非易失性半导体存储器设备及其生产方法

摘要

本发明公开了非易失性半导体存储器设备及其生产方法。所述非易失性半导体存储器设备具有的结构使得，成本低，并且生产率和产能较高。在第一金属布线119和第二金属布线121上方同时分别形成第一开口128和第二开口129，所述第一金属布线119和所述第二金属布线121被提供为在其上形成用于选择存储器单元的晶体管的衬底上的同一层。随后，在整个表面上沉积可变电阻器124和上方电极126，以便用所述上方电极126完全填充所述第一开口128但是用其不完全填充所述第二开口129。其后，在所述第一开口128中形成可变电阻元件104并且同时在所述第二开口129中形成用以连接到第三金属布线（位线）的通路孔。

主权项

一种非易失性半导体存储器设备，包括：布置成矩阵形式的多个可变电阻元件，每个所述可变电阻元件包括第一电极、第二电极、以及夹在所述第一电极和所述第二电极之间的可变电阻器，其中通过在所述第一电极和所述第二电极之间施加电压来使得由所述第一电极与所述第二电极之间的电流‑电压特性所表示的电阻态变换到两个或更多个不同状态，并且按照非易失性的方式保持所述变换后的电阻态，其中，在第一金属布线上方形成第一开口，以便穿透提供在所述第一金属布线上的层间绝缘膜；在与所述第一金属布线提供为同一层的第二金属布线上方形成第二开口，以便穿透提供在所述第二金属布线上的层间绝缘膜；在具有底部和侧壁的所述第一开口的至少整个底部上形成所述可变电阻器以便与所述第一金属布线相接触，并且所述第一电极被形成为覆盖所述第一开口中的所述可变电阻器，使得所述可变电阻元件由所述可变电阻器、所述第一电极、以及作为所述第一金属布线的至少一部分的所述第二电极形成；以及所述可变电阻器沿着所述第二开口的侧壁存在于其底部的内周部分，在所述第二开口的底部的中心部分提供不具有所述可变电阻器的接触区；第三金属布线被形成为通过所述接触区被直接连接到所述第二金属布线；第一开口的形状和尺寸的至少一个与第二开口的形状和尺寸的至少一个不同；以及第一开口和第二开口的形状和尺寸被设置使得当在第一开口和第二开口中将第一电极沉积预定厚度时，第一开口被所述第一电极完全填充，同时所述第二开口被所述第一电极不完全填充。