专利名称：存储器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种存储器件及其制造方法，更具体涉及通过在低电 压状态下写入和读取数据从而能减小功耗的存储器件及其制造方法。
背景技术：
通常，用来存储数据的存储器件被分为易失性存储器件和非易失 性存储器件。在这些存储器件中，包括动态随机存取存储器(DRAM) 和静态随机存取存储器(SRAM)的易失性存储器可以迅速地输入和输 出数据，但是如果电源被中断，那么存储的数据丢失，包括可擦写可 编程只读存储器(EPROM)和电可擦写可编程只读存储器(EEPROM) 的非易失性存储半导体器件缓慢地输入和输出数据，但是即使电源被 中断，也保持存储的数据。
同时，常规存储器件采用基于金属氧化物半导体(MOS)技术的 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。例如，层叠栅型晶体管
存储器件和沟槽栅型晶体管存储器件已经被研制，层叠栅型晶体管存 储器件具有在硅材料的半导体衬底上层叠的结构，沟槽栅型晶体管存
储器件具有在半导体衬底内部掩埋的结构。但是，由于MOSFET应该 具有有预定宽度和长度或更大宽度和长度尺寸的沟道，以便防止单沟 道效应，以及沟道上的栅电极和半导体衬底之间形成的栅绝缘层的厚 度应该极其薄，因此难以实现具有纳米级超微小结构的存储器件。
因此，具有能代替MOSFET的结构的存储器件已被积极地研究和 开发。最近，提出了通过应用半导体技术研制的微机电系统(MEMS) 技术和纳机电系统(NEMS)技术。在这些技术当中，在名称为"Devices having horizontally-disposed nanofabric articles and methods of making" 的美国专利公开No. 2004/0181630中公开了采用碳纳米管的存储器件。
下面，将参考附图描述常规存储器件。
图1是说明常规存储器件的剖面图。
如图1所示，常规存储器件包括在一个方向上形成的互相并行并 互相分开预定间隔的下电极112和上电极168，以及纳米管段154，该 纳米管段154与下电极112或上电极168分开，以便在下电极112和 上电极168之间通过，且当它与下电极112或上电极168分开或接触 时存储数据。
这里，下电极112被掩埋在半导体衬底上的第一层间绝缘层176 中形成的空腔中。例如，下电极112由导电金属或半导体材料形成。
上电极168形成在下电极112上方，并被设计为与下电极112分 开，其间设置空余空间。然后，上电极168被第一层间绝缘层176上 形成的第二层间绝缘层(未示出)支撑。
纳米管段154穿过下电极112和上电极168之间形成的空余空间 的中心，并在预定条件下与下电极112或上电极168接触。例如，纳 米管段154位于在下电极112周边的第一层间绝缘层176上形成的氮 化物层上部，并从下电极112浮置预定高度。此外，纳米管段154朝 着下电极112或上电极168的方向弯曲，并与下电极112或上电极168 接触，下电极112或上电极168被施加与施加到纳米管段154的电荷 相反类型的电荷。如果纳米管段154与下电极112接触，那么与施加 到纳米管段154的电荷相同的电荷被施加到与下电极112相对的上电
极168。然后，预定电荷应该被施加到下电极112，以便使纳米管段154 与下电极112连续地接触。当然，如果纳米管段154与上电极168接 触，那么与施加到纳米管段154的电荷类型相反的电荷被施加到上电 极168，以及与施加到纳米管段154的电荷类型相同的电荷被施加到下 电极112。
因此，常规存储器件存储一位数据，对应于其中纳米管段154在 下电极112和上电极168之间浮置的状态和其中纳米管段154与下电 极112或上电极168接触的状态。
但是，常规存储器件具有以下缺点。
首先，由于被下电极112的两个上端支撑的纳米管段154的水平 距离应该大于纳米管段154向上和向下移动的垂直距离，以及相邻下 电极112之间的距离应该更宽，该器件的集成度被降低。
其次，在纳米管段154与下电极112接触的情况下，由于纳米管 段154和下电极112之间应该施加高电压，以克服被第一层间绝缘层 176上的氮化物层两侧上支撑的纳米管段154的张力，因此功耗增加。
第三，当其中写入预定信息的纳米管段154在一个方向上弯曲时， 通过水平力，与下电极112或上电极168接触的纳米管段154可能与 下或上电极隔开，并且由于纳米管段154的接触，写入信息可能丢失。 因此，在应该使用通过板固定衬底的常规存储器件中强加空间限制， 如硅材料的半导体衬底。此外，由于常规存储器件对外部冲击敏感， 因此产率被降低。
第四，由于为了保持下电极112或上电极168与纳米管段154的 接触状态，预定电荷应该被连续地提供给与纳米管段154接触的下电
极112或上电极168，因此备用功耗增加。此外，当电荷的提供被停止
时，由于对应于米管片154的接触的信息的写状态不能被保持，因此 不可能实现非易失性存储器件。
发明内容
因此，根据本发明，提供一种能够通过减小平面结构中的相邻电 极或互连之间的距离来增加集成度的存储器件及其制造方法。
此外，根据本发明，提供一种能够通过在低压下切换将在多个电 极之间切换的部分来减小功耗的存储器件。
此外，根据本发明，提供一种存储器件，能够通过减小空间限制 以便即使当衬底弯曲时写入信息不被丢失从而提高或使产量最大化， 并且能够最小化由于外部冲击而引起的损坏。
此外根据本发明，提供一种通过减小保持写入信息的备用功耗和 通过防止信息丢失而不从外面提供电荷从而具有非易失性能的存储器 件。
根据本发明的一个方面，提供一种存储器件，包括在一个方向 上形成的位线；设置在位线上的多个字线，与该位线绝缘并交叉，这 些字线互相并行地形成，在其间形成具有预定间隔的空余空间；翻转 电极，被电连接到与字线交叉的位线，形成在该位线上面的一个字线 上方，以便穿过该空余空间，并被配置为通过多个字线之间引起的电 场，相对于该多个字线在一个方向上弯曲；以及接触部件，被配置为 响应于由翻转电极和位线之间的字线施加的电荷，集中由翻转电极引 起的电荷，该接触部件从翻转电极的下端突出，以在字线的方向上具 有预定厚度，从而减小翻转电极必须弯曲的长度，以有选择地使字线 和翻转电极接触。
该存储器件还可以包括沟槽，该沟槽将多个字线纵向分开并将翻 转电极和接触部件分开以使多个字线、多个翻转电极以及多个接触部 件关于沟槽对称。
该存储器件还可以包括在邻近于该位线的字线上形成的俘获点， 以便与字线和接触部件绝缘，该俘获点被配置为俘获从字线或该器件 外部施加的预定电荷，以便在空余空间的内部静电地固定在字线方向 上移动的接触部件。
根据本发明的再一方面，提供一种存储器件，包括具有平坦表 面的衬底；在一个方向上在衬底上形成的位线；在与位线交叉的方向 上层叠的第一层间绝缘层和第一字线；与第一字线分开预定间隔以便 形成空余空间和形成在平行于第一字线的方向上的第二字线；形成在 第一字线的侧表面的衬底上，以便支撑第二字线的侧表面预定高度的 第二层间绝缘层和第三层间绝缘层；翻转电极，在邻近于第一字线的 部分，被电连接到位线并穿过第一字线上面的空余空间，该翻转电极 被配置为通过第一字线和第二字线之间感应的电场向上和向下弯曲； 以及接触部件，形成为在第一字线的方向上从翻转电极的下端突出预 定厚度，以减小翻转电极应该垂直弯曲的长度，从而与第一字线接触， 该接触部件是响应于施加到第一字线的电荷集中翻转电极中感应的电 荷的部件。
该存储器件还可以包括通过蚀刻液或反应气体将从被沟槽露出的 其侧壁移走的层叠第一牺牲层和第二牺牲层，以在第一字线和第二字 线之间形成空余空间。
第一牺牲层和第二牺牲层分别可以包括多晶硅层。
该接触部件可以包括在微凹或凹槽中填充的导电金属层，该微凹 或凹槽通过在第一字线的方向上凹陷第一牺牲层的中心上部预定深度 而形成。
该存储器件还可以包括在翻转电极和叠层的侧表面之间形成的隔 片，该叠层包括第一层间绝缘层、第一字线以及第一牺牲层。
该隔片可以包括氮化硅层和多晶硅层的至少一种。
当隔片由多晶硅层形成时，该多晶硅层可以被除去，以在第一字 线的侧壁和翻转电极之间形成第二空余空间。
第一字线和接触部件之间的距离可以小于第一字线的侧壁和翻转 电极之间形成的第二空余空间的距离。
该存储器件还可以包括分开第一层间绝缘层上的第一字线、翻转 电极、接触部件以及第二字线的沟槽。
翻转电极和接触部件可以分别包括钛、氮化钛层或碳纳米管。
该存储器件还可以包括第一字线上形成的俘获点，以便与第一字 线和接触部件绝缘，该俘获点被配置为俘获从第一字线或该器件外部 施加的预定电荷，以便在空余空间的内部静电地固定在第一字线方向 上移动的接触部件。
该俘获点可以具有其中层叠有预定厚度的氧化硅层、氮化硅层以 及氧化硅层的结构。
根据本发明的另一方面，提供一种用于制造半导体器件的方法， 该方法包括在衬底上的一个方向上形成位线；在与位线交叉的方向 上形成包括第一层间绝缘层、第一字线以及第一牺牲层的叠层；在该 叠层的每个纵向侧壁上形成隔片；通过将第一牺牲层的中心上部凹陷
预定深度，形成微凹；形成翻转电极和接触部件，以在邻近于该隔片 的部分位线之间延伸，以覆盖具有微凹的第一牺牲层，并电连接到位 线；形成覆盖所述衬底和所述位线的整个表面并且露出所述叠层上的 所述翻转电极和所述接触部件的第二层间绝缘层，在所述位线上形成 所述翻转电极和所述接触部件；在翻转电极和接触部件上的叠层方向
上形成第二牺牲层和第二字线；形成第三层间绝缘层，覆盖平坦衬底
的整个表面，并在纵向上部分地开口第二字线的上部；通过顺序地除 去被第三层间绝缘层、第二牺牲层、翻转电极、接触部件、第一牺牲 层以及第一字线露出的第二字线，形成具有预定深度的沟槽；以及通 过从被该沟槽露出的其侧壁除去第一牺牲层和第二牺牲层，在第一字 线和第二字线之间形成空余空间，以便在该空余空间中浮置该翻转电 极和接触部件。
在该方法中，该叠层还可以包括俘获点，该俘获点包括第一字线 和第一牺牲层之间的第一氧化硅层、氮化硅层以及第二氧化硅层。
形成该沟槽，以便将俘获点分为被沟槽对称地分开的两个部分。
第三层间绝缘层的形成可以包括减小用来构图第二牺牲层和第二 字线的硬掩模层的线宽，形成氧化硅层以掩埋该硬掩模层，部分地除 去该氧化硅层以平整该氧化硅层，直到硬掩模层的顶表面被露出，以 及除去该硬掩模层以露出第二字线的中心上部。
该方法还可以包括通过覆盖该沟槽的上端形成密封该沟槽内部的 第四层间绝缘层。
对于所属领域的普通技术人员来说，考虑到附图和所附的具体实 施方式，将更明白本发明。在此通过例子提供其中描述的实施例，而 不是限制，其中相同参考数字指相同或类似的元件。该图未必按比例，
重点在于图示本发明的多个方面。在图中 图1是说明常规存储器件的剖面图2是说明根据本发明的一个方面的存储器件的第一实施例的透
视图3是沿图2的线I-I'的剖面图4是说明其中层叠图2的存储器件的结构实施例的剖面图； 图5A至6K是用于解释制造图2和3的存储器件的方法实施例的 透视图和剖面图7是说明根据本发明的一个方面的存储器件的第二实施例的透
