极层222”。

L形底电极层222”可以具有由x和y轴限定的上表面。L形底电极层222”的上表面的x轴的宽度变得等于底电极层222的厚度。因此，L形底电极层222”的上表面的x轴可以被形成为具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。在x轴方向上的L形底电极层222”的部分可以具有L形状或者L形状的对称结构。

随后，可以去除线形掩模图案，并且可以在蚀刻区域内填充第二绝缘图案230。为了详细说明这一点，可以在具有蚀刻区域的基底上形成第二绝缘层，并且可以平面化所述第二绝缘层直到暴露了L形底电极层222”的上表面。作为替代，可以在形成第二绝缘层之前不去除线形掩模图案，并且可以通过平面化第二绝缘层的处理来与第二绝缘层一起同时去除线形掩模图案。

随后，可以执行与参见图3E所描述的处理相同的方法，以形成相变图案235和上电极237，它们在与L形底电极222”接触的同时被依序沉积在具有第二绝缘图案230的基底上。上电极237可以作为位线BL。相变图案235和上电极237BL可以在与线形沟槽220t的线方向平行的方向上延伸，如图6C中所示。作为替代，相变图案235和上电极237BL可以在与线形沟槽220t的线方向垂直的方向上延伸。上电极137BL可以在与字线105WL垂直的方向上延伸。

如上所述，根据本发明的示例实施例的L形底电极222”可以具有由x和y轴限定的上表面。L形底电极222”的上表面的x轴可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。因此，其中产生焦耳热量的、在相变图案235和线形底电极222”之间的界面区可以被减少，以便与现有技术相比可以减少要在复位操作期间施加的电流。

另外，在根据本发明的一些实施例中，可以根据隔离物224’的厚度来调整在二极管电极115和L形底电极层222”之间的接触区域，即L形底电极层222”的L形的底部宽度，以便可以增加二极管电极115和L形底电极层222”之间的接触区域，以减少界面电阻。因此，L形底电极层222”可以克服图案化极限，以具有下述结构：与现有技术相比，所述结构实现了较小的上部区域以及二极管电极115和L形底电极层222”之间的减小的界面电阻。

图7是图解根据本发明的其他示例实施例、用于制造相变存储器件的方法的横截面视图。因此再一次参见图4。

参见图4和7，可以执行与参见图6A和6B所描述的方法相同的处理，以形成L形底电极图案222’和隔离物224’，它们依序覆盖线形沟槽220t的侧壁。L形底电极层222’可以如图6B所示具有围绕隔离物224’的侧壁和下表面的结构。因此，隔离物224’允许L形底电极层222’在沿着x轴的部分内具有L形状或者所述L形状的对称结构。可以根据隔离物224’的厚度来自由地改变L形底电极图案222’的L形的底部宽度。

可以在具有L形底电极层222’和隔离物224’的基底上形成填充线形沟槽220t的第一绝缘图案225。第一绝缘图案225可以由与第二夹层绝缘层117相同的材料层形成。第一绝缘图案225可以由氧化物层形成。

随后，可以使用掩模隔离物(图5B的128)作为蚀刻掩模来执行与参见图5A-5C所描述的方法相同的处理，以蚀刻第二夹层绝缘层117、L形底电极图案222’、隔离物224’和第一绝缘图案225，直到暴露了二极管电极115。结果，可以在二极管电极115上形成L形底电极层222”’。L形底电极层222”’可以具有由x和y轴限定的上表面。L形底电极层222”’的上表面的x轴的宽度变得等于底电极层222的厚度。另外，L形底电极层222”’的上表面的y轴的宽度变得等于掩模隔离物(图5B的128)的厚度。因此，L形底电极层222”’的上表面的x和y轴二者都可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。

随后，在去除了掩模隔离物后，第二绝缘图案230’可以被填充在蚀刻区域内。为了详细说明这一点，可以在具有蚀刻区域的基底上形成第二绝缘层，并且可以平面化所述第二绝缘层直到暴露出L形底电极层222”’的上表面。在根据本发明的一些实施例中，可以在形成第二绝缘层之前不去除掩模隔离物，并且可以通过平面化第二绝缘层的处理来同时与第二绝缘层一起去除掩模隔离物。

随后，可以执行与参见图3E所描述的方法相同的处理，以形成相变图案235和上电极237，它们在与线形底电极222”’接触的同时被依序沉积在具有第二绝缘图案230’的基底上。上电极237可以作为位线BL。相变图案235和上电极237BL可以如图4所示在与线形沟槽220t的线方向平行的方向上延伸。作为替代，相变图案235和上电极237BL可以在与线形沟槽220t的线方向垂直的方向上延伸。上电极237BL可以在与字线105WL垂直的方向上延伸。

如上所述，根据本发明的其他示例实施例的线形底电极222”’可以具有由x和y轴限定的上表面。线形底电极222”’的上表面的x和y轴可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。因此，线形底电极222”’可以克服图案化极限以具有比现有技术小的面积。因此，其中产生焦耳热量的、在相变图案235和线形底电极222”’之间的界面区可以被减少，以便与现有技术相比可以减少要在复位操作期间施加的电流。

另外，可以根据隔离物224’的厚度来调整二极管电极115与L形底电极层222”’之间的接触区域，即L形底电极层222”’的L形的底部宽度，以便可以增加二极管电极115与L形底电极层222”’之间的接触区域以减少界面电阻。因此，L形底电极层222”’可以克服图案化极限，以具有下述结构：与现有技术相比，所述结构实现了较小的上部区域以及二极管电极115与L形底电极层222”’之间的减少的界面电阻。

图8A-8C是图解根据本发明的其他示例实施例、用于制造相变存储器件的方法的横截面视图。因此再一次参见图2。

参见图2和8A，可以执行与参见图3A和3B所描述的方法相同的处理，直到形成线形沟槽320t和底电极层322。随后，可以在具有底电极层322的基底上形成填充线形沟槽320t的内部绝缘层325。内部绝缘层325可以由绝缘层形成，所述绝缘层诸如氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合。内部绝缘层325可以由与第二夹层绝缘层117相同的材料层形成。

参见图2和8B，可以平面化内部绝缘层325和底部电极层322，直到暴露了第二夹层绝缘层117的上表面。结果，可以形成覆盖线形沟槽320t侧壁和下表面的底电极图案322’和填充线形沟槽320t的内部绝缘图案325’。

