器单元500-2的电阻转态元件R3耦接至第一位线BLl，而电阻转态元件R4耦接至第三位线BL3。在本发明一实施例中，非易失性存储器单元500-1的电阻转态元件Rl和非易失性存储器单元500-2的电阻转态元件R3皆经由节点NI耦接至第一位线BLl。
[0085]本发明实施例提供一种非易失性存储装置，例如为一电阻式非易失性存储器(RRAM)装置。本发明实施例的非易失性存储器单元包括两个晶体管和分别耦接至上述两个晶体管的漏极的两个电阻转态元件。值得注意的是，位于同一个非易失性存储器单元的两个电阻转态元件分别耦接至不同的(两个)顶电极接触插塞。并且，每一个上述顶电极接触插塞将上述非易失性存储器单元的一个电阻转态元件和相邻一个非易失性存储器单元的一个电阻转态元件耦接在一起在本发明一实施例中，利用双镶嵌工艺制作非易失性存储器单元的顶电极接触插塞。另外，上述非易失性存储装置设计使源极线和位线位于相同金属层且互相平行，且使字线分别垂直于上述源极线和上述第二位线，以增加配线空间。
[0086]虽然本发明已以实施例揭露于上，然其并非用以限定本发明，本领域相关技术人员，在不脱离本发明的权利要求内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视上附的申请权利要求书为准。
【主权项】
1.一种非易失性存储器元件，其特征在于，所述存储器元件包括: 一第一非易失性存储器单元，用来储存二位元数据，包括: 一第一晶体管和一第二晶体管，设置于一基板上，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管共用一源极区，其中所述第一晶体管的一第一栅极和所述第二晶体管的一第二栅极为一字线的不同部分； 一第一电阻转态元件和一第二电阻转态元件，分别耦接至所述第一晶体管的一第一漏极区和所述第二晶体管的一第二漏极区； 一第一源极线，耦接至所述源极区； 一第一位线，耦接至所述第一电阻转态元件；以及 一第二位线，耦接至所述第二电阻转态元件； 其中所述第一源极线、所述第一位线和所述第二位线位于一金属层且互相平行，以及 其中所述字线分别垂直于所述源极线、所述第一位线和所述第二位线。2.根据权利要求1所述的非易失性存储器元件，其特征在于，所述第一电阻转态元件和所述第二电阻转态元件分别包括: 一底电极接触插塞； 一底电极，设置于所述底电极接触插塞上，且与所述底电极接触插塞接触； 一电阻转态层，设置于所述底电极上； 一顶电极，设置于所述电阻转态层上；以及 一顶电极接触插塞，设置于所述顶电极上，且与所述顶电极接触。3.根据权利要求1所述的非易失性存储器元件，其特征在于，所述存储器元件还包括: 一第二非易失性存储器单元，用来储存二位元数据，其中所述第二非易失性存储器单元的一第一电阻转态元件耦接至所述第一位线，且其中所述第二非易失性存储器单元的一第一晶体管和一第二晶体管共用一源极区。4.根据权利要求3所述的非易失性存储器元件，其特征在于，所述存储器元件还包括: 一第二源极线，耦接至所述第二非易失性存储器单元的所述源极区；以及 一第三位线，耦接至所述第二非易失性存储器单元的一第二电阻转态元件； 其中所述第二源极线、所述第一位线和所述第三位线位于所述金属层且互相平行，以及 其中所述第二非易失性存储器单元的一第一晶体管的一第一栅极和一第二晶体管的一第二栅极为所述字线的其他不同部分，且所述字线分别垂直于所述第二源极线和所述第二位线。5.一种非易失性存储器元件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括下列步骤: 提供一基板； 于所述基板上沿一第一方向形成一栅极条状结构，其中所述栅极条状结构作为一字线.