视图8是沿图7的线n-n'的剖面图9是表示通过根据第二实施例的存储器件的位线和字线施加的 电压和翻转电极的弯曲距离之间的关系曲线；
图IO是说明其中层叠图7的存储器件的结构实施例的剖面图；以
及
图IIA至12K是用于解释制造图7和8的存储器件的方法实施例 的透视图和剖面图。
具体实施例方式
下面，将参考附图详细描述根据本发明的多个方面的存储器件和 用于制造该存储器件的方法的实施例。但是，本发明可以以多种不同 的形式实施，不应该被认为仅仅局限于在此阐述的实施例。在图中， 为了清楚放大了各个层和区域的厚度。此外，当描述一个层存在于另 一层或衬底"上"时，该层可以直接与另一层或衬底接触，或在该层和另 一层或衬底之间可以存在第三层。
应当理解，尽管在此使用措词第一和第二等来描述各个元件，但 是这些元件不应该受这些措词限制。这些措词是用来将一个元件与另 一元件相区别，而不是暗示元件的必需顺序。例如，在不脱离本发明 范围的条件下，第一元件可以被称为第二元件，同样，第二元件可以
称为第一元件。在此使用的措词"和/或"包括一个或多个相关列项的任 意和所有组合。
应当理解，当一个元件被称为在另一元件"上"或"连接"或者"耦 合到"另一元件时，它可以直接在另一元件上或直接连接或者耦合到另 一元件，或可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为"直接在另 一元件之上"或者"直接连接"或"直接耦合"到另一元件时，则不存在中 间元件。用来描述元件之间的关系的其他词语应该按类似的方式解释 (例如，"在...之间"与"直接在...之间"，"邻接"与"直接邻接"等)。
在此使用的专业词汇仅仅用于描述具体实施例的目的，而不是限 制本发明。在此使用的单数形式"一"，同样包括复数形式，除非上下文 另外清楚地表明相反的意思。还应当理解，在此使用措词"包含"、"包 括"时，说明所述特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排 除存在或增加一个或多个其他特征、步骤、元件、组件和/或其组。
空间相对术语，如"在...底下"、"在...下面"、"下"、"在...上面"、"上"
等等可以用来描述一个元件或特征与图中所示的其它元件(多个)或
特征(多个)的关系。应当理解，该空间相对术语是用来包括除图中 描绘的取向之外的使用和/或工作中器件的不同取向。例如，如果图中 的器件被反转，那么被描述为在其他元件或特征"下面"和/或"底下"的 元件于是将定向在其他元件或特征"上面"。该器件可以被另外定向(例 如，旋转90度或以其他取向)，并且相应地解释在此使用的空间相对 描述。
图2是说明根据本发明的一方面的存储器件的第一实施例的透视 图。图3是沿图2的线I-I'的剖面图。
如图2和3所示，根据第一实施例的存储器件包括，具有平坦表 面的衬底10，在一个方向上在衬底10上形成的位线20，设置在位线
20上与位线20绝缘并交叉的写字线(例如，第一字线)30和读字线 (例如，第二字线)40，在其间具有空余空间，且互相平行，电连接 到与写字线30和读字线40交叉的位线20并覆盖位线20上的写字线 30并且穿过该空余空间以及通过写字线30和读字线40之间感应的电 场在一个方向上弯曲的翻转电极50，以及接触部件100，响应于由翻 转电极50和位线20之间的写字线施加的电荷，集中由翻转电极50感 应的电荷，并在写字线30的方向从翻转电极50的下端突出预定厚度， 以减小翻转电极50弯曲的长度以及有选择地使写字线30与翻转电极 50接触。
这里，衬底10提供平坦表面，以便可以在一个方向上形成位线20。 例如，衬底IO包括具有优异柔韧性的绝缘衬底或半导体衬底，衬底IO 通过该柔韧性被外力弯曲。
在衬底10上，位线20具有预定厚度并在一个方向上形成。此外， 位线20由具有优异导电性的材料形成。例如，位线20可以由具有优 异导电性的导电金属材料如金、银、铜、铝、钨、硅化钨、钛、氮化 钛、钽以及硅化钽或掺有导电杂质的硅或多晶硅材料形成。尽管未示 出，包括导电金属材料或多晶硅材料的用来构图位线20的第一硬掩模 层可以具有等于或类似于写字线30和位线20之间的位线20的线宽。
写字线30在衬底10上面与位线20交叉并与位线20绝缘。类似 地，写字线30可以由导电金属材料如金、银、铜、铝、钨、硅化钨、 钛、氮化钛、钽以及硅化钽形成。然后，写字线30和位线20被互相 分开，在写字线30和位线20之间插入具有预定厚度的第一层间绝缘 层22，以减小其间的干扰。第一层间绝缘层22具有与写字线30相同 的方向。这是因为当形成翻转电极50时，在写字线30的侧表面上应 该露出位线20，以便使写字线30上面形成的翻转电极50与位线20接 触。此外，当在位线20上面形成对称地分开多个写字线30、多个翻转 电极50以及多个读字线的沟槽90时，第一层间绝缘层22可以被用作刻蚀停止层。例如，第一层间绝缘层22可以包括一个或多个氧化硅层、 氮化硅层以及氮氧化硅层。
尽管未示出，根据第一实施例的存储器件包括在写字线30上层叠 的第一牺牲层60 (图5B)，以便翻转电极50可以与写字线30分开并 在写字线30上面以及被移除，以便通过沟槽90在写字线30和翻转电 极50之间形成空余空间。这里，在写字线30上，第一牺牲层60具有 预定厚度并且具有等于或类似于写字线30的线宽。通过开口第一层间 绝缘层22的沟槽90，在写字线30的方向上引入第一牺牲层60，并通 过具有优异刻蚀选择性的蚀刻液或反应气体除去。例如，第一牺牲层 60可以由多晶硅材料形成。因此，形成第一牺牲层60，以限定其中翻 转电极50可以弯曲的空余空间。此外，接触部件IOO被微凹100a (图 5D)或凹槽限定，其中在写字线30的方向，第一牺牲层60的中心被 凹陷预定深度。
在包括第一层间绝缘层22、写字线30以及第一牺牲层60的叠层 侧表面和翻转电极50之间形成隔片24。这里，隔片24将翻转电极与 写字线30的侧壁分开预定距离。隔片24具有对应于在翻转电极50和 写字线30之间形成的空余空间的上端边缘的高度，或对应于第一牺牲 层60的上端边缘的高度，并且围绕该叠层的侧表面。例如，隔片24 可以由绝缘层材料如氮化硅层形成。当隔片24由多晶硅材料，如与第 一牺牲层60相同的氮化硅层形成时，通过具有等于或类似于第一牺牲 层60的刻蚀选择性的蚀刻液或反应气体，它可以与第一牺牲层60 — 起被除去，以在叠层的侧壁和翻转电极50之间形成空余空间。
翻转电极50被电连接到邻近于该叠层的位线20并沿该叠层的侧 表面延伸到该叠层的上部。翻转电极50具有等于或类似于位线20的 线宽，并在位线20的方向上形成。翻转电极50被布置在第一层间绝 缘层22和与位线20交叉的写字线30上方。然后，在对称地分开多个 写字线30的沟槽90的两侧，多个翻转电极50被对称地分开。翻转电 极50由具有预定回弹力的导电材料形成，以通过写字线30和读字线 40之间形成的空余空间中感应的电场自由地向上和向下移动。例如， 翻转电极50可以由钛、氮化钛层或碳纳米管材料形成。然后，碳纳米 管通过连接包括六个碳原子的六边形形状形成管状。碳纳米管的名称 来源于该管的直径仅仅是几纳米至数十纳米。碳纳米管的导电性类似 于铜的导电性，并且碳纳米管的热传导率基本上与热传导率很高的金 刚石相同。此外，碳纳米管的强度比钢约强100倍。碳纳米管具有足 以适合百分之十五的形变的高回复力，而碳纤维被百分之一的形变断 裂。
然后，翻转电极50可以在写字线30上面向上和向下弯曲。翻转 电极50的内表面被在写字线30的侧表面上形成的隔片24固定。此外， 如果未设置隔片24，并且在该叠层的侧壁上形成空余空间，那么翻转 电极50可以被翻转电极50的外侧上的第二层间绝缘层26固定。这里， 第二层间绝缘层26具有等于或类似于翻转电极50的高度。尽管未示 出，但是第二层间绝缘层26可以具有等于或类似于翻转电极50上形 成的第三硬掩模层的高度，以构图该翻转电极50。例如，第二层间绝 缘层26可以由氧化硅层材料形成。然后，第二层间绝缘层26与翻转 电极50或翻转电极50的第三硬掩模层一起具有平坦表面，以在后续 工序中构图第二牺牲层70和读字线40。
接触部件100在写字线30的方向在与位线20交叉的写字线30上 面从翻转电极50的远端突出。例如，可以通过微凹100a或凹槽与翻转 电极50—起形成接触部件100，在微凹100a或凹槽中，写字线30上 形成的第一牺牲层60的中心被凹陷预定深度。尽管未示出，但是可以 通过在使用湿刻蚀法或干刻蚀法各向同性或各向异性地除去预定深度 的微凹100a或凹槽中填充与翻转电极50相同导电性的金属材料来形成 接触部件100，该刻蚀法使用露出第一牺牲层60的上部的第二硬掩模 层作为刻蚀掩模。因此，接触部件100在写字线30的方向上从翻转电 极50的最远端突出。此外，如果第一牺牲层60被除去，那么翻转电 极50和接触部件100相对于写字线30可以被浮置预定高度。因此， 形成接触部件100，以便减小翻转电极50的弯曲距离，翻转电极50在 预定条件下在写字线30的方向上弯曲。对应于接触部件100的厚度， 翻转电极50的弯曲距离可以被减小。如果在预定电压下，不同极性的 电荷被施加到写字线30和翻转电极50,那么翻转电极50可以在写字 线30的方向上弯曲。然后，通过翻转电极50施加的电荷可以被集中 于接触部件100。例如，由于施加到翻转电极50的电荷通过高斯定律 集中，则在写字线30的方向上，吸引力被施加到接触部件100，以弯 曲翻转电极50。之后将描述接触部件100和写字线30之间感应的电场 和电压和翻转电极50的弯曲之间的关系。
尽管未示出，但是根据第一实施例的存储器件还包括在翻转电极 50上形成的第二牺牲层70，以将读字线40与翻转电极50分开预定距 离并被除去，以便在被沟槽90露出的侧壁中，在翻转电极50和读字 线40之间形成空余空间。这里，类似于第一牺牲层60，第二牺牲层 70可以被引入沟槽90内部的蚀刻液或反应气体各向同性地刻蚀，以被 除去。例如，第二牺牲层70可以限定翻转电极50在读字线40的方向 上弯曲的距离，以及可以由与第一牺牲层60相同的多晶硅材料形成。
此外，读字线40被层叠在第二牺牲层70上，并具有等于或类似 于第二牺牲层70的线宽。例如，读字线40可以由导电金属材料如金、 银、铜、铝、钨、硅化钨、钛、氮化钛、钽以及硅化钽形成。在读字 线40和翻转电极50之间形成空余空间。因此，如果翻转电极50上的 第二牺牲层70被除去以形成空余空间，那么在第二层间绝缘层26上 形成支撑读字线40的侧表面的第三层间绝缘层28，以在翻转电极50 上面浮置读字线40。这里，第三层间绝缘层28可以被用作掩模层，以 在形成沟槽90时关于沟槽90对称地形成多个读字线40、多个翻转电 极50以及多个写字线30。然后，第三层间绝缘层28被平整，以便读 字线40上的第四硬掩模层42 (图5G)可以被开口。此外，第三层间 绝缘层28被平整，以便可以形成光刻胶图形，该光刻胶图形使对应于
在读字线40上形成的第四硬掩模层42的上部开口 。
沟槽90通过分别分开读字线40、翻转电极50、接触部件100以 及写字线30，可以对称地形成多个读字线40、多个翻转电极40以及 多个写字线30。例如，可以将沟槽90形成为具有等于或类似于写字线 30和读字线40的方向，以及分开翻转电极50，同时与翻转电极50和 位线20直角交叉。然后，沟槽90露出第一层间绝缘层22至底表面。