可以在具有内部绝缘图案325’和底电极图案322’的基底上形成掩模图案327，掩模图案327具有第一开口327t’和第二开口327t”，第一开口327t’暴露在y轴方向上的内部绝缘图案325’的中央区域，第二开口327t”暴露在x轴方向上的二极管电极115之间的上部区域。掩模图案327可以是硬掩模图案或者光刻胶图案。硬掩模图案可以由氮化物层形成。

参见图2和8C，可以使用具有第一开口327t’和第二开口327t”的掩模图案327作为蚀刻掩模来蚀刻内部绝缘图案325’、底电极图案322’和第二夹层绝缘层117，直到暴露了第一夹层绝缘层107。结果，可以在二极管电极115上形成L形底电极层322”。L形底电极层322”可以具有由x和y轴限定的上表面。L形底电极层322”的上表面的x轴的宽度变得等于底电极层322的厚度。因此，L形底电极层322”的上表面的x轴可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。在x轴方向上的L形底电极层322”的部分具有L形状或者所述L形状的对称结构。

随后，可以在去除掩模图案327后在蚀刻区域内填充绝缘图案330。为了详细说明这一点，可以在具有蚀刻区域的基底上形成绝缘层，并且可以平面化所述绝缘层直到暴露了L形底电极322”的上表面。作为替代，可以在形成绝缘层之前不去除掩模图案327，并且可以通过平面化绝缘层的处理来与绝缘层一起同时去除掩模图案327。

随后，可以执行与参见图3E所描述的方法相同的处理，以形成相变图案335和上电极337，它们在与L形底电极322”接触的同时被依序沉积在具有绝缘图案330的基底上。上电极337可以作为位线BL。相变图案335和上电极337BL可以在与线形沟槽320t的线方向平行的方向上延伸。作为替代，相变图案335和上电极337BL可以在与线形沟槽320t的线方向垂直的方向上延伸。上电极337BL可以在与字线105WL垂直的方向上延伸。

如上所述，根据本发明的示例实施例的L形底电极322”可以具有由x和y轴限定的上表面。L形底电极322”的上表面的x轴可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。因此，其中产生焦耳热量的、在相变图案335与L形底电极322”之间的界面区可以被减小，以便与现有技术相比可以减少要在复位操作期间施加的电流。

另外，可以通过第一开口327t’的宽度来调整二极管电极115与L形底电极层322”之间的接触区域，以便可以尽可能多地增大接触区域，以最小化界面电阻。因此，L形底电极层322”可以克服图案化极限，以具有下述结构：与现有技术相比，所述结构实现了较小的上部区域以及二极管电极115与L形底电极层322”之间的减小的界面电阻。

图9是图解根据本发明的其他示例实施例、用于制造相变存储器件的方法的平面图，并且图10是沿着图9的线III-III’和IV-IV’所取的横截面视图。图10的附图标记C和D分别表示沿着图9的线III-III’和IV-IV’所取的横截面视图。

参见图9和10，可以执行与参见图3A所描述的方法相同的处理，直到在第一夹层绝缘层107内形成二极管电极115。

随后，可以在具有二极管电极115的基底100上形成第二夹层绝缘层117。第二夹层绝缘层117可以被图案化以在第二夹层绝缘层117内形成线形沟槽420t，线形沟槽420t在x轴方向上延伸，并且同时暴露在y轴方向上的两个相邻的二极管电极115的部分。即，可以在与图3B所示的线形沟槽120t垂直的方向上形成线形沟槽420t。

随后，可以在线形沟槽420t的侧壁上形成底电极隔离物。可以在具有底电极隔离物的基底上形成填充线形沟槽420t的第一绝缘图案425。第一绝缘图案425可以由绝缘层形成，所述绝缘层诸如氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合。另外，在根据本发明的一些实施例中，第一绝缘图案425可以由与第二夹层绝缘层117相同的材料层形成。

替换地，在根据本发明的一些实施例中，可以在线形沟槽420t的侧壁上形成具有与在图6B所示的L形底电极图案222’相同结构的L形底电极图案，而不形成底电极隔离物。

可以在具有第一绝缘图案425、底电极隔离物和第二夹层绝缘层117的基底上形成在y轴上延伸的线形掩模图案。线形掩模图案可以包括线形开口，所述线形开口暴露在x轴方向上在相邻的二极管电极115之间的顶部区域。线形掩模图案可以由相对于第二夹层绝缘层117、第一绝缘图案425和底电极隔离物具有蚀刻选择性的材料层形成。

随后，可以使用线形掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻第二夹层绝缘层117、第一绝缘图案425和底电极隔离物，直到暴露了第一夹层绝缘层107或者二极管电极115。结果，可以在二极管电极115上形成线形底电极层422”。线形底电极层422”可以具有由x和y轴限定的上表面。线形底电极层422”的上表面的y轴的宽度变得等于底电极隔离物的厚度。因此，线形底电极层422”的上表面的y轴可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。在y轴方向上的线形底电极层422”的部分可以具有数“1”的形状。

作为替代，在根据本发明的一些实施例中，当在线形沟槽120t的侧壁上形成L形底电极图案时，可以使用线形掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻第一绝缘图案425、L形底电极图案和第二夹层绝缘层117，直到暴露第一夹层绝缘层107或者二极管电极115。结果，可以在二极管电极115上形成L形底电极。L形底电极可以具有由x和y轴限定的上表面。L形底电极的上表面的y轴可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。在y轴方向上的L形底电极的部分可以具有L形状或者所述L形状的对称结构。

随后，可以在去除线形掩模图案后，在蚀刻区域内填充第二绝缘图案430。为了详细说明这一点，可以在具有蚀刻区域的基底上形成第二绝缘层，并且可以平面化所述第二绝缘层，直到暴露线形底电极422”的上表面。作为替代，可以在形成第二绝缘层之前不去除线形掩模图案，并且可以通过平面化第二绝缘层的处理来与第二绝缘层一起同时去除线形掩模图案。

相变图案435和上电极437可以在与线形底电极422”接触的同时被依序沉积在具有第二绝缘图案430的基底上。上电极437可以作为位线BL。可以在与字线105WL垂直的方向上形成上电极437BL。可以在与线形沟槽420t的线方向垂直的方向上形成相变图案435和上电极437BL。结果，在共享相变图案435的线形底电极422”之间的距离L2可以大于图2所示的线形底电极层122”之间的距离L1。因此，可以减少单元之间的热扰动。