于所述栅极条状结构的一第一侧形成一第一源极区和一第二源极区，且于栅极条状结构的一第二侧形成一第一对漏极区和一第二对漏极区； 于所述基板上形成一第一源极接触，耦接至所述第一源极区和所述第二源极区； 于所述基板上形成一第一至第四底电极接触插塞，分别耦接至所述第一对漏极区和所述第二对漏极区； 于所述第一至第四底电极接触插塞上形成一第一至第四电阻转态元件； 于所述第一至第四电阻转态元件上形成一第一顶电极接触插塞和一第二顶电极接触插塞，其中所述第一顶电极接触插塞耦接至所述第一和第二电阻转态元件、所述第二顶电极接触插塞耦接至所述第三和第四电阻转态元件； 于所述第一源极接触上形成一源极接触插塞； 于所述第一顶电极接触插塞和所述第二顶电极接触插塞上形成一第一位线和一第二位线，其中所述第一位线和所述第二位线分别耦接至所述第一顶电极接触插塞和所述第二顶电极接触插塞；以及 于所述源极接触插塞上形成一第一源极线，其中所述第一源极线耦接至所述第一源极区； 其中所述第一源极线、所述第一位线和所述第二位线位于一金属层且沿一第二方向延伸且互相平行，以及 其中所述字线分别垂直于所述源极线、所述第一位线和所述第二位线。6.根据权利要求5所述的非易失性存储器元件的制造方法，其特征在于，所述第一源极区、所述第一对漏极区的一第一漏极区及位于其间的部分所述栅极条状结构构成一第一非易失性存储器单元。7.根据权利要求5所述的非易失性存储器元件的制造方法，其特征在于，所述第二源极区、所述第二对漏极区的一第二漏极区及位于其间的部分所述栅极条状结构构成一第二非易失性存储器单元。8.根据权利要求5所述的非易失性存储器元件的制造方法，其特征在于，所述第一源极区和所述第二源极区彼此隔开。9.根据权利要求5所述的非易失性存储器元件的制造方法，其特征在于，所述第一对漏极区和所述第二对漏极区彼此隔开，且所述第一对漏极区包括彼此隔开的一第一漏极区和一第二漏极区，且所述第二对漏极区包括彼此隔开的一第三漏极区和一第四漏极区。10.根据权利要求5所述的非易失性存储器元件的制造方法，其特征在于，形成所述第一顶电极接触插塞和所述第二顶电极接触插塞包括: 于所述第一至第四电阻转态元件上依序形成一第一绝缘层和一第二绝缘层； 对所述第二绝缘层进行一图案化工艺，以于所述第二绝缘层中形成一第一开口、一第二开口、一第三开口和一第四开口，其中所述第一至第四开口分别位于所述第一至第四电阻转态元件的正上方； 将一第三绝缘材料填入所述第一至第四开口 ； 于所述第二绝缘层上形成一第四绝缘层，其中所述第一绝缘层、所述第三绝缘材料和所述第四绝缘层为相同的材料； 进行另一图案化工艺，移除位于所述第三绝缘材料上方和下方的部分所述第四绝缘层和部分所述第一绝缘层和所述第三绝缘材料，以于所述第一绝缘、所述第二绝缘层和所述第四绝缘层中形成一第五开口和一第六开口，其中所述第五开口连通所述第一至第二开口且暴露出所述第一和第二电阻转态元件，所述第六开口连通所述第三至第四开口暴露出所述第三和第四电阻转态元件；以及 于所述第五开口和所述第六开口分别填入一导电材料。11.根据权利要求5所述的非易失性存储器元件的制造方法，其特征在于，所述第一方向垂直于所述第二方向。
【专利摘要】本发明提供一种非易失性存储器元件及其制造方法，上述非易失性存储器元件包括非易失性存储器单元，包括一第一晶体管和第二晶体管，设置于基板上，第一晶体管和第二晶体管共用源极区，第一晶体管的第一栅极和第二晶体管的第二栅极为字线的不同部分；第一电阻转态元件和第二电阻转态元件，分别耦接至第一晶体管的第一漏极区和第二晶体管的第二漏极区；第一源极线，耦接至源极区；第一位线，耦接至第一电阻转态元件；第二位线，耦接至第二电阻转态元件，其中第一源极线、第一位线和第二位线位于第一金属层且互相平行。通过本发明，使得源极线和位线位于相同金属层且互相平行，且使字线分别垂直于上述源极线和上述第二位线，增加了配线空间。
【IPC分类】H01L21/8247, H01L27/115
【公开号】CN105023925
【申请号】CN201410150404
【发明人】廖修汉, 沈鼎瀛
【申请人】华邦电子股份有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月15日