因此，由于根据第一实施例的存储器件包括沟槽90，沟槽90在纵 向上用空余空间将读字线40和写字线30分开至两侧，并且分开翻转 电极50和电连接到写字线30下面的位线20的接触部件100，以致关 于沟槽90具有对称结构的多个线之间的距离可以被减小，由此增加单 元器件的集成度。
同时，如果通过位线20和翻转电极50将预定电荷施加到接触部 件100，那么该接触部件被写字线30和读字线40之间的空余空间中感 应的电场向上和向下移动，以与写字线30或读字线40接触。例如， 通过由公式1表示的库仑力，接触部件100可以在写字线30或读字线 40的方向上移动。
公式1:<formula>formula see original document page 20</formula>
这里，'k，是库仑力常数，'q,'是施加到在翻转电极50的远端形成 的接触部件100的电荷，'q2'是施加到写字线30或读字线40的电荷。 此外，'r，是写字线30和接触部件100之间的直线距离。此外，'E'是写 字线30和翻转电极50之间或写字线40和接触部件100之间感应的电 场。根据该库仑力，如果'q/和'q2，具有相反极性，那么在它们之间施 加吸引力，以便它们可以变得更靠近。如上所述，通过翻转电极50施
加的电荷被集中于接触部件100。随着写字线30和接触部件100变得 更靠近或读字线40和接触部件IOO变得更靠近时，所以更多电荷可以 被集中于接触部件IOO。另一方面，如果'q广和'q2'具有相同极性，那么 在它们之间施加排斥力，以便它们可以变得更遥远或互相远离。因此， 可以写入或读出对应于一位的数字信息，并且该一位信息分别对应于 '0'和'1'，这决于接触部件100和写字线30电接触的状态和它们被电分 开的状态。
此外，随着接触部件100和写字线30之间的距离变小，所以接触 部件100和记录字线30之间施加的库仑力增加。随着库仑力增加，翻 转电极50可以容易地在写字线30的方向上弯曲。类似地，随着接触 部件100和写字线30之间的距离减小，接触部件100和写字线30之 间施加的电压也减小。
因此，根据第一实施例的存储器件包括接触部件100，该接触部件 在写字线30的方向上从在写字线30的方向上弯曲的翻转电极50的远 端突出，以减小翻转电极50的弯曲距离。此外，由于接触部件100和 写字线30之间施加的电压可以被减小，以使接触部件IOO和写字线30 互相电接触，由此可以减小功耗。
然后，翻转电极50被隔片24和第一层间绝缘层22固定并具有与 预定弹性模量成比例的弹性力。当抵抗该库仑力时，翻转电极50向上 和向下弯曲。例如，由于弹性力与距离成比例增加，并且库仑力与距 离的平方成比例减小，因而随着接触部件IOO和写字线30之间的距离 减小，与弹性力相比较，库仑力增加更多。此外，由于接触部件100 和写字线30之间施加的电压量值可以被减少以克服弹性力，因此该功 耗也可以被减小。
下面，将描述根据第一实施例的存储器件使用写字线30和接触部 件IOO之间施加的库仑力的写和读操作。首先，如果具有不同极性的电荷被施加到接触部件100和写字线
30，那么在接触部件100和写字线30之间产生吸引力，并且接触部件 IOO可以被弯曲，以与写字线30接触。此外，具有与施加到接触部件 100的电荷相同极性的电荷可以被施加到读字线40，以便在接触部件 100和读字线40之间施加排斥力，以使翻转电极50弯曲到写字线30。 如上所述，随着写字线30和接触部件IOO之间的距离变得更靠近，写 字线30和接触部件IOO之间施加的库仑力可以进一步增加。因此，具 有不同极性的电荷可以被提供给写字线30和接触部件100，以使写字 线30和接触部件IOO互相电接触。此外，当接触部件100和写字线30 互相电接触时，只有当在预定强度或更高强度下具有不同极性的电荷 被提供给接触部件100和写字线30时，接触部件100和写字线30才 连续地保持接触状态。这是因为由库仑力表示的静电力比普通弹性力 或回复力强数几万倍，因此可以克服翻转电极50的弹性力，以保持接 触部件IOO和写字线30的接触状态。
同时，如果具有相同极性的电荷被提供给接触部件IOO和写字线 30，那么在接触部件100和写字线30之间施加排斥力，以分开接触部 件100和写字线30。此外，具有不同于施加到接触部件100的电荷极 性的电荷可以被施加到读字线40，以便翻转电极50可以在读字线40 的方向上弯曲。然后，尽管施加到写字线30的电荷具有与施加到接触 部件100的电荷相反的极性，但是如果施加到写字线30的电荷不具有 预定强度或更高强度，那么接触部件100和写字线30不能互相接触。 这是因为当接触部件100和写字线30互相隔开预定距离'r'或更多时， 尽管具有不同极性和具有预定强度或更低强度的电荷分别被施加到接 触部件100和写字线30，但是它们不能克服接触部件100和读字线40 之间作为吸引力施加的库仑力。
因此，通过施加具有预定极性的电荷和具有预定强度或更高强度 的电荷到接触部件100和写字线30，根据第一实施例的存储器件可以
写入一位信息，该信息对应于接触部件100与写字线30电接触或与写 字线30分开的状态。此外，当具有不同于施加到接触部件100的电荷 极性和具有预定强度或更低强度的电荷被施加到写字线30，并且具有 与施加到接触部件100的电荷极性相反极性和具有预定强度或更高强 度的电荷被施加到读字线40，可以读出对应于接触部件100与写字线 30电接触或与写字线30分开的状态的信息。
然后，当接触部件100与写字线30接触或与写字线30分开时， 防止接触部件100容易被外力变形。例如，即使当在接触部件100与 写字线30接触的状态下衬底10被向上和向下弯曲时，接触部件100 仅仅在沟槽90周围滑动到右边和左边，但是保持写字线30的接触状 态。类似地，即使当接触部件100与写字线30分开时，接触部件100 仅仅变得远离写字线30或在沟槽90周围的右边或左边更靠近写字线 30，但是接触部件100和写字线30保持它们的分开状态。
因此，由于根据第一实施例的存储器件包括与多个写字线30接触 或分开并在沟槽90周围形成在多个翻转电极50的远端的接触部件 100，因此即使当衬底IO被弯曲时，它可以连续地保持翻转电极50与 写字线30接触或分开的状态。由此，空间限制可以被减小，并且由于 从外面施加的冲击的损坏可以被最小化，由此提高或最大化产率。
图4是说明图2的存储器件的层叠结构实施例的剖面图。在该层 叠结构中，多个存储器件被顺序地层叠，每个包括接触部件IOO，该接 触部件在写字线30的方向上从插入写字线30和读字线40之间的空余 空间中的翻转电极50的远端突出，写字线30和读字线40在位线20 上面并与位线20绝缘，形成在一个方向上并与位线20交叉。这里， 形成存储器件，每个具有在位线20上面的多个写字线30和多个读字 线40，在其间插入第四层间绝缘层110。第四层间绝缘层110覆盖沟 槽90的上部，沟槽90露出被除去的第一牺牲层60 (参见图5B)和第 二牺牲层70 (参见图5G)，以在读字线40和写字线30之间形成空余
空间。
尽管未示出，多个存储器件中的位线20可以被交替地形成。此外, 在该存储器件的外周边，可以形成至少一个开关器件，如控制施加到 存储器件的电压的晶体管。此外，在邻近于该非易失性存储器件的部
分，可以形成诸如MOS晶体管、电容器和电阻的各种器件。
下面，将描述根据第一实施例的存储器件的制造方法。
图5A至6K是用于说明制造图2和3的存储器件的方法实施例的 透视图和剖面图。这里，图6A至6K的剖面图由切掉图5A至5k的透 视图而获得并被顺序地图示。
如图5A和6A所示，在水平衬底10上形成具有预定厚度的位线 20。这里，在衬底10上，在一个方向上形成互相并行的多个位线20。 例如，位线20包括导电金属层，如金、银、铜、铝、鸽、硅化钩、钛、 氮化钛、钽以及硅化钽或掺有导电杂质的硅或多晶硅层，该导电金属 层可以通过物理气相淀积方法和化学气相淀积方法来制造。尽管未示 出，通过干刻蚀法，使用光刻胶图形或第一硬掩模掩层作为刻蚀掩模 层，通过刻蚀衬底10的整个表面上形成的导电金属层或多晶硅层预定 厚度，可以形成位线20。例如，导电金属层或多晶硅层的干刻蚀法中 使用的反应气体包括通过混合硫酸和硝酸获得的强酸气体。在本实施 例中，位线20具有约500A的厚度和约30A至500A的线宽。
如图5B和6B所示，在位线20、写字线30以及第一牺牲层60交 叉的方向上，形成具有预定线宽的第一层间绝缘层22。这里，第一层 间绝缘层22、写字线30以及第一牺牲层60被层叠有各自的预定厚度。 通过使用第一牺牲层60上形成的一个光刻胶图形作为刻蚀掩模层的干 刻蚀法来各向异性刻蚀该叠层，形成第一层间绝缘层22、写字线30以 及第一牺牲层60的叠层。例如，第一层间绝缘层22可以包括通过化
学气相淀积方法形成有约200A至850A厚度的氧化硅层或氮化硅层。 然后，在形成纵向分开写字线30的沟槽90的后续工序中，第一层间 绝缘层22可以被用作刻蚀停止层。此外，写字线30可以包括通过物 理气相淀积方法或化学气相淀积方法形成的导电金属层，如金、银、 铜、铝、钨、硅化钨、钛、氮化钛、钽以及硅化钽，具有约500A的厚 度。第一牺牲层60可以包括通过原子层淀积方法或化学气相淀积方法 形成的多晶硅层，以便具有约50A至150A的厚度。在本实施例中，第 一牺牲层60、写字线30以及第一层间绝缘层22具有约30A至IOOOA 的线宽。用于构图第一牺牲层60、写字线30以及第一层间绝缘层22 的干刻蚀法中使用的反应气体可以是碳氟化物气体组中的一个或多 个，如CxFy气体或CaHbFc气体。该碳氟化物气体可以包括CF4、CHF3、 C2F6、 C4F8、 CH2F2、 CH3F、 CH4、 C2H2以及C4F6或其混合气体。
如图5C和6C所示，在包括第一层间绝缘层22、写字线30以及 第一牺牲60的叠层的每个纵向侧壁上形成隔片24。这里，在包括第一 层间绝缘层22、写字线30以及具有梯状部分的第一牺牲60的叠层的 侧壁上有选择地形成隔片24，以便将翻转电极50与写字线30绝缘。 例如，隔片24可以包括通过化学气相淀积方法形成的氮化硅层或多晶 硅层。然后，通过在衬底IO的整个表面上形成具有均匀厚度的氮化硅 层或多晶硅层，以及通过具有优异垂直刻蚀性能的干刻蚀法各向异性 地刻蚀氮化硅层或多晶硅层，可以在该叠层的侧壁上自对准隔片24。 这里，如果隔片24包括氮化硅层，那么写字线30和翻转电极50的侧 壁之间的距离可以保持恒定。
另一方面，当隔片24由多晶硅层形成时，它可以与第一牺牲层60 一起被除去，以形成空余空间。然后，当隔片24由多晶硅层形成时， 在形成第一层间绝缘层22和写字线30之后，它可以通过与第一牺牲 层60相同的工序形成。例如，在位线20上形成与位线20交叉的第一 层间绝缘层22和写字线30，以及在形成第一层间绝缘层22和写字线 30的衬底30的整个表面上形成多晶硅层。通过构图该多晶硅层，可以
形成隔片，同时被连接到第一牺牲层60，并围绕第一层间绝缘层22和 写字线30的侧壁。