另外，在图4的平面图内所示的相变存储器件也可以具有下述结构：在图9和10的平面图上底电极122”’和222”’被旋转90度。

图11是图示根据本发明的其他示例实施例的相变存储器件的单元阵列区域的一部分的等同电路图，图12是图解与图11的等同电路图相对应的、根据本发明的其他示例实施例的用于制造相变存储器件的方法的横截面视图。图12的附图标记E和F分别表示与图11的等同电路图相对应的、根据本发明的其他示例实施例的相变存储器件在x和y轴方向上横截面视图。

参见图11，根据本发明的其他示例实施例的相变存储器件可以包括在列方向上彼此平行地布置的位线BL、在行方向上彼此平行地布置的字线WL、多个相变图案Rp和多个晶体管Ta。

位线BL可以与字线WL相交。相变图案Rp可以被布置在位线BL与字线WL之间的相应相交处。每个相变图案Rp可以串联连接到对应的一个晶体管Ta的源极和漏极区域。另外，每个相变图案Rp可以连接到对应的一个位线BL。每个晶体管Ta可以连接到对应的一个字线WL。晶体管Ta可以作为存取器件。但是，可以省略晶体管Ta。作为替代，存取器件可以是二极管。

参见图12，可以在基底500上形成限定有源区502a的隔离层502。可以在有源区502a上形成字线505WL。可以在与字线505WL的两侧都相邻的有源区502a内形成源极和漏极区域506。可以形成底部绝缘层507以覆盖具有字线505WL的基底500。字线505WL、有源区502a以及源极和漏极区域506可以构成晶体管(图11的Ta)。

可以在底部绝缘层507内形成第一插塞510a和第二插塞510b。可以分别在第一插塞510a和第二插塞510b上形成漏极垫515a和源极线515b。可以在底部绝缘层507内形成漏极垫515a和源极线515b。漏极垫515a可以通过穿入底部绝缘层507的第一插塞510a而电连接到源极和漏极区域506的一个所选区域。源极线515b可以通过穿入底部绝缘层507的第二插塞510b而电连接到源极和漏极区域506的另一个所选区域。

随后，可以执行与参见图3B-3E所描述的方法相同的处理，直到形成上电极137BL。

现在再参见图2、3E和6C来说明根据本发明的示例实施例的相变存储器件。

参见图2、3E和6C，相变存储器件可以具有在基底100的预定区域内限定有源区102a的隔离层102。可以将诸如硅晶片或者SOI晶片之类的半导体基底用于基底100。基底100可以具有第一传导类型的杂质离子。隔离层102可以是氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合。有源区102a可以具有线形结构。

有源区102a可以包括与第一传导类型不同的第二传导类型的杂质粒子，以便所述有源区可以作为字线WL105。以下，为了简化描述，假定第一和第二传导类型分别是P和N型。但是，第一和第二传导类型也可以分别是N和P型。

可以在具有字线WL105和隔离层102的基底100上布置第一夹层绝缘层107。第一夹层绝缘层107可以包括氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合。接触孔108h可以被布置成穿过第一夹层绝缘层107以暴露字线WL105的预定区域。第一和第二半导体图案110和112可以依序被沉积在接触孔108h内。第一和第二半导体图案110和112可以构成二极管D。

第一半导体图案110可以与字线WL105接触。第一半导体图案110可以包括第二传导类型杂质离子。第二半导体图案112可以包括第一传导类型杂质离子。作为替代，第一半导体图案110可以包括第一传导类型杂质粒子，并且第二半导体图案112可以包括第二传导类型杂质离子。

可以在相应的二极管D上布置二极管电极115。二极管电极115可以包括从由下述层组成的组选择的一个层：钛(Ti)层、钛硅合金(TiSi)层、氮化钛(TiN)层、氮氧化钛(TiON)层、钨化钛(TiW)层、氮化钛铝(TiAlN)层、氮氧化钛铝(TiAlON)层、氮化钛硅(TiSiN)层、氮化钛硼(TiBN)层、钨(W)层、氮化钨(WN)层、氮氧化钨(WON)层、氮化钨碳(WCN)层、硅(Si)层、钽(Ta)层、硅化钽(TaSi)层、氮化钽(TaN)层、氮氧化钽(TaON)层、氮化钽铝(TaAlN)层、氮化钽硅(TaSiN)层、氮化钽碳(TaCN)层、钼(Mo)层、氮化钼(MoN)层、氮化钼硅(MoSiN)层、氮化钼铝(MoAlN)层、氮化铌(NbN)层、氮化锆硅(ZrSiN)层、氮化锆铝(ZrAlN)层、钌(Ru)层、硅化钴(CoSi)层、硅化镍(NiSi)层、传导碳族层、铜(Cu)层及其组合。例如，二极管电极115可以包括依序堆叠的TiN层和W层。

可以在接触孔108h内形成二极管电极115。在这种情况下，二极管电极115可以在相应的二极管D上自对准。作为替代，可以省略二极管电极115。

可以在具有二极管电极115的基底100上布置顶部夹层绝缘层117、125和130。线形底电极层122”可以如图3E所示穿过顶部夹层绝缘层117、125和130被布置在二极管电极115上。作为替代，线形底电极层222”可以如6C所示穿过顶部夹层绝缘层117、225和230被布置在二极管电极115上。

底电极122”和222”可以具有由x和y轴限定的上表面。底电极122”和222”的上表面的x轴可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。在x轴方向上的线形底电极层122”的部分可以具有数“1.”的形状。在x轴方向上的L形底电极层222”的部分可以具有L形状或者所述L形状的对称结构。

可以在具有底电极122”和222”的基底上、同时与底电极122”和222”接触地依序布置相变图案135和235以及上电极137和237。上电极137和237可以作为位线BL。相变图案135和235以及上电极137和237可以在与线形沟槽120t和220t的线方向平行或者垂直的方向上延伸。上电极137和237BL可以在与字线105WL垂直的方向上延伸。

作为替代，如图9和10所示，线形沟槽420t可以如图3E所示在与线形沟槽120t垂直的方向上延伸。线形底电极422”可以被布置成覆盖线形沟槽420t的侧壁。作为替代，可以布置L形底电极来取代线形底电极422”。线形底电极422”可以具有下述结构：图2所示的底电极122”在平面视图上被旋转90度。

相变图案135和235可以是硫族材料层。例如，相变图案135和235可以包括由选自下组的至少两个形成的化合物，所述组的构成是Te、Se、Ge、Sb、Bi、Pb、Sn、Ag、As、S、Si、P、O和C。可以在相变图案135和235与底电极122”和222”之间插入界面层(未示出)。

上电极137和237BL可以包括从下组选择的一个层，所述组的构成是Ti层、TiSi层、TiN层、TiON层、TiW层、TiAlN层、TiAlON层、TiSiN层、TiBN层、W层、WN层、WON层、WSiN层、WBN层、WCN层、Si层、Ta层、TaSi层、TaN层、TaON层、TaAlN层、TaSiN层、TaCN层、Mo层、MoN层、MoSiN层、MoAlN层、NbN层、ZrSiN层、ZrAlN层、Ru层、CoSi层、NiSi层、传导碳族层、Cu层及其组合。

现在再参见图4、5C和7来描述根据本发明的其他示例实施例的相变存储器件。

参见图4、5C和7，相变存储器件可以包括隔离层102，其限定在基底100的预定区域内的有源区102a。基底100可以具有第一传导类型的杂质离子。有源区102a可以具有线形结构。有源区102a可以包括与第一传导类型不同的第二传导类型的杂质离子，以作为字线WL105。以下，为了简化描述，假定第一和第二传导类型分别是P和N型。但是，第一和第二传导类型也可以分别是N和P型。

可以在具有字线WL105和隔离层102的基底100上布置第一夹层绝缘层107。接触孔108h可以被布置成穿过第一夹层绝缘层107来暴露字线WL105的预定区域。第一和第二半导体图案110和112可以依序被沉积在接触孔108h内。第一和第二半导体图案110和112可以构成二极管D。第一半导体图案110可以与字线WL105接触。

可以在相应的二极管D上布置二极管电极115。二极管电极115可以包括依序堆叠的TiN层和W层。二极管电极115可以被布置在接触孔108h内。在这种情况下，二极管电极115可以在相应的二极管D上自对准。作为替代，可以省略二极管电极115。

可以在具有二极管电极115的基底100上布置顶部夹层绝缘层117、125和130’。线形底电极层122”’可以如图5C所示穿过顶部夹层绝缘层117、125和130’被布置在二极管电极115上。作为替代，线形底电极层222”’可以如7所示穿过顶部夹层绝缘层117、225和230’被布置在二极管电极115上。

底电极122”’和222”’可以具有由x和y轴限定的上表面。底电极122”’和222”’的上表面的x轴和y轴二者都可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。在x轴和y轴方向上的线形底电极层122”’的部分可以具有数“1.”的形状。在x轴方向上的L形底电极层222”’的部分可以具有L形状或者所述L形状的对称结构。

可以在具有底电极122”’和222”’的基底上、同时在与底电极122”’和222”’接触地依序布置相变图案135和235以及上电极137和237。上电极137和237可以作为位线BL。相变图案135和235以及上电极137和237可以在与线形沟槽120t和220t的线方向平行或者垂直的方向上延伸。上电极137和237BL可以在与字线105WL垂直的方向上延伸。

下面再参见图12描述根据本发明的其他示例实施例的相变存储器件。

参见图12，限定有源区502a的隔离层502可以被布置在基底500上。字线505WL可以被布置在有源区502a上。可以在与字线505WL的两侧都相邻的有源区502a内形成源极和漏极区域506。可以布置底部绝缘层507以覆盖具有字线505WL的基底500。字线505WL、有源区502a以及源极和漏极区域506可以构成晶体管(图11的Ta)。

可以在底部绝缘层507内布置第一插塞510a和第二插塞510b。可以分别在第一插塞510a和第二插塞510b上形成漏极垫515a和源极线515b。可以在底部绝缘层507内布置漏极垫515a和源极线515b。漏极垫515a可以通过穿入底部绝缘层507的第一插塞510a而电连接到源极和漏极区域506的一个所选区域。源极线515b可以通过穿入底部绝缘层507的第二插塞510b而电连接到源极和漏极区域506的另一个所选区域。

可以在具有漏极垫515a和源极线515b的基底500上布置顶部夹层绝缘层117、125和130。线形底电极层122”可以被布置成穿入顶部夹层绝缘层117、125和130以与漏极垫515a接触。作为替代，可以布置L形底电极来取代线形底电极层122”。底电极122”可以具有由x和y轴限定的上表面。底电极122”的上表面的x轴可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。在x轴方向上的线形底电极层122”的部分可以具有数“1.”的形状。L形底电极的部分可以具有L形状或者所述L形状的对称结构。

可以在具有底电极122”的基底上、同时与底电极122”接触地依序布置相变图案135和上电极137。上电极137可以作为位线BL。相变图案135和上电极137BL可以在与线形沟槽120t的线方向平行或者垂直的方向上延伸。上电极137BL可以在与字线105WL垂直的方向上延伸。

现在参见图14A-14E描述根据本发明的其他示例实施例的、用于制造相变存储器件的方法。在这种情况下，在图14A-14E内的附图标记C和D分别表示沿着图13的线V-V’和VI-VI’所取的横截面视图。

参见图13和14A，可以在基底1100的预定区域内形成用于限定有源区1102a的隔离层1102。可以使用诸如硅晶片或者SOI晶片之类的半导体基底来作为基底1100。基底1100可以具有第一传导类型的杂质离子。可以使用STI技术来形成隔离层1102。隔离层1102可以由氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合形成。有源区1102a可以被形成为具有线形状。

可以将与第一传导类型不同的第二传导类型的杂质离子注入到有源区1102a内，以形成字线WL1105。以下，为了简化描述，将描述其中第一和第二传导类型分别是P和N型的情况。但是，第一和第二传导类型可以分别是N和P型。

可以在具有字线WL1105和隔离层1102的基底1100上形成第一夹层绝缘层1107。第一夹层绝缘层1107可以由氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合形成。第一夹层绝缘层1107可以被图案化以形成接触孔1108h，接触孔1108h暴露字线WL1105的预定区域。

第一和第二半导体图案1110和1112可以依序被沉积在接触孔1108h内。可以使用外延生长技术或者化学汽相淀积(CVD)技术来形成第一和第二半导体图案1110和1112。第一和第二半导体图案1110和1112可以构成二极管D。

第一半导体图案1110可以与WL1105接触。第一半导体图案1110可以被形成为具有第二传导类型杂质离子。第二半导体图案1112可以被形成为具有第一传导类型杂质离子。作为替代，第一半导体图案1110可以被形成为具有第一传导类型杂质粒子，并且第二半导体图案1112可以形成为具有第二传导类型杂质离子。可以在第二半导体图案1112上进一步形成金属硅化物层，但是为了简化描述而省略对其的描述。