虽然未示出，当形成位线20时，通过形成隔片24时的干刻蚀法 使用的反应气体可以除去位线20上形成的第一硬掩模层。因此，当形 成隔片24时，可以露出位线20。
如图5D和6D所示，通过在写字线30的上中心部分，纵向除去 第一牺牲层60预定深度，形成微凹100a或凹槽，该微凹100a或凹槽 是第一牺牲层60的中心部分的凹陷部分。例如，通过使用露出第--牺 牲层60的上中心部分的光刻胶图形或第二硬掩模层作为刻蚀掩模，通 过湿刻蚀法或干刻蚀法除去第一牺牲层60预定深度，可以形成微凹 100a或凹槽。这里，微凹100a或凹槽可以形成接触部件100，接触部 件100电连接到后续工序中形成的翻转电极50的远端，并在第一牺牲 层60被除去之后在预定条件下与写字线30电接触。然后，微凹100a 或凹槽具有大于形成的沟槽卯的宽度，以在后面工序中除去第一牺牲
层60。因此，如果在后续工序中除去第一牺牲层60之后形成空余空间， 那么通过除去第一牺牲层60的中心形成的微凹100a或凹槽可以减小接 触部件100和写字线30之间的距离。
如图5E和6E所示，翻转电极50和接触部件IOO形成为与该叠层 上部、微凹100a或凹槽交叉，并且在该叠层的侧表面上电连接到邻近 于隔片24的位线，该叠层包括第一牺牲层60、写字线30以及第一层 间绝缘层22。这里，翻转电极50形成为覆盖该叠层，并被电连接在该 叠层两侧上形成的位线20。翻转电极50具有等于或类似于位线20的 线宽，并被层叠以在该叠层两侧覆盖该隔片。此外，形成接触部件100， 以掩埋在翻转电极50的中心在写字线30的方向上凹陷的微凹100a或 凹槽的内部。然后，接触部件100比翻转电极50更厚。
例如，通过在形成该叠层和隔片24的衬底10的整个表面上形成
具有预定厚度的导电金属层，如钛和硅化钛或碳纳米管，通过在位线 20上形成屏蔽该导电金属层或碳纳米管的光刻胶图形或第三硬掩模 层，以及通过使用光刻胶图形或第三硬掩模层作为刻蚀掩模的干刻蚀
法各向异性地刻蚀导电金属层或碳纳米管，可以形成翻转电极50和接 触部件100。然后，可以通过物理气相淀积方法或化学气相淀积方法来 形成该导电金属层，以及可以通过放电方法形成碳纳米管。此外，当 翻转电极50被构图时，第三硬掩模层可以被除去，或可以留在翻转电 极50上。
因此，在根据第一实施例的存储器件的制造方法中，通过形成在 写字线30的方向上从翻转电极50的中心部分突出的接触部件100，接 触部件100和写字线30之间的距离可以被减小至小于翻转电极50和 写字线30之间的距离，翻转电极50形成在与位线20绝缘并与位线20 交叉的写字线30上方。
如图5F和6F所示，在形成翻转电极50和接触部件100的衬底 10的整个表面上形成具有预定厚度的第二层间绝缘层26。然后第二层 间绝缘层26被除去并被平整，以露出翻转电极50和接触部件100。这 里，第二层间绝缘层26提供平坦表面，以便在平行于写字线30和写 字线30上的第一牺牲层60以及第一牺牲层60上的翻转电极50的方 向上，可以形成第二牺牲层70和读字线40 (参见图5G)，第一牺牲 层60具有与衬底10成梯状的部分。
此外，利用第二层间绝缘层26，可以分开地执行第二层间绝缘层 26和读字线40下面的翻转电极50和接触部件110的构图工序。这是 因为翻转电极50、接触部件100以及读字线40包括优异的导电金属层， 并且用来构图该导电金属层的几乎所有蚀刻液或反应气体的刻蚀选择 性较低。因此，在分开并形成包括导电金属层的两个层叠线或图形的 工序中，不可避免地使用第二层间绝缘层26。例如，第二层间绝缘层 26可以由通过TEOS、 USG和HDP化学气相淀积方法形成的氧化硅层
形成。
然后，在形成翻转电极50、接触部件100以及第三硬掩模层的衬
底10的整个表面上形成第二层间绝缘层26，以便第二层间绝缘层26 具有大于翻转电极50的高度。此外，可以通过化学机械抛光方法平整 第二层间绝缘层26，以露出第一牺牲层60上的翻转电极50和接触部 件層。
因此，根据第一实施例的存储器件的制造方法包括，在已经形成 了翻转电极50和接触部件100的衬底10的整个表面上形成第二层间 绝缘层26，以及平整第二层间绝缘层26，以露出写字线30和第一牺 牲层60上形成的翻转电极50和接触部件100，以便在后续工序中可以 构图第二牺牲层70和读字线40。
如图5G和6G所示，在被第二层间绝缘层26露出的翻转电极50 和接触部件100上，在平行于第一牺牲层60和写字线30的方向，形 成第二牺牲层70和读字线40。这里，在翻转电极50周围，相对于第 一牺牲层60和写字线30对称地形成第二牺牲层70和读字线40。例如， 类似于第一牺牲材料60，第二牺牲层70可以由通过原子材料淀积方法 或化学气相淀积方法形成的多晶硅材料构成，并具有约50A至150A的 厚度。此外，读字线40具有约200A的厚度并且具有约30A至IOOOA 的线宽。
然后，可以用以下方法形成第二牺牲层70和读字线40。首先，通 过化学气相淀积方法在第二层间绝缘层26上层叠具有预定厚度的多晶 硅层、导电金属层以及第四硬掩模层42。接下来，在第一牺牲层60和 写字线30上形成屏蔽第四硬掩模层42的光刻胶图形，在通过使用该 光刻胶图形作为刻蚀掩模的干刻蚀法或湿刻蚀法除去第四硬掩模层42 之后，通过灰化工序除去该光刻胶图形。最后，可以通过使用第四硬 掩模层42作为刻蚀掩模的干刻蚀法和湿刻蚀法，各向异性地刻蚀多晶
硅层和导电金属层，从而形成第二牺牲层70和读字线40。
如图5H和6H所示，读字线40上形成的第四硬掩模层42被减小 并构图为预定线宽。这里，该构图的第四硬掩模层42限定后续工序中 沟槽的线宽。例如，通过使用屏蔽在一个方向上形成的读字线40的纵 向中心的光刻胶图形作为刻蚀掩模的干刻蚀法或湿刻蚀法，各向异性 地刻蚀第四硬掩模层42，以减小该线宽。然后，第四硬掩模层42具有
小于接触部件100的宽度。此外，可以通过在侧表面方向而不是在平 面方向上具有优异刻蚀性能的干刻蚀法或湿刻蚀法各向异性地刻蚀第
四硬掩模层42以减小该线宽。各向同性干刻蚀法或湿刻蚀法中使用的 反应气体或蚀刻液可以有选择地刻蚀第四硬掩模层42的侧表面，同时 在平行于衬底10的方向上流动。
如图51和6I所示，在具有减小线宽的第四硬掩模层42上形成预 定厚度的第三层间绝缘层28，并且第三层间绝缘层28被平整，以露出 第四硬掩模层42。这里，第三层间绝缘层28具有大于第二牺牲层70 和读字线40的厚度。因此，如果在后续工序中除去第二牺牲层70，那 么第三层间绝缘层28支撑读字线40的侧表面并从翻转电极50浮置读 字线40。例如，第三层间绝缘层28包括，例如，通过TEOS、 USG或 HDP化学气相淀积方法形成的氧化硅层。此外，可以通过化学机械抛 光方法平整第三层间绝缘层28。然后，如果使用读字线40作为刻蚀停 止层来平整第三层间绝缘层28，那么由于包括导电金属层的读字线40 可能被损坏，因此第四硬掩模层42应该被用作刻蚀停止层。
如图5J和6J所示，通过连续地使用以第三层间绝缘层28作为刻 蚀掩模的干刻蚀法，各向异性地刻蚀第四硬掩模层42、读字线40、第 二牺牲层70、接触部件IOO、第一牺牲层60以及写字线30，形成从底 部露出第一层间绝缘层22的沟槽90。这里，沟槽90对称地和多个地 分开读字线40、第二牺牲层70、接触部件IOO、翻转电极50、第一牺 牲层60以及写字线30。与包括氧化硅层的第三层间绝缘层28和第一层间绝缘层22相比较，可以通过使用相对于多晶硅和导电金属层具有 高刻蚀选择性的反应气体的干刻蚀法来形成沟槽90。
例如，该干刻蚀法中使用的反应气体可以是选自一组碳氟化物气 体的一种或多种碳氟化物气体，如CxFy气体或CaHbFc气体。该碳氟 化物气体可以包括CF4、 CHF3、 C2F6、 C4F8、 CH2F2、 CH3F、 CH4、 C2H2 以及C4F6或其混合气体。如果沟槽的宽度90被减小，那么在互相邻近 的写字线30、读字线40以及翻转电极50之间可能产生干扰。此外， 在后续工序中，通过沟槽90刻蚀第一牺牲层60和第二牺牲层70的蚀 刻液或反应气体不能正常地流动。
另一方面，如果沟槽90的宽度变宽，那么单元器件的集成度被减 小，但是刻蚀第一牺牲层60和第二牺牲层70的蚀刻液或反应气体可 以平滑地流动。因此，沟槽90对称地分开写字线30、接触部件IOO、 翻转电极50以及读字线40，并具有能正常地流动蚀刻液或反应气体的 线宽，以除去写字线30和翻转电极50之间的第一牺牲层60，以及接 触部件100和翻转电极50和读字线40之间的第二牺牲层70。例如， 沟槽90具有约30A至800A的线宽，这给予沟槽90比接触部件100 更小的线宽。
尽管未示出，如果减小第四硬掩模层42的线宽的工序被排除，那 么通过使用露出在读字线40和写字线30的纵向中心形成的第三层间 绝缘层28的光刻胶图形作为刻蚀掩模的干刻蚀法，顺序地各向异性刻 蚀第四硬掩模层42、读字线40、第二牺牲层70、翻转电极50、第一 牺牲层60以及写字线30以形成沟槽90。
如图5K和6K所示，被沟槽90露出的第一牺牲层60和第二牺牲 层70被除去，由此形成空余空间，以便翻转电极50和接触部件100 在写字线30和读字线40之间浮置。例如，通过湿刻蚀法或干刻蚀法， 可以从沟槽90侧壁中的露出表面各向异性地刻蚀第一牺牲层60和第
二牺牲层70以进行除去。由多晶硅材料形成的第一牺牲层60和第二 牺牲层70的湿刻蚀法中使用的蚀刻液可以是混合溶液，其中诸如硝酸、 氢氟酸、乙酸的强酸以预定浓度与去离子水混合。湿刻蚀法或干刻蚀 法中使用的蚀刻液或反应气体在横向上除去从沟槽90的侧壁露出的第 一牺牲层60和第二牺牲层70，由此在读字线40和写字线30之间形成 空余空间。
当隔片24由多晶硅材料构成时，也可以通过该蚀刻液或反应气体 刻蚀隔片24，以形成空余空间。然后，如果通过除去隔片24形成的空 余空间的距离显著地小于写字线30和接触部件IOO之间的空余空间的 距离，那么不是接触部件100，而是写字线30的侧表面一侧上的部分 翻转电极50与写字线30电接触，这导致写和读信息的故障。因此， 当隔片24被除去时，写字线30和接触部件100之间的距离变得大于 写字线30的侧表面和翻转电极50之间的距离。
尽管未示出，但是通过形成覆盖沟槽90的上端的第四层间绝缘层 IIO密封沟槽90的内部。然后，可以用空气中的氮气或氩气和非反应 气体填充沟槽90内部中的空余空间，并且该空余空间也可以被设置为 真空状态，以增加翻转电极50的弯曲速度。此外，在形成第四层间绝 缘层110的衬底10的上端可以顺序地形成位线20、写字线30、接触 部件IOO、翻转电极50以及读字线40，由此制造具有多层结构的存储 器件。
因此，在根据第一实施例的存储器件的制造方法中，使用在与衬 底10上形成的位线20交叉的一个方向上形成的沟槽90，对称地形成 多个写字线30、多个翻转电极50、多个接触部件100以及多个读字线 40。
图7是说明根据本发明的一个方面的存储器件的第二实施例的透
视图。图8是沿图7的线n-n，的剖面图。当第二实施例中所示的元件
名称与第一实施例的元件名称相同时，第二实施例的元件将被称为与 第一实施例中使用的元件相同的名称。