可以在相应的二极管D上形成二极管电极1115。二极管电极1115可以包括从由下述层组成的组选择的一个层：Ti层、TiSi层、TiN层、TiON层、TiW层、TiAlN层、TiAlON层、TiSiN层、TiBN层、W层、WN层、WON层、WSiN层、WBN层、WCN层、Si层、Ta层、TaSi层、TaN层、TaON层、TaAlN层、TaSiN层、TaCN层、Mo层、MoN层、MoSiN层、MoAlN层、NbN层、ZrSiN层、ZrAlN层、Ru层、CoSi层、NiSi层、传导碳族层、Cu层及其组合。例如，可以通过依序沉积TiN层和W层来形成二极管电极1115。

可以在接触孔1108h内形成二极管电极1115。在这种情况下，二极管电极1115可以在相应的二极管D上自对准。作为替代，可以省略二极管电极1115。

参见图13和14B，可以在具有二极管电极1115的基底1100上形成第二夹层绝缘层1117。第二夹层绝缘层1117可以被图案化以形成底部电极接触孔1120h，底部电极接触孔1120h暴露二极管电极1115。可以沿着在具有底部电极接触孔1120h的基底上的表面形成底电极层1122。底电极层1122可以覆盖在底部电极接触孔1120h内的被暴露的二极管电极1115，并且可以覆盖底部电极接触孔1120h的侧壁和第二夹层绝缘层1117的上表面。

底电极层1122可以包括从由下述层组成的组选择的一个层：Ti层、TiSi层、TiN层、TiON层、TiW层、TiAlN层、TiAlON层、TiSiN层、TiBN层、W层、WN层、WON层、WSiN层、WBN层、WCN层、Si层、Ta层、TaSi层、TaN层、TaON层、TaAlN层、TaSiN层、TaCN层、Mo层、MoN层、MoSiN层、MoAlN层、NbN层、ZrSiN层、ZrAlN层、Ru层、CoSi层、NiSi层、传导碳族层、Cu层及其组合。

可以在具有底电极层1122的基底1100上形成填充底部电极接触孔1120h的内部绝缘层1125。内部绝缘层1125可以由绝缘层形成，所述绝缘层诸如氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合。内部绝缘层1125可以由与第二夹层绝缘层1117相同的材料层形成。

在其他实施例中，可以省略内部绝缘层1125。在这种情况下，可以形成底电极层1122以完全填充底部电极接触孔1120h。

参见图13和14C，可以部分地去除内部绝缘层1125和底电极层1122以在底部电极接触孔1120h内在二极管电极115上形成圆柱底电极1122’和内部绝缘图案1125’。

具体地，可以使用回蚀处理来执行圆柱底电极1122’和内部绝缘图案1125’的形成。作为替代，可以使用化学机械抛光(CMP)处理和回蚀处理的组合来图案化圆柱底电极1122’和内部绝缘图案1125’的形成。

例如，可以使用将第二夹层绝缘层1117作为阻挡层的CMP处理来平面化内部绝缘层1125和底电极层1122。结果，可以在底部电极接触孔1120h内保留内部绝缘层1125和底电极层1122。

在其他实施例中，在平面化内部绝缘层1125和底电极层1122直到暴露了第二夹层绝缘层1117的上表面后，可以将平面化处理执行至少一次，以在第二夹层绝缘层1117内更均匀地形成圆柱底电极1122’和内部绝缘图案1125’的高度。

圆柱底电极1122’可以被形成为围绕内部绝缘图案1125’的侧壁和下表面。圆柱底电极1122’可以与相应的二极管电极1115接触。当省略二极管电极1115时，圆柱底电极1122’可以直接与二极管D接触。圆柱底电极1122’的每个的被暴露的表面可以具有环形形状。圆柱底电极1122’与二极管电极1115之间的接触区域可以小于二极管电极1115的上表面。

在其他实施例中，当省略内部绝缘层1125时，每个圆柱底电极1122’可以具有柱状。在这种情况下，圆柱底电极1122’的每个的暴露表面可以具有环形。

参见图13和14D，可以在具有圆柱底电极1122’和内部绝缘图案1125’的基底1100上形成掩模图案1127。掩模图案1127可以包括线形开口1127t，其暴露在x轴和y轴方向上的圆柱底电极1122’的部分。因此，可以通过对应的一个线形开口1127t来同时暴露在x轴或者y轴方向上布置的多个圆柱底电极1122’的部分。掩模图案1127可以是硬掩模图案或者光刻胶图案。

另外，可以通过线形开口1127t来暴露内部绝缘图案1125’。例如，当线形开口1127t暴露圆柱底电极1122’的50％时，也可以暴露内部绝缘图案1125’的上表面的50％

可以使用掩模图案1127作为蚀刻掩模来蚀刻具有暴露部分的圆柱底电极1122’和第二夹层绝缘层1117。结果，可以形成线形沟槽1130t以暴露二极管电极1115和第一夹层绝缘层1107。在这种情况下，当通过线形开口1127t暴露内部绝缘图案1125’的部分时，也同时蚀刻内部绝缘图案1125’。结果，可以形成被部分切割的圆柱底电极1122”和被部分切割的内部绝缘图案1125”。

从顶视图看，每个被部分切割的圆柱底电极1122”的上表面可以具有“C”形状、具有均匀厚度的月牙形状或者“(”形状。因此，每个被部分切割的圆柱底电极1122”的上表面可以具有比每个圆柱底电极1122’的环形上表面小的面积。

替换地，如图15A所示，可以使用掩模图案1127作为蚀刻掩模来蚀刻具有暴露部分的圆柱底电极1122’和第二夹层绝缘层1117，由此形成线形沟槽1130t’，其暴露圆柱底电极1122’的被蚀刻的侧壁和上表面。在这种情况下，当通过线形开口1127t暴露内部绝缘图案1125’的部分时，也可以同时蚀刻内部绝缘图案1125’。

可以在x轴或者y轴方向上形成线形沟槽1130t和1130t’。具体地，如图13所示，线形沟槽1130t和1130t’可以在与字线1105WL垂直的线方向上延伸。

作为替代，如图16和17所示，线形沟槽1130t’可以在与字线1105WL平行的线方向上延伸。

参见图13和14E，可以在具有线形沟槽1130t的基底1100上形成绝缘层，以填充所述线形沟槽1130t。可以平面化所述绝缘层，直到暴露了被部分切割的圆柱底电极1122”的上表面。结果，可以在相应的线形沟槽1130t内形成线形绝缘图案1132。