如图7和8所示，根据第二实施例的存储器件包括，具有平坦表 面的衬底10，在衬底10上的一个方向上形成的位线20，设置在位线
20上面的写字线(例如第一字线)30和读字线(例如，第二字线)40， 同时与位线20绝缘并交叉，在其间具有空余空间，且互相平行，电连 接至位线20并形成在位线20上面的写字线30上方以及配置为通过写 字线30和读字线40之间感应的电场在一个方向上弯曲的翻转电极50， 响应于由翻转电极50和位线20之间的写字线30施加的电荷，集中由 翻转电极50感应的电荷并在写字线30的方向从翻转电极50的下端突 出预定厚度，以减小翻转电极50弯曲的长度的接触部件100，以及在 接触部件100和写字线30之间形成的俘获点80，以便与接触部件100 和写字线30绝缘并俘获从写字线30或从外面施加的电荷，以静电地 固定在写字线30的方向上弯曲的接触部件100和翻转电极50。
这里，衬底10提供平坦表面，以便可以在一个方向上形成位线20。 例如，衬底IO包括具有优异柔韧性的绝缘衬底或半导体衬底，以便衬 底IO可以被外力弯曲。
在衬底10上，沿一个方向以预定厚度形成位线20。此外，位线 20由具有优异导电性的材料构成。例如，位线20可以由导电金属材料， 如金、银、铜、铝、钨、硅化钨、钛、氮化钛、钽以及硅化钽或掺有 导电杂质的硅或多晶硅材料构成。尽管未示出，用来构图包括导电金 属材料或多晶硅材料的位线20的第一硬掩模层可以具有等于或类似于 写字线30和位线20之间的位线20的线宽。
写字线30与衬底10上面的位线20交叉并与位线20绝缘。类似 地，写字线30可以由导电金属材料，如金、银、铜、铝、钨、硅化钨、 钛、氮化钛、钽以及硅化钽构成。然后，写字线30和位线20被互相
分开，在写字线30和位线20之间插入具有预定厚度的第一层间绝缘 层22，以减小其间的干扰。第一层间绝缘层22具有与写字线30相同 的方向。这是因为在形成翻转电极50的过程中，在写字线30的侧表 面上应该露出位线20，以便使写字线30上面形成的翻转电极50与位 线20接触。此外，在位线20上面形成对称地分开多个写字线30、多 个翻转电极50以及多个读字线的沟槽90的过程中，第一层间绝缘层 22可以被用作刻蚀停止层。例如，第一层间绝缘层22可以包括氧化硅 层、氮化硅层以及氮氧化硅层。因此，在一个方向上，写字线30被在 衬底10上形成的位线20上的第一层间绝缘层22绝缘，并与位线20 交叉。此外，多个写字线30被在与位线20交叉的第一层间绝缘层22 上形成的沟槽90互相并行分开。
俘获点80在相同或类似的方向层叠在写字线30上，并且具有与 写字线30相同或类似的线宽。例如，类似于写字线30，形成俘获点 80的多个层被在第一层间绝缘层22上形成的沟槽90互相并行分开。 进一步地，俘获点80通过使电荷隧穿到预定薄膜的内部来俘获通过写 字线30施加的电荷，并总是限制该俘获电荷，即使当没有从外面提供 电荷时也是如此。例如，俘获点80包括具有氧化物-氮化物-氧化物 (ONO)结构的薄膜，其中层叠在写字线30上形成的第一氧化硅层82、 氮化硅层84以及第二氧化硅层86。
此外，该俘获点还包括具有层叠第一氧化硅层82、多晶硅层以及 第二氧化硅层86的结构的薄膜。该多晶硅层用导电杂质掺杂并具有导 电性。然后，第一氧化硅层82和第二氧化硅层86是在写字线30和翻 转电极50之间电绝缘氮化硅层84和该多晶硅层的绝缘层。特别地， 第一氧化硅层82是根据氮化硅层84或多晶硅层和写字线30之间施加 的电场方向和大小有选择地隧穿电荷的隧穿绝缘层。
例如，氮化硅层84和多晶硅层被第一氧化硅层82和第二氧化硅 层86电分开，并且可以被称为在预定电压或更高电压条件下通过第一 氧化硅层引入和释放电荷的浮置电极。
因此，根据本发明第二实施例的存储器件包括俘获点80，俘获点
80通过隧穿该电荷并限制该俘获电荷从而俘获通过写字线30施加的电 荷，即使当施加到写字线30的电荷被除去时也是如此。因此，由于接 触部件100和翻转电极50使用由俘获点80限制的电荷来保持它们朝 着写字线30的方向偏转的状态，由此可以制造非易失性存储器。
虽然未示出，根据第二实施例的存储器件包括层叠在写字线30和 俘获点80上并除去的第一牺牲层60 (图11B)，以便翻转电极50和 接触部件100与写字线30隔开预定距离，并且通过沟槽90，在翻转电 极50和接触部件100以及俘获点80之间形成空余空间。这里，第一 牺牲层60形成在俘获点80上并具有预定厚度。此外，第一牺牲层60 具有等于或类似于写字线30和俘获点80的线宽。第一牺牲层60被通 过沟槽90引入的蚀刻液或反应气体除去，在写字线30和俘获点80的 方向上露出第一层间绝缘层22，该蚀刻液或反应气体具有优异的刻蚀 选择性。例如，第一牺牲层60可以由多晶硅材料构成。因此，形成第 一牺牲层60，以限定翻转电极50可以弯曲的空余空间。此外，利用在 写字线30的方向上将第一牺牲层60的中心凹陷预定深度形成的微凹 100a或凹槽来限定接触部件100。
在包括第一层间绝缘层22、写字线30、俘获点80以及第一牺牲 层60的叠层的侧表面以及翻转电极50之间形成隔片24。这里，隔片 24将翻转电极50与写字线30和俘获点80的侧壁分开预定距离。隔片 24具有对应于在翻转电极50和写字线30和俘获点80之间形成的空余 空间的上端边缘或牺牲层60的上端边缘的高度，并围绕该叠层的侧表 面。例如，隔片24可以由与氮化硅层相同的绝缘材料构成。此外，如 果隔片24由类似于第一牺牲层60的多晶硅材料构成，那么通过相对 于第一牺牲层60表现出相同或类似刻蚀选择性的蚀刻液或反应气体， 它可以与第一牺牲层60 —起被除去，以在该叠层的侧壁和翻转电极50
之间形成空余空间。
翻转电极50被电连接到邻近于隔片24的位线20，并沿隔片24 的侧表面延伸到第一牺牲层60的上侧和俘获点80。此外，翻转电极 50具有等于或类似于位线20的线宽，并形成在位线20的方向上。翻 转电极50形成在与位线20交叉的第一层间绝缘层22、写字线30以及 俘获点80的上方。然后，在对称地分开多个写字线30的沟槽90周围 的两侧，对称地分开多个翻转电极50和多个接触部件100。翻转电极 50由具有预定弹性的导电材料形成，以沿通过写字线30和读字线40 之间形成的空余空间中感应的电场向上和向下移动的接触部件100弯 曲。例如，翻转电极50可以由钛、氮化钛层或碳纳米管材料构成。
然后，该碳纳米管通过连接包括六个碳原子的六边形形状形成管 状。碳纳米管的名称源自管直径仅仅是几纳米至数十纳米。碳纳米管 的导电性类似于铜的导电性，以及碳纳米管的热传导率基本上与特性 最优异的金刚石的热传导率相同。此外，碳纳米管的强度比钢强约100 倍。碳纳米管具有足够高的回复力，适合于约百分之十五的形变，而 碳纤维被百分之一的形变断裂。
如上所述，翻转电极50在写字线30上面向上和向下弯曲。翻转 电极50的内表面被在写字线30的侧表面上形成的隔片24固定。此外， 如果未设置隔片24并且在该叠层的侧壁上形成空余空间，那么翻转电 极50可以被翻转电极50的外侧上的第二层间绝缘层26固定。这里， 第二层间绝缘层26具有等于或类似于翻转电极50的高度。尽管未示 出，但是第二层间绝缘层26可以具有等于或类似于翻转电极50上形 成的第三硬掩模层的高度，以构图该翻转电极50。例如，第二层间绝 缘层26可以由氧化硅层材料形成。然后，第二层间绝缘层26与翻转 电极50或翻转电极50上的第三硬掩模层一起具有平坦表面，以便构 图第二牺牲层70和读字线40。
接触部件100在写字线30和俘获点80的方向上，在与位线20交 叉的写字线30上面从翻转电极50的远端突出。例如，可以通过微凹 100a或凹槽与翻转电极50 —起形成接触部件100，在微凹100a或凹槽 中，写字线30上形成的第一牺牲层60的中心被凹陷预定深度。尽管 未示出，可以通过使用露出第一牺牲层60的中心上部的第二硬掩模层 作为刻蚀掩模的湿刻蚀法或干刻蚀法，在各向同性或各向异性地除去 预定深度的微凹100a或凹槽中填充与翻转电极50相同导电金属材料来 形成接触部件100。因此，接触部件100在写字线30的方向上从翻转 电极50的最远端突出。
此外，如果第一牺牲层60被除去，那么翻转电极50和接触部件 100可以相对于写字线30浮置预定高度。因此，形成接触部件100以 减小当在预定条件下翻转电极50在写字线30的方向上弯曲时翻转电 极50的弯曲距离。可以对应于接触部件100的厚度减小翻转电极50 的弯曲距离。如果在预定电压下不同极性的电荷被施加到写字线30和 俘获点80以及翻转电极50，那么翻转电极50可以在写字线30的方向 上弯曲。然后，通过翻转电极50施加的电荷可以被集中在接触部件100 中。例如，由于施加到翻转电极50的电荷通过高斯定律集中在接触部 件100中，因而吸引力在写字线30和俘获点80的方向上被施加到接 触部件IOO，以使翻转电极50弯曲。之后将描述接触部件IOO和写字 线30之间感应的电场和电压以及接触部件100的移动之间的关系。
尽管未示出，但是根据第二实施例的存储器件还包括在翻转电极 50上形成的第二牺牲层70，以将读字线40与翻转电极50分开预定距 离并去除至被沟槽90露出的侧壁，以便在翻转电极50和读字线40之 间形成空余空间。这里，类似于第一牺牲层60，第二牺牲层70可以被 引入沟槽90内部的蚀刻液或反应气体各向异性地刻蚀以进行去除。例 如，第二牺牲层70可以限定翻转电极50在读字线40的方向上弯曲的 距离，并且可以由与第一牺牲层60相同的多晶硅材料形成。
此外，读字线40被层叠在第二牺牲层70上并具有等于或类似于
第二牺牲层70的线宽。例如，读字线40可以由导电金属材料，如金、 银、铜、铝、钨、硅化钨、钛、氮化钛、钽以及硅化钽构成。读字线 40在翻转电极50上面具有空余空间。因此，如果翻转电极50上的第 二牺牲层70被除去并形成空余空间，那么形成第三层间绝缘层2S，以 在第二层间绝缘层26上支撑读字线40的侧表面，从而浮置翻转电极 50上面的读字线40。这里，第三层间绝缘层28可以形成多个读字线 40、多个翻转电极50、多个接触部件100以及多个写字线30，当形成 沟槽90时，作为关于沟槽90对称形成的掩模层。然后，第三层间绝 缘层28被平整，以形成光刻胶图形，开口读字线40上的第四硬掩模 层42。此外，第三层间绝缘层28被平整，以形成光刻胶图形，开口对 应于在读字线40上形成的第四硬掩模层42的上部。
通过分开读字线40、翻转电极50、接触部件100、俘获点80以及 写字线30，沟槽90可以分别对称地形成多个读字线40、多个翻转电 极50、多个俘获点80以及多个写字线30。例如，沟槽90可以具有等 于或类似于写字线30、俘获点80以及读字线40的方向，并且可以对 称地分幵翻转电极50和接触部件100，同时与翻转电极50、接触部件 100以及位线20交叉。
因此，单元器件的集成度增加，由于根据第二实施例的存储器件 包括沟槽90，该沟槽在纵向上将具有空余空间的读字线40、俘获点80 以及写字线30分开至沟槽90的两侧，并且将接触部件100和翻转电 极50分开，接触部件100电连接到写字线30下面的位线20，使得关 于沟槽90具有对称结构的多个线之间的距离减小。