作为替代，如图15B所示，可以在具有线形沟槽1130t’的基底1100上形成绝缘层，以填充所述线形沟槽1130t’。可以平面化所述绝缘层直到暴露了被部分切割的圆柱底电极1122”的上表面。结果，可以在相应的线形沟槽1130t’内形成线形绝缘图案1132’。

可以在与被部分切割的圆柱底电极1122”接触的同时、在具有线形绝缘图案1132和1132’的基底1100上依序沉积相变图案1135和上电极1137。上电极1137可以作为位线BL。相变图案1135和上电极1137BL可以在与字线1105WL垂直的方向上延伸。作为替代，如图13所示，相变图案1135和上电极1137BL可以在与线形绝缘图案1132的线方向平行的方向上延伸。

替换地，如图16和17所示，当线形绝缘图案1132’在与字线1105WL平行的线方向上延伸时，相变图案1135和上电极1137BL可以在与如图16所示的线形绝缘图案1132’的线方向垂直的方向上延伸。结果，在共享相变图案1135的被部分切割的圆柱底电极1122”之间的距离L2可以大于在图13中所示的被部分切割的圆柱底电极1122”之间的距离L1。因此，可以减少在单元之间的热扰动。

相变图案1135可以是硫族材料层。例如相变图案1135可以包括由从下组选择的至少两个所形成的化合物，所述组的构成是Te、Se、Ge、Sb、Bi、Pb、Sn、Ag、As、S、Si、P、O和C。可以在相变图案1135与被部分切割的圆柱底电极1122”之间插入界面层(未示出)。

上电极1137BL可以包括从下组选择的一个层，所述组的构成是Ti层、TiSi层、TiN层、TiON层、TiW层、TiAlN层、TiAlON层、TiSiN层、TiBN层、W层、WN层、WON层、WSiN层、WBN层、WCN层、Si层、Ta层、TaSi层、TaN层、TaON层、TaAlN层、TaSiN层、TaCN层、Mo层、MoN层、MoSiN层、MoAlN层、NbN层、ZrSiN层、ZrAlN层、Ru层、CoSi层、NiSi层、传导碳族层、Cu层及其组合。

如上所述，根据本发明的示例实施例的被部分切割的圆柱底电极1122”的上表面可以具有比圆柱底电极1122’的环形上表面小的面积。结果，可以减小其中产生焦耳热量的、在相变图案1135与底电极1122”之间的界面区，以便与现有技术相比可以减少要在复位操作期间施加的电流。

图18是图14C的圆柱底电极的环形上表面的放大平面图，且图19A-19D是通过分别沿着切割线C1、C2、C3和C4使用线形绝缘图案来切割图18的圆柱底电极的一部分而获得的结构的平面图。可以在改变切割线的位置的同时使用线形绝缘图案1132形成被部分切割的圆柱底电极1122”。例如，切割线可以自由地选自切割线C1-C4。

参见图18和19A，图19A是被部分切割的圆柱底电极1122a的平面图，所述被部分切割的圆柱底电极1122a的部分是通过沿着切割线C1使用线形绝缘图案1132a而被切割的。切割线C1表示沿着其将圆柱底电极1122’切割圆柱侧壁的厚度的线。结果，被部分切割的圆柱底电极1122a的每个的上表面可以具有从顶视图看的“C”形状，并且具有比每个圆柱底电极1122’的上表面小的面积。

参见图18和19B，图19B是被部分切割的圆柱底电极1122b的平面图，所述被部分切割的圆柱底电极1122a的部分是通过沿着切割线C2使用线形绝缘图案1132b而被切割的。切割线C2表示沿着其将圆柱底电极1122’切割1/2的圆柱直径1120D的线。结果，被部分切割的圆柱底电极1122b的每个的上表面可以具有从顶视图看的月牙形状，并且具有每个圆柱底电极1122’的面积的1/2。

参见图18和19C，图19C是被部分切割的圆柱底电极1122c的平面图，所述被部分切割的圆柱底电极1122a的部分是通过沿着切割线C3使用线形绝缘图案1132c而被切割的。切割线C3表示沿着其将圆柱底电极1122’切割3/4的圆柱直径1120D的线。结果，被部分切割的圆柱底电极1122c的每个的上表面可以具有从顶视图看的“)”形状，并且具有比每个圆柱底电极1122’的上表面的面积的1/2小的面积。

参见图18和19D，图19D是被部分切割的圆柱底电极1122d的平面图，所述被部分切割的圆柱底电极1122a的部分是通过沿着切割线C4使用线形绝缘图案1132d而被切割的。切割线C4表示沿着其将圆柱底电极1122’切割一个值的线，所述值是通过从圆柱直径1120D减去圆柱厚度T而获得的。换句话说，被部分切割的圆柱底电极1122d可以被留下圆柱厚度T，并且可以使用线形绝缘图案1132d来去除剩余的区域。结果，被部分切割的圆柱底电极1122d的每个的上表面可以具有从顶视图看的“)”形状，并且具有比在图19C中所示的被部分切割的圆柱底电极1122c的每个的上表面小的面积。

如上所述，根据本发明的示例实施例的被部分切割的圆柱底电极1122a、1122b、1122c和1122d的上表面可以具有比圆柱底电极1122’的环形上表面小的面积。结果，可以减小其中产生焦耳热量的、在相变图案1135与底电极1122a、1122b、1122c和1122d之间的界面区，以便与现有技术相比减少要在复位操作期间施加的电流。

图20是图解根据本发明的其他示例实施例的、用于制造相变存储器件的方法的横截面视图。

参见图20，可以在基底1200上形成限定有源区1202a的隔离层1202。可以在有源区1202a上形成字线1205WL。可以在与字线1205WL的两侧都相邻的有源区1202a内形成源极和漏极区域1206。可以形成底部绝缘层1207以覆盖具有字线1205WL的基底1200。字线1205WL、有源区1202a以及源极和漏极区域1206可以构成晶体管(图11的Ta)。