同时，写字线30和读字线40可以被下电极和上电极替代，用于 通过来自器件外侧或外部的电荷来感应电场。如上所述，俘获点80通 过使该电荷隧穿来俘获通过写字线30施加的电荷，并且即使当从写字 线30除去该电荷时也保持该电荷的俘获状态。因此，根据第二实施例 的存储器件可以对应于在俘获点80和读字线40之间的空余空间中形 成的翻转电极50和接触部件100朝向俘获点80和读字线40弯曲的方 向来写入和读出信息。
下面，将描述对应于翻转电极50和接触部件100的弯曲方向的信 息的写和读处理。将描述通过翻转电极50、位线20、写字线30、俘获 点80、接触部件100以及写字线40施加的电荷所感应的电场怎样改变 翻转电极50和接触部件IOO的弯曲方向。还要将描述将要施加到位线 20、写字线30以及写字线40的电压的详细关系。
首先，当具有预定电平电压的电荷被施加到写字线30时，电荷隧 穿通过第一氧化硅层82，并被氮化硅层84和多晶硅层俘获。此外，当 具有与被俘获点80俘获的电荷相反极性的电荷被提供给俘获点80上 的接触部件100时，接触部件IOO在俘获点80的方向上移动。另一方 面，当具有与被俘获点80俘获的电荷相同极性的电荷被提供给接触部 件100时，接触部件100移到俘获点80上面的读字线40。这里，可以 通过上面的公式1的库仑力表示接触部件IOO的移动方向。
根据该库仑力，当施加到接触部件100的电荷和施加到写字线30 和俘获点80的电荷具有相同极性时，接触部件IOO可以通过排斥力变 得远离写字线30和俘获点80。通过从在对应于写字线30和俘获点80 的接触部件100的上端上形成的读字线40，施加具有与施加到接触部 件100的电荷相反极性的电荷，接触部件100可以在读字线40的方向 上移动。
同时，当施加到接触部件100的电荷和施加到写字线30和俘获点 80的电荷具有相反极性时，接触部件100可以通过接触部件，以及写 字线30和俘获点80之间的吸引力变得靠近写字线30。因此，当相反 极性的电荷被施加到俘获点80和接触部件100时，接触部件100可以 在俘获点80的方向上移动。通过施加与从接触部件IOO提供给读字线
40的电荷相同极性的电荷，接触部件100可以在俘获点80的方向上移 动。
然后，随着接触部件100和俘获点80之间的距离减小，接触部件 IOO和俘获点80之间施加的库仑力增加。因此，随着库仑力增加，所 以翻转电极50在俘获点80的方向上逐渐弯曲。类似地，随着接触部 件100和俘获点80之间的距离减小，接触部件100以及俘获点80和 写字线30之间施加的电压也减小。
因此，功耗可以减小，因为根据第二实施例的存储器件包括在写 字线30的方向上从在俘获点80和写字线30的方向上弯曲的翻转电极 50的远端突出以减小翻转电极50的弯曲距离的接触部件100，并且可 以减小施加到接触部件100、俘获点80以及写字线30的电压，从而使 接触部件100与俘获点80接触。
同时，当翻转电极50在俘获点80的方向上弯曲，以及接触部件 100与俘获点80接触或变得靠近俘获点80时，俘获点80和翻转电极 50之间的距离被减小，并且作为吸引力而施加的库仑力增加。这是因 为库仑力与俘获点80和翻转电极50之间距离的平方成反比地增加。 然后，即使电荷不被施加到俘获点80下面的写字线30，在俘获点80 中也限制了预定数量或更多数量的电荷。此外，即使电荷不被施加到 位线和翻转电极50，通过由俘获点80俘获的电荷在接触部件100中感 应具有与由俘获点80俘获的电荷相反极性的电荷。这是因为如果第二 氧化硅层86之上和之下的氮化硅层84和接触部件100被设为具有预 定电容量，俘获点80的第二氧化硅层86是介质，那么即使当施加到 接触部件100的电荷被除去时，接触部件IOO和第二氧化硅层86也可 以保持接触状态。因此，接触部件100通过从俘获点80的氮化硅层中 俘获的电荷感应的耦合电荷与俘获点80的第二氧化硅层86接触，并 且翻转电极50可以保持弯曲。
例如，由于施加了库仑力表示的强达普通弹性力或回复力几万倍 的静电力，俘获点80和接触部件IOO之间的静电耦合不被翻转电极50 的弹性力或回复力破坏。实际上，在实现具有微米或更小尺度的纳米 超微器件中，库仑力具有与距离平方的倒数成比例的量值，但是弹性 力或回复力仅具有与距离成比例的量值。因此，具有超微结构的接触
部件100可以通过库仑力在俘获点80的方向上移动，弹性力或回复力 被忽略，或可以在读字线40的方向上移动。此外，即使电荷不被提供 给写字线30和接触部件IOO，通过俘获点80中俘获的电荷引起的电场， 在接触部件100中也感应出具有与俘获点的电荷相反极性的电荷，并 且俘获点80和接触部件100保持相互靠近，以保持预定数量的电容量。 此外，尽管预定量值或更低量值的电流被连续地提供给位线20，但是 接触部件IOO被俘获点80的电荷引起的电场限制并连续地保持靠近俘 获点80。
因此，根据第二实施例的存储器件可以在接触部件IOO靠近或接 触俘获点80的位置电位以及接触部件100与俘获点80分开的位置电 位之间区分，以从读字线40输出对应于一位的信息。例如，可以输出 对应于第一电位(第一电压)和第二电位(第二电压)的信息，第一 电位与读字线40和接触部件IOO之间感应的电场量值成比例，该接触 部件IOO靠近或接触俘获点80，第二电位与接触部件100和读字线40 之间感应的电场量值成正比，该接触部件IOO与俘获点80分开和隔开。 然后，当将要从与俘获点80隔开的接触部件IOO读出预定信息时，在 接触部件100和读字线40之间施加静电吸引力，以使接触部件100在 读字线40的方向上移动。
因此，由于根据第二实施例的存储器件包括俘获点80，俘获点80 通过隧穿该电荷俘获施加到写字线30的电荷并使用该俘获电荷保持接 触部件100的接触状态从而减小为存储预定信息而施加的储备功耗， 以及可以防止该信息丢失，而不通过写字线30提供电荷，从而可以实 现非易失性存储器件。
图9是表示通过位线20和写字线30施加的电压和根据第二实施 例的接触部件100的弯曲距离之间的关系曲线。如果在位线20和写字 线30之间施加具有正值的电压'Vpun.m'，那么接触部件IOO靠近俘获点 80，并写入对应于'O'的信息。另一方面，如果在位线20和写字线30 之间施加具有负值的电压'Vpuu-。ut'，那么接触部件100变得远离俘获点
80，并写入对应于'r的信息。
这里，横轴表示电压的电平，并且纵轴表示接触部件100从俘获 点80的表面移动到读字线40的距离Tgap。因此，如果具有正值的电压
'VpuU.m'或具有负值的电压'VpuU饰t，被施加到位线20和写字线30之间连
接的接触部件100，那么接触部件100与俘获点80接触或与俘获点80
分开，并且可以写入对应于具有'o'或'r值的一位的数字信息。
然后，电压'Vpull-in，和电压'Vpull—。ut，可以由公式2决定。 公式2:
V=Vb/l-Vwwl
这里，'V'表示电压'VpuU-in'或'VpuU-。ut'。 VB/l是施加到位线20的电 压，以及'Vwwl'是施加到写字线30的电压。然后，电压VpuU—in具有
正值以及vpull.。ut具有负值。例如，如果电压vpull.in和电压vpull—。ut的绝 对值相同或类似，那么在对应于'o'值的信息将被记录的情况下，电压
1/2 Vpun.m被施加到位线20以及电压1/2 Vpun-。ut被施加到写字线30，以 使接触部件100与俘获点80接触。
此外，如果对应于'l，的信息将被写入，那么电压1/2 Vpuu—。ut被施 加到位线20以及电压1/2 Vpuu-in被施加到写字线30，以将接触部件100
与俘获点80分开。尽管未示出，当不施加电压VpuU—in或电压'VpuU-。ut，
时，位线20、写字线30以及读字线40可以被设为接地。
因此，根据第二实施例的存储器件通过施加预定的电压电平到位
线20和写字线30，可以写入和读出对应于'o'或'r的一位信息，使得
电连接到位线20的接触部件100可以与写字线30上的俘获点80接触 或分开。
然后，如果接触部件100与俘获点80接触或保持与俘获点80分 开，可以防止翻转电极50容易被外力变形。例如，即使衬底10被向 上和向下弯曲，利用接触部件100与写字线30接触，接触部件100仅 仅滑动到沟槽90周围的左边和右边，但是保持与写字线30的接触状 态。此外，即使当接触部件IOO与俘获点80分开时，接触部件100仅 仅变得靠近或远离沟槽90周围的俘获点80，但是保持接触部件100与 俘获点80的分开状态。
因此，由于根据第二实施例的存储器件包括与多个俘获点80接触 或分开并关于沟槽90分开的多个接触部件100，因此即使当衬底10被 弯曲时，也可以连续地保持接触部件IOO与俘获点80接触或分开的状 态。由此，空间限制可以被减小，并且可以最小化由于从外部施加的 冲击所引起的损坏，由此提高或使产率最大化。
图IO是说明图7的存储器件的层叠结构的剖面图。在该层叠结构 中，多个存储器件的每个包括在写字线30的方向上从在写字线30和 读字线40之间插入的翻转电极50的远端突出的接触部件100，与位线 20绝缘并布置在位线20上，形成在一个方向上并垂直地与位线20交 叉，并且被配置为接触俘获点80，翻转电极50被弯曲，不从外面提供 电荷。这里，形成存储器件，每个具有在位线20上面的多个写字线30 和多个读字线40，在其间插入第四层间绝缘层110。第四层间绝缘层 110覆盖沟槽90的上部，沟槽90露出将被除去的第一牺牲层60和第 二牺牲层70，以在读字线40和写字线30之间形成空余空间。
尽管未示出，多个存储器件中的位线20可以被交替地形成。此外， 在该存储器件的外周边可以形成至少一个开关器件，如控制施加到存 储器件的电压的晶体管。此外，在邻近于该非易失性存储器件的部分， 可以形成诸如MOS晶体管、电容器和电阻的各种器件。
下面，将描述根据第二实施例的存储器件的制造方法的实施例。
图11A至12K是用于解释图7和8的存储器件的制造方法的透视 图和剖面图。这里，图12A至12K的剖面图由切掉图IIA至IIK的透 视图而获得并被顺续地图示。
如图IIA和12A所示，在衬底10上形成具有预定厚度的位线20。 这里，在衬底10上的一个方向上形成互相并行的多个位线20。例如， 位线20包括导电金属层，如金、银、铜、铝、钩、硅化钨、钛、氮化 钛、钽以及硅化钽或掺有导电杂质的硅或多晶硅层，这些层可以通过 物理气相淀积方法和化学气相淀积方法来制造。尽管未示出，但是可 以通过使用光刻胶图形或第一硬掩模掩层作为刻蚀掩模层的干刻蚀法 各向异性地刻蚀导电金属层或者多晶硅层来形成位线20，该光刻胶图 形或第一硬掩模层屏蔽导电层或多晶硅层以具有预定线宽。例如，导 电金属层或多晶硅层的干刻蚀法中使用的反应气体可以包括通过混合 硫酸和硝酸获得的强酸气体。位线20可以具有约500A的厚度和约30A 至500A的线宽。
如图11B和12B所示，在与位线20交叉的方向上形成第一层间 绝缘层22、写字线30、俘获点80以及第一牺牲层60，每个均具有预 定线宽。这里，第一层间绝缘层22、写字线30、俘获点80以及第一 牺牲层60被层叠有预定厚度。通过使用第一牺牲层60上形成的一个 光刻胶图形作为刻蚀掩模层的干刻蚀法，通过各向异性刻蚀该叠层来 形成第一层间绝缘层22、写字线30以及第一牺牲层60的叠层。例如， 第一层间绝缘层22包括通过化学气相淀积方法形成约200人至850A厚