可以在底部绝缘层1207内形成第一插塞1210a和第二插塞1210b。可以分别在第一插塞1210a和第二插塞1210b上形成漏极垫1215a和源极线1215b。可以在底部绝缘层1207内形成漏极垫1215a和源极线1215b。漏极垫1215a可以通过穿入底部绝缘层1207的第一插塞1210a而电连接到源极和漏极区域1206的一个所选区域。源极线1215b可以通过穿入底部绝缘层1207的第二插塞1210b而电连接到源极和漏极区域1206的另一个所选区域。

随后，可以执行与参见图14B-14E所描述的方法相同的处理，直到形成上电极1137。

现在再参见图13和14E来描述根据本发明的示例实施例的相变存储器件。

参见图13和14E，相变存储器件可以具有在基底1100的预定区域内限定有源区1102a的隔离层1102。可以将诸如硅晶片或者SOI晶片之类的半导体基底用作基底1100。基底1100可以具有第一传导类型的杂质离子。隔离层1102可以是氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合。有源区1102a可以具有线形结构。

有源区1102a可以包括与第一传导类型不同的第二传导类型的杂质粒子，以便有源区1102a可以作为字线WL1105。以下，为了简化描述，将描述其中第一和第二传导类型分别是P和N型的情况。但是，第一和第二传导类型可以分别是N和P型。

可以在具有字线WL 1105和隔离层1102的基底1100上形成第一夹层绝缘层1107。第一夹层绝缘层1107可以包括氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合。接触孔1108h可以被布置成穿过第一夹层绝缘层1107以暴露字线WL 1105的预定区域。第一和第二半导体图案1110和1112可以依序被沉积在接触孔1108h内。第一和第二半导体图案1110和1112可以构成二极管D。

第一半导体图案1110可以与字线WL 1105接触。第一半导体图案1110可以包括第二传导类型杂质离子。第二半导体图案1112可以包括第一传导类型杂质离子。作为替代，第一半导体图案1110可以包括第一传导类型杂质粒子，并且第二半导体图案1112可以包括第二传导类型杂质离子。

可以在相应的二极管D上形成二极管电极1115。二极管电极1115可以包括从由下述层组成的组选择的一个层：Ti层、TiSi层、TiN层、TiON层、TiW层、TiAlN层、TiAlON层、TiSiN层、TiBN层、W层、WN层、WON层、WSiN层、WBN层、WCN层、Si层、Ta层、TaSi层、TaN层、TaON层、TaAlN层、TaSiN层、TaCN层、Mo层、MoN层、MoSiN层、MoAlN层、NbN层、ZrSiN层、ZrAlN层、Ru层、CoSi层、NiSi层、传导碳族层、Cu层及其组合。例如，二极管电极1115可以包括依序堆叠的TiN层和W层。

可以在接触孔1108h内布置二极管电极1115。在这种情况下，二极管电极1115可以在相应的二极管D上自对准。作为替代，可以省略二极管电极1115。

可以在具有二极管电极1115的基底1100上布置第二夹层绝缘层1117。圆柱底电极可以穿过第二夹层绝缘层1117而被布置在二极管电极1115上。可以在圆柱底电极内布置内部绝缘图案。线形绝缘图案1132可以被布置在第二夹层绝缘层1117内的x轴或者y轴方向上，以在垂直方向上切割圆柱底电极的部分。相变图案1135可以在与被部分切割的圆柱底电极1122”和被部分切割的内部绝缘图案1125’接触的同时被布置在具有被部分切割的圆柱底电极1122”和被部分切割的内部绝缘图案1125’的基底1100上。上电极1137可以被布置在相应的相变图案1135上。上电极1137可以作为位线BL。

从顶视图看，被部分切割的圆柱底电极1122”的每个的上表面可以具有“C”形状、具有均匀厚度的月牙形状或者“(”形状。因此，每个被部分切割的圆柱底电极1122”的上表面可以具有比常规圆柱底电极的上表面小的面积。另外，从顶视图看，可以切割所述被部分切割的圆柱底电极1122”的上表面的相同部分以形成均匀的CCC布置。

线形绝缘图案1132可以被填充在线形沟槽1130t内，所述线形沟槽1130t在垂直方向上切割圆柱底电极的部分，并且穿入第二夹层绝缘层1117以暴露二极管电极1115的上表面的部分以及被部分切割的圆柱底电极1122”的被切割侧壁。

或者，如图15B所示，线形绝缘图案1132’可以被填充在线形沟槽1130t’内，所述线形沟槽1130t’在垂直方向上切割圆柱底电极的部分，并且暴露在第二夹层绝缘层1117内的被部分切割的圆柱底电极1122”的切割区域的上表面和侧壁。

被部分切割的圆柱底电极1122”可以包括从由下述层组成的组选择的一个层：Ti层、TiSi层、TiN层、TiON层、TiW层、TiAlN层、TiAlON层、TiSiN层、TiBN层、W层、WN层、WON层、WSiN层、WBN层、WCN层、Si层、Ta层、TaSi层、TaN层、TaON层、TaAlN层、TaSiN层、TaCN层、Mo层、MoN层、MoSiN层、MoAlN层、NbN层、ZrSiN层、ZrAlN层、Ru层、CoSi层、NiSi层、传导碳族层、Cu层及其组合。

被部分切割的内部绝缘图案1125”可以由绝缘层形成，所述绝缘层诸如氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合。另外，被部分切割的内部绝缘图案1125”可以由与第二夹层绝缘层1117相同的材料层形成。

在其他实施例中，可以省略被部分切割的内部绝缘图案1125”。在这种情况下，被部分切割的圆柱底电极1122”可以具有被部分切割的柱状结构。

可以在x轴或者y轴方向上形成线形沟槽1130t和1130t’。具体地，如图13所示，线形沟槽1130t和1130t’可以在与字线1105WL垂直的线方向上延伸。

作为替代，如图16和17所示，线形沟槽1130t’可以在与字线1105WL平行的线方向上延伸。

相变图案1135和上电极1137可以在与字线1105WL垂直的方向上延伸。替换地，如图13所示，相变图案1135和上电极1137BL可以在与线形绝缘图案1132的线方向平行的方向上延伸。

作为替代，如图16和17所示，当线形绝缘图案1132’在与字线1105WL平行的线方向上延伸时，相变图案1135和上电极1137BL可以在与线形绝缘图案1132’垂直的方向上延伸，如图16内所示。结果，在共享相变图案1135的被部分切割的圆柱底电极1122”之间的距离L2可以大于在图13中所示的被部分切割的圆柱底电极1122”之间的距离L1。因此，可以减少单元之间的热扰动。