度的氧化硅层或氮化硅层。然后，在形成纵向分开写字线30的沟槽90
的后续工序中，第一层间绝缘层22可以执行刻蚀停止层的功能。此外， 写字线30包括通过物理气相淀积方法或化学气相淀积方法形成具有约 500A厚度的导电金属层，如金、银、铜、铝、钨、硅化钨、钛、氮化 钛、钽以及硅化钽。俘获点80通过快速热处理方法、原子层淀积方法 或化学气相淀积方法形成具有约30A至200A的厚度。俘获点80具有 第一氧化硅层82、氮化硅层84以及第二氧化硅层86的'ONO'结构。 第一牺牲层60包括通过原子层淀积方法或化学气相淀积方法形成的多 晶硅层，具有约50A至150A的厚度。第一牺牲层60、俘获点80、写 字线30以及第一层间绝缘层22分别具有约30A至IOOOA的线宽。干 刻蚀法中使用用来构图第一牺牲层60、俘获点80、写字线30以及第 一层间绝缘层22的反应气体可以是一组碳氟化物气体，如CxFy气体 或CaHbFc气体。该碳氟化物气体可以包括CF4、 CHF3、 C2F6、 C4F8、 CH2F2、 CH3F、 CH4、 (:2112以及C4F6或其混合气体。
如图IIC和12C所示，在包括第一层间绝缘层22、写字线30、 俘获点80以及第一牺牲60的叠层的侧壁上形成隔片24。这里，在包 括第一层间绝缘层22、写字线30、俘获点80以及第一牺牲层60的叠 层的侧壁上有选择地形成隔片24，该侧壁具有梯状部分，以便将翻转 电极50与写字线30绝缘。例如，隔片24包括通过化学气相淀积方法 形成的氮化硅层或多晶硅层。然后，通过在衬底10的整个表面上形成 具有均匀厚度的氮化硅层或多晶硅层并通过具有优异垂直刻蚀性能的 干刻蚀法，各向异性地刻蚀氮化硅层或多晶硅层，可以在该叠层的侧 壁上自对准隔片24。这里，如果隔片24包括氮化硅层，那么写字线 30和俘获点80的侧壁和翻转电极50之间的距离可以基本上保持恒定。 另一方面，如果隔片24包括多晶硅层，那么它可以与第一牺牲层60 一起被除去，以形成空余空间。然后，当隔片24包括多晶硅层时，在 形成第一层间绝缘层22、写字线30以及俘获点80之后，它可以通过 与第一牺牲层60相同的工序形成。例如，通过在位线20上形成与位 线20交叉的第一层间绝缘层22、写字线30以及俘获点80，在形成第一层间绝缘层22、写字线30以及俘获点80的衬底10的整个表面上形 成多晶硅层，并构图该多晶硅层，可以形成隔片24，以围绕第一层间 绝缘层22、写字线30以及俘获点80的侧壁，该隔片被连接到第一牺 牲层60，第一牺牲层60包括在第一层间绝缘层22、写字线30以及俘 获点80上形成的多晶硅层。
虽然未示出，但当形成位线20时，可以通过形成隔片24时干刻 蚀法使用的反应气体来除去位线20上形成的第一硬掩模层。因此，当 形成隔片24时可以露出位线20。
如图11D和12D所示，通过在俘获点80的上中心部分纵向除去 第一牺牲层60预定深度，形成微凹100a或凹槽，该微凹100a或凹槽 是第一牺牲层60的中心部分的凹陷部分。例如，可以通过使用露出第 一牺牲层60的上中心部分的光刻胶图形或第二硬掩模层作为刻蚀掩 模，通过湿刻蚀法或干刻蚀法除去第一牺牲层60预定深度来形成微凹 100a或凹槽。然后，利用微凹100a或凹槽，形成在第一牺牲层60被 移走之后将被电连接到后续工序中形成的翻转电极50的远端并在预定 条件下与写字线30电接触的接触部件100。然后，微凹100a或凹槽具 有大于所形成的沟槽90的宽度，以在后续工序中移走第一牺牲层60。 因此，当在后续工序中通过除去第一牺牲层60形成空余空间时，通过 移走第一牺牲层60的中心部分形成的微凹100a或凹槽可以减小接触部 件100和俘获点80之间的距离。
如图IIE和12E所示，形成与该叠层上部以及微凹100a或凹槽交 叉的翻转电极50和接触部件100，并被电连接到邻近于该叠层的侧表 面上的隔片24的位线20，该叠层包括第一牺牲层60、俘获点80、写 字线30以及第一层间绝缘层22。这里，在该叠层的上部上方和在该叠 层的周围形成翻转电极50，位线20形成于叠层的下部，并且翻转电极 50被电连接到在该叠层两侧形成的位线20。翻转电极50具有等于或 类似于位线20的线宽，并被层叠在该位线20上，同时覆盖该叠层两
侧的隔片。此外，形成接触部件100，以填充在翻转电极50的中心在
写字线30的方向上凹陷的微凹100a或凹槽的内部。然后，形成接触部 件100，具有大于翻转电极50的厚度。例如，可以通过在形成该叠层 和隔片24的衬底10的整个表面上形成具有预定厚度的导电金属层， 如钛和硅化钛或碳纳米管，通过在位线20上形成屏蔽该导电金属层或 碳纳米管的光刻胶图形或第三硬掩模层，以及通过使用光刻胶图形或 第三硬掩模层作为刻蚀掩模的干刻蚀法，各向异性地刻蚀导电金属层 或碳纳米管，形成翻转电极50和接触部件100。然后，通过物理气相 淀积方法或化学气相淀积方法形成导电金属层，并且通过放电方法形 成碳纳米管。此外，当翻转电极50被构图时，第三硬掩模层可以被除 去或可以留在翻转电极50上。
因此，在根据本发明第二实施例的存储器件的制造方法中，通过 形成在俘获点80的方向上从翻转电极50的中心部分突出的接触部件 100，该翻转电极50覆盖与位线20交叉的第一层间绝缘层22、写字线 30以及俘获点80的上部，接触部件100和俘获点80之间的距离可以 被减小至小于翻转电极50和俘获点80之间的距离。
如图IIF和12F所示，在形成翻转电极50和接触部件100的衬底 10的整个表面上形成具有预定厚度的第二层间绝缘层26，并且第二层 间绝缘层26被移除和平整，以露出该叠层上的翻转电极50和接触部 件IOO。这里，第二层间绝缘层26提供平坦表面，以便在与写字线30 的叠层上部交叉的翻转电极50和接触部件100上，在平行于该叠层的 方向上可以形成第二牺牲层70和读字线40，该叠层具有从衬底10、 俘获点80和第一牺牲层60成梯状的部分。
此外，第二层间绝缘层26用来分开地执行第二层间绝缘层26和 读字线40下面的翻转电极50和接触部件100的构图工序。这是因为 翻转电极50和读字线40包括优异的导电金属层，以及用来构图该导 电金属层的几乎所有蚀刻液或反应气体的刻蚀选择性低。因此，在分
开地形成包括导电金属层的两个层叠线或图形的工序中，不可避免地
使用第二层间绝缘层26。例如，第二层间绝缘层26可以包括通过 TEOS、 USG和HDP化学气相淀积方法形成的氧化硅层。
然后，在形成翻转电极50和第三硬掩模层的衬底10的整个表面 上形成第二层间绝缘层26，以具有大于翻转电极50的高度。此外，可 以通过用化学机械抛光方法移除第二层间绝缘层26来平整第二层间绝 缘层26，以露出第一牺牲层60上的翻转电极50和接触部件100。
因此，在根据第二实施例的存储器件的制造方法中，可以通过在 形成翻转电极50和接触部件100的衬底10的整个表面上形成第二层 间绝缘层26和通过平整第二层间绝缘层26，来构图第二牺牲层70和 读字线40，以便露出在写字线30和第一牺牲层60上形成的翻转电极 50和接触部件100。
如图IIG和12G所示，在被第二层间绝缘层26露出的翻转电极 50和接触部件100上，在平行于第一牺牲层60、俘获点80以及写字 线30的方向上形成第二牺牲层70和读字线40。这里，相对于翻转电 极50周围的第一牺牲层60、俘获点80以及写字线30，对称地形成第 二牺牲层70和读字线40。例如，类似于第一牺牲材料60，第二牺牲 层70可以通过原子层淀积方法或化学气相淀积方法由多晶硅材料形 成，并具有约50A至150A的厚度。此外，读字线40具有约200A的 厚度和具有约30A至IOOOA的线宽。
然后，可以用下列方法形成第二牺牲层70和读字线40。首先，通 过化学气相淀积方法在第二层间绝缘层26上层叠均具有预定厚度的多 晶硅层、导电金属层以及第四硬掩模层42。接下来，在第一牺牲层60、 写字线30以及俘获点80上形成屏蔽第四硬掩模层42的光刻胶图形， 并且在通过使用该光刻胶图形作为刻蚀掩模的干刻蚀法或湿刻蚀法移 除第四硬掩模层42之后，通过灰化工序移除该光刻胶图形。最后，可
以通过使用第四硬掩模层42作为刻蚀掩模的干刻蚀法和湿刻蚀法，各 向异性地刻蚀多晶硅层和导电金属层，从而形成具有预定线宽的第二
牺牲层70和读字线40。
如图IIH和12H所示，读字线40上形成的第四硬掩模层42被减 小并构图为预定线宽。这里，该构图的第四硬掩模层42限定后续工序 中该沟槽90的线宽。该构图的第四硬掩模层42形成有小于接触部件 IOO的线宽。然后，使用屏蔽在一个方向上形成的读字线40的纵向中 心的光刻胶图形作为刻蚀掩模，通过干刻蚀法或湿刻蚀法，各向异性 地刻蚀第四硬掩模层42，以减小该线宽。此外，可以通过在侧表面方 向而不是在平面方向上具有优异的刻蚀性能的干刻蚀法或湿刻蚀法， 各向同性地刻蚀第四硬掩模层42以减小该线宽。各向同性干刻蚀法或 湿刻蚀法中使用的反应气体或蚀刻液当在平行于衬底10的方向上流动 时，可以有选择地刻蚀第四硬掩模层42的侧表面。
如图111和12I所示，在衬底的整个表面上方形成预定厚度的第三 层间绝缘层28，第四硬掩模层42具有减小的线宽，以及第三层间绝缘 层28被平整，以露出第四硬掩模层42。这里，第三层间绝缘层28具 有大于第二牺牲层70和读字线40的厚度。因此，如果在后续工序中 除去第二牺牲层70，那么第三层间绝缘层28支撑读字线40的侧表面 并从翻转电极50和接触部件100浮置读字线40。例如，第三层间绝缘 层28可以包括通过TEOS、USG或HDP化学气相淀积方法形成的氧化 硅层。此外，可以通过化学机械抛光方法平整第三层间绝缘层28。然 后，如果使用读字线40作为抛光停止层来平整第三层间绝缘层28，那 么由于包括导电金属层的读字线40可能被损坏，因此第四硬掩模层42 应该被用作抛光停止层。
如图IIJ和12J所示，通过使用第三层间绝缘层28作为刻蚀掩模， 利用干蚀刻方法顺序地各向异性刻蚀第四硬掩模层42、读字线40、第 二牺牲层70、翻转电极50、接触部件IOO、第一牺牲层60、俘获点80
以及写字线30，由此形成在第一层间绝缘层22处具有底部的沟槽90。 这里，沟槽90对称地分开读字线40、第二牺牲层70、翻转电极50、 接触部件100、第一牺牲层60以及写字线30。沟槽90可以通过使用 相对于多晶硅和导电金属层具有高刻蚀选择性的反应气体的干刻蚀法 来形成，该多晶硅和导电金属层对应于包括氧化硅层的第三层间绝缘 层28和第一层间绝缘层22。例如，该干刻蚀法中使用的反应气体可以 选自一组碳氟化物气体，如CxFy气体或CaHbFc气体。该碳氟化物气 体可以包括CF4、 CHF3、 C2F6、 C4F8、 CH2F2、 CH3F、 CH4、 C2H2以及 C4F6或其混合气体。如果沟槽的宽度卯被减小，那么在互相邻近的写 字线30、读字线40以及接触部件100之间可能产生干扰。此外，在后 续工序中通过沟槽90刻蚀第一牺牲层60和第二牺牲层70的蚀刻液或 反应气体不能正常地流动。另一方面，如果沟槽卯的宽度变宽，那么 单元器件的集成度可能降低，但是刻蚀第一牺牲层60和第二牺牲层70 的蚀刻液或反应气体可以平滑地流动。因此，沟槽90对称地分开写字 线30、接触部件100和读字线40，并且具有允许除去第一牺牲层60 和第二牺牲层70的蚀刻液或反应气体正常流动的线宽。例如，沟槽90 可以具有约30A至800A的线宽。