相变图案1135可以是硫族材料层，例如相变图案1135可以包括由从下组选择的至少两个所形成的化合物，所述组的构成是Te、Se、Ge、Sb、Bi、Pb、Sn、Ag、As、S、Si、P、O和C。

上电极1137BL可以包括从下组选择的一个层，所述组的构成是Ti层、TiSi层、TiN层、TiON层、TiW层、TiAlN层、TiAlON层、TiSiN层、TiBN层、W层、WN层、WON层、WSiN层、WBN层、WCN层、Si层、Ta层、TaSi层、TaN层、TaON层、TaAlN层、TaSiN层、TaCN层、Mo层、MoN层、MoSiN层、MoAlN层、NbN层、ZrSiN层、ZrAlN层、Ru层、CoSi层、NiSi层、传导碳族层、Cu层及其组合。

如上所述，根据本发明的示例实施例的被部分切割的圆柱底电极1122”的上表面可以具有比圆柱底电极1122’的环形上表面小的面积，结果，可以减小其中产生焦耳热量的、在相变图案1135和底电极1122”之间的界面区，以便与现有技术相比可以减少要在复位操作期间施加的电流。

现在参见图20来描述根据本发明的其他示例实施例的相变器件。

参见图20，可以在基底1200上布置限定有源区1202a的隔离层1202。可以在有源区1202a上布置字线1205WL。可以在与字线1205WL的两侧都相邻的有源区1202a内布置源极和漏极区域1206。可以布置底部绝缘层1207以覆盖具有字线1205WL的基底1200。字线1205WL、有源区1202a以及源极和漏极区域1206可以构成晶体管(图11的Ta)。

可以在底部绝缘层1207内布置第一插塞1210a和第二插塞1210b。可以分别在第一插塞1210a和第二插塞1210b上布置漏极垫1215a和源极线1215b。可以在底部绝缘层1207内布置漏极垫1215a和源极线1215b。漏极垫1215a可以通过穿入底部绝缘层1207的第一插塞1210a而电连接到源极和漏极区域1206的一个所选区域。源极线1215b可以通过穿入底部绝缘层1207的第二插塞1210b而电连接到源极和漏极区域1206的另一个所选区域。

第二夹层绝缘层1117可以被布置在具有漏极垫1215a和源极线1215b的基底1100上。可以穿过第二夹层绝缘层1117将圆柱底电极布置在二极管电极1115上。可以在圆柱底电极内布置内部绝缘图案。可以在x轴或者y轴方向上在第二夹层绝缘层1117内布置线形绝缘图案1132，以在垂直方向上切割圆柱底电极的部分。相变图案1135可以在与被部分切割的圆柱底电极1122”和被部分切割的内部绝缘图案1125’接触的同时被布置在具有被部分切割的圆柱底电极1122”和被部分切割的内部绝缘图案1125’的基底1100上。上电极1137可以被布置在相应的相变图案1135上。上电极1137可以作为位线BL。

从顶视图看，被部分切割的圆柱底电极1122”的每个的上表面可以具有“C”形状、具有均匀厚度的月牙形状或者“(”形状。因此，每个被部分切割的圆柱底电极1122”的上表面可以具有比常规圆柱底电极的上表面小的面积。另外，从顶视图看，可以切割所述被部分切割的圆柱底电极1122”的上表面的相同部分以形成均匀的CCC布置。

被部分切割的圆柱底电极1122”可以包括从由下述层组成的组选择的一个层：Ti层、TiSi层、TiN层、TiON层、TiW层、TiAlN层、TiAlON层、TiSiN层、TiBN层、W层、WN层、WON层、WSiN层、WBN层、WCN层、Si层、Ta层、TaSi层、TaN层、TaON层、TaAlN层、TaSiN层、TaCN层、Mo层、MoN层、MoSiN层、MoAlN层、NbN层、ZrSiN层、ZrAlN层、Ru层、CoSi层、NiSi层、传导碳族层、Cu层及其组合。

被部分切割的内部绝缘图案1125”可以由绝缘层形成，所述绝缘层诸如氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或者其组合。另外，被部分切割的内部绝缘图案1125”可以由与第二夹层绝缘层1117相同的材料层形成。在其他实施例中，可以省略被部分切割的内部绝缘图案1125”。在这种情况下，被部分切割的圆柱底电极1122”可以具有被部分切割的柱状结构。

相变图案1135和上电极1137可以在与字线1105WL垂直的方向上延伸。替换地，如图13所示，相变图案1135和上电极1137BL可以在与线形绝缘图案1132的线方向平行或垂直的方向上延伸。

相变图案1135可以是硫族材料层。例如，相变图案1135可以包括由从下组选择的至少两个所形成的化合物，所述组的构成是Te、Se、Ge、Sb、Bi、Pb、Sn、Ag、As、S、Si、P、O和C。上电极1137BL可以包括从下组选择的一个层，所述组的构成是Ti层、TiSi层、TiN层、TiON层、TiW层、TiAlN层、TiAlON层、TiSiN层、TiBN层、W层、WN层、WON层、WSiN层、WBN层、WCN层、Si层、Ta层、TaSi层、TaN层、TaON层、TaAlN层、TaSiN层、TaCN层、Mo层、MoN层、MoSiN层、MoAlN层、NbN层、ZrSiN层、ZrAlN层、Ru层、CoSi层、NiSi层、传导碳族层、Cu层及其组合。

根据本发明的实施例，线形或者L形底电极可以具有由x和y轴限定的上表面，并且线形或者L形底电极的上表面的x轴或者y轴可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度，作为替代，在其他实施例中，线形或者L形底电极的上表面的x轴和y轴二者都可以具有小于光刻处理的分辨极限的宽度。因此，线形或者L形底电极可以克服图案化极限以具有比现有技术小的面积。

另外，从顶视图看，被部分切割的圆柱底电极1122”的每个的上表面可以具有“C”形状、具有均匀厚度的月牙形状或者“(”形状。因此，每个被部分切割的圆柱底电极1122”的上表面可以具有比常规圆柱底电极的环形上表面小的面积。

结果，可以减小其中产生焦耳热量的、在相变图案和底电极之间的界面区，以便与现有技术相比可以减少要在复位操作期间施加的电流。因此，可以实现这样的相变存储器件，其克服图案化极限，并且有益于高集成度。

虽然已经参考其示例实施例而具体示出和描述了本发明，但是本领域内的普通技术人员可以明白，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。