尽管未示出，但是如果减小第四硬掩模层42的线宽的工序被省略， 那么使用露出在读字线40和写字线30的纵向中心形成的第三层间绝 缘层28的光刻胶图形作为刻蚀掩模，通过干刻蚀法，顺序地各向异性 刻蚀第四硬掩模层42、读字线40、第二牺牲层70、翻转电极50、接 触部件100、第一牺牲层60、俘获点80以及写字线30，以形成沟槽 90。
如图IIK和12K所示，通过除去被沟槽90露出的第一牺牲层60 和第二牺牲层70，形成在写字线30和读字线40之间浮置翻转电极50 的空余空间。例如，通过湿刻蚀法或干法刻蚀，从沟槽90的侧壁中的 露出表面，各向同性地刻蚀第一牺牲层60和第二牺牲层70到侧表面 以进行除去。由多晶硅材料形成的第一牺牲层60和第二牺牲层70的 湿刻蚀法中使用的蚀刻液可以是混合溶液，其中诸如硝酸、氢氟酸、 或乙酸的强酸以预定浓度与去离子水混合。湿刻蚀法或干刻蚀法中使 用的蚀刻液或反应气体通过在水平方向除去从沟槽90的侧壁露出的第
一牺牲层60和第二牺牲层70，可以形成读字线40和写字线30之间的 空余空间。如果隔片24由多晶硅材料构成，那么也可以通过该蚀刻液 或反应气体刻蚀隔片24，以形成空余空间。然后，如果通过除去隔片 24在俘获点80的侧表面和翻转电极50之间形成的空余空间的距离显 著地小于俘获点80的上部和接触部件100之间的空余空间距离，那么 该接触部件不与俘获点80的上部接触，但是翻转电极50可能与俘获 点80的侧表面电接触，导致写和读信息的故障。因此，如果隔片24 被除去，那么俘获点80和接触部件100之间的距离变得大于俘获点80 的侧表面和翻转电极50之间的距离。
尽管未示出，但是可以通过形成覆盖沟槽90的上端的第四层间绝 缘层110来密封沟槽90的内部。然后，可以用空气中的氮气或氩气和 非反应气体填充沟槽卯内部中的空余空间，或该空余空间也可以被设 置为具有真空状态，以增加接触部件100的移动速度。此外，在形成 第四层间绝缘层110的衬底10上可以顺序地形成其它位线20、其它写 字线30、其它接触部件IOO、其它翻转电极50以及其它读字线40，以 制造具有多层结构的存储器件。
因此，根据第二实施例的存储器件的制造方法可用于利用沟槽90 对称地形成多个写字线30、多个翻转电极50以及多个读字线40，该 沟槽90形成在与位线20交叉的方向中，位线20形成在衬底10上， 由此提高该存储器件的集成度。
如上所述，根据本发明各个方面的存储器件包括在纵向将具有空 余空间的读字线、俘获点以及写字线分开到两侧并且分开电连接到写 字线下面的位线的翻转电极和接触部件的沟槽，由此减小关于沟槽90 具有对称结构的多个线之间的距离并且增加单元器件的集成度。
此外，根据本发明各个方面的存储器件包括在写字线30的方向上 从在俘获点和写字线30的方向上弯曲的翻转电极50的远端突出从而 减小翻转电极50的弯曲距离的接触部件。此外，由于接触部件、俘获 点以及写字线之间施加的电压可以减小，以使该接触部件与俘获点电 接触，因此可以减小功耗。
此外，由于根据本发明各个方面的存储器件包括与多个写字线接 触或分开并且关于沟槽分开的多个接触部件，因此即使当该衬底被弯 曲时，也可以持续保持该接触部件与写字线接触或分开的状态。由此， 空间限制可以减小，并且可以最小化由于从外面施加的冲击而引起的 损坏，由此提高或使产率最大化。
此外，由于根据本发明各个方面的存储器件包括俘获点，该俘获 点通过隧穿电荷来俘获施加到写字线的电荷，并且使用该俘获电荷持 续接触部件的接触状态，从而减小为存储预定信息而施加的储备功耗， 并且可以防止预定信息丢失而不通过写字线提供电荷，因此可以实现 非易失性存储器件。
尽管已描述的上文被认为是最佳模式和/或其他优选实施例，但是 应当理解，在其中可以进行各种改进，以及本发明可以用各种形式和 实施例来实现，各种形式和实施例可以被应用于大量应用中，在此仅 仅描述其中一些。下面的权利要求声明字面上的描述及其所有等效， 包括每个权利要求范围内的所有修改和变形。
权利要求
1.一种存储器件，包括在一个方向上形成的位线；多个字线，被设置在所述位线上方，与所述位线绝缘并交叉，所述字线互相并行形成，在字线间形成具有预定间隔的空余空间；翻转电极，电连接到与所述字线交叉的所述位线，形成在所述位线上面的所述字线之一的上方，以便穿过所述空余空间，并且该翻转电极被配置为通过所述多个字线之间感应的电场，在相对于所述多个字线的一个方向上弯曲；以及接触部件，配置为响应于由所述翻转电极和所述位线之间的所述字线施加的电荷，集中由所述翻转电极感应的电荷，所述接触部件从所述翻转电极的下端突出，以在所述字线的方向上具有预定厚度，从而减小所述翻转电极必须弯曲的长度，以使所述字线和所述翻转电极有选择地接触。
2. 根据权利要求1的所述存储器件，还包括沟槽，将所述多个字线纵向分开，并将所述翻转电极和所述接触 部件分开，以使所述多个字线、所述多个翻转电极以及所述多个接触 部件关于所述沟槽对称。
3. 根据权利要求1的所述存储器件，还包括俘获点，形成在邻近于所述位线的所述字线上，以便与所述字线 和所述接触部件绝缘，所述俘获点被配置为俘获从所述字线或所述器 件外部施加的预定电荷，以便在所述空余空间的内部静电地固定在所 述字线方向上移动的所述接触部件。
4. 一种存储器件，包括 具有平坦表面的衬底； 形成在所述衬底上的一个方向的位线； 在与所述位线交叉的方向上层叠的第一层间绝缘层和第一字线；第二字线，与所述第一字线分开预定间隔以便形成空余空间，并 且形成在平行于所述第一字线的方向；第二层间绝缘层和第三层间绝缘层，形成在所述第一字线的侧表 面上的所述衬底上，以便将所述第二字线的侧表面支撑预定高度；翻转电极，在邻近于所述第一字线的部分被电连接到所述位线， 并且穿过所述第一字线上面的所述空余空间，所述翻转电极被配置为 通过所述第一字线和所述第二字线之间感应的电场向上和向下弯曲； 以及接触部件，形成为在所述第一字线的方向上从下端突出预定厚度， 以减小所述翻转电极应该垂直弯曲的长度，以与所述第一字线接触， 所述接触部件是响应于施加到所述第一字线的电荷集中所述翻转电极 中感应的电荷的部件。
5. 根据权利要求4的所述存储器件，还包括-层叠的第一牺牲层和第二牺牲层，通过蚀刻液或反应气体从被所 述沟槽露出的其侧壁移除，以在所述第一字线和所述第二字线之间形 成所述空余空间。
6. 根据权利要求5的所述存储器件，其中所述第一牺牲层和所述 第二牺牲层分别包括多晶硅层。
7. 根据权利要求6的所述存储器件，其中所述接触部件包括在微 凹或凹槽中填充的导电金属层，该微凹或凹槽是通过在所述第一字线 的方向上将所述第一牺牲层的中心上部凹陷预定深度而形成。
8. 根据权利要求6的所述存储器件，还包括 在所述翻转电极和叠层的侧表面之间形成的隔片，该叠层包括所述第一层间绝缘层、所述第一字线以及所述第一牺牲层。
9. 根据权利要求8的所述存储器件，其中所述隔片包括氮化硅层和多晶硅层的至少一种。
10. 根据权利要求9的所述存储器件，其中当所述隔片由多晶硅 层形成时，所述多晶硅层被除去，以在所述第一字线的侧壁和所述翻 转电极之间形成第二空余空间。
11. 根据权利要求IO的所述存储器件，其中所述第一字线和所述 接触部件之间的距离小于所述第一字线的侧壁和所述翻转电极之间形 成的所述第二空余空间的距离。
12. 根据权利要求4的所述存储器件，还包括沟槽，该沟槽分开所述第一层间绝缘层上的所述第一字线、所述 翻转电极、所述接触部件以及所述第二字线。
13. 根据权利要求4的所述存储器件，其所述翻转电极和所述接 触部件分别包括钛、氮化钛层或碳纳米管。
14. 根据权利要求4的所述存储器件，还包括俘获点，形成在所述第一字线上，以便与所述第一字线和所述接 触部件绝缘，该俘获点被配置为俘获从所述第一字线或所述器件外部 施加的预定电荷，以便在所述空余空间的内部静电地固定在所述第一 字线方向上移动的所述接触部件。
15. 根据权利要求14的所述存储器件，其中所述俘获点具有一结 构，在该结构中层叠氧化硅层、氮化硅层以及氧化硅层以具有有预定 厚度。
16. —种用于制造存储器件的方法，包括 在衬底上的一个方向上形成位线；在与所述位线交叉的方向上形成包括第一层间绝缘层、第一字线 以及第一牺牲层的叠层；在所述叠层的每个纵向侧壁上形成隔片；通过将所述第一牺牲层的中心上部凹陷预定深度形成微凹；形成翻转电极和接触部件，以在邻近于所述隔片的部分位线之间 延伸，以覆盖具有所述微凹的所述第一牺牲层，并被电连接到所述位 线；形成覆盖所述衬底和所述位线的整个表面并且露出所述叠层上的 所述翻转电极和所述接触部件的第二层间绝缘层，在所述位线上形成 所述翻转电极和所述接触部件；在所述翻转电极和所述接触部件上的所述叠层方向上形成第二牺 牲层和第二字线；形成第三层间绝缘层，该第三层间绝缘层覆盖所述平坦衬底的整 个表面，并在纵向上部分地开口所述第二字线的上部；通过顺序地除去被所述第三层间绝缘层露出的所述第二字线、所 述第二牺牲层、所述翻转电极、所述接触部件、所述第一牺牲层以及 所述第一字线，形成具有预定深度的沟槽；以及通过从被所述沟槽露出的其侧壁除去所述第一牺牲层和所述第二 牺牲层，在所述第一字线和所述第二字线之间形成空余空间，以便在 所述空余空间中浮置所述翻转电极和所述接触部件。
17. 根据权利要求16的所述方法，其中所述叠层还包括俘获点， 该俘获点包括所述第一字线和所述第一牺牲层之间的第一氧化硅层、 氮化硅层以及第二氧化硅层。
18. 根据权利要求17的所述方法，其中所述沟槽形成为将所述俘 获点分为被所述沟槽对称分开的两个部分。
19. 根据权利要求16的所述方法，其中形成所述第三层间绝缘层包括 减小用来构图所述第二牺牲层和所述第二字线的硬掩模层的线宽；形成氧化硅层，以掩埋所述硬掩模层；部分地除去所述氧化硅层，以平整所述氧化硅层，直到露出所述 硬掩模层的顶表面；以及除去所述硬掩模层，以露出所述第二字线的中心上部。
20.根据权利要求16的所述方法，还包括形成通过覆盖所述沟槽的上端密封所述沟槽内部的第四层间绝缘层。
全文摘要
提供一种能在低电压下写入和读出数据的存储器件及其制造方法。该存储器件，包括在一个方向上形成的位线；在位线上面交叉设置的多个字线，字线平行形成并在其间形成空余空间；翻转电极，被电连接到该位线，形成在位线上面的一个字线上方，以便穿过该空余空间，并被配置为通过多个字线之间引起的电场，相对于多个字线在一个方向上弯曲；以及接触部件，从翻转电极的下端突出，响应于通过字线施加的电荷，集中由翻转电极感应的电荷，以有选择地使该字线与翻转电极接触。
文档编号H01L23/528GK101183672SQ20071016782
公开日2008年5月21日 申请日期2007年10月26日 优先权日2006年10月26日
发明者朴珍俊 申请人:三星电子株式会社