半導體器件的制作方法

示例實施方式涉及一種存儲器件以及制造該存儲器件的方法，更具體地，涉及具有堆疊的交叉點陣列結構的存儲器件及其制造方法。

背景技術：

隨著存儲器件高度地集成，已經制造了具有三維(3d)垂直地堆疊的交叉點陣列結構的可變電阻存儲器件，在該交叉點陣列結構中存儲單元設置在彼此交叉的兩個電極之間的交叉點處。然而，堆疊的存儲單元的電特性諸如復位電流、復位電壓等可以彼此不相同。例如，存儲器件可以包括形成在第一水平面(level)的第一存儲單元以及形成在第二水平面的第二存儲單元。第一存儲單元和第二存儲單元的每個可以包括可由不同的材料形成的兩個或更多導電層，并可以具有異質結構。流過第一存儲單元和第二存儲單元的這些不同的材料的結(junction)的電流會在不同的方向上。因而，珀爾帖效應(peltiereffect)會在第一存儲單元和第二存儲單元中不同地發生，使得第一單元結構和第二單元結構的復位電流會彼此不同。

技術實現要素：

本發明構思的示例實施方式提供一種包括垂直堆疊的單元的半導體器件以及制造該半導體器件的方法。

根據本發明構思的示例實施方式，提供一種半導體器件。該半導體器件包括：在基板上的多個第一導電圖案；在所述多個第一導電圖案的每個上的第一選擇圖案；在第一選擇圖案上的第一結構；在第一結構上的多個第二導電圖案；在所述多個第二導電圖案的每個上的第二選擇圖案；在第二選擇圖案上的第二結構；以及在第二結構上的多個第三導電圖案。所述多個第一導電圖案的每個可以在第一方向上延伸。第一結構可以包括第一可變電阻圖案和第一加熱電極。第一可變電阻圖案和第一加熱電極可以彼此接觸以在其間具有第一接觸面積。所述多個第二導電圖案的每個可以在與第一方向交叉的第二方向上延伸。第二結構可以包括第二可變電阻圖案和第二加熱電極。第二可變電阻圖案和第二加熱電極可以彼此接觸以在其間具有第二接觸面積，并且第二接觸面積可以不同于第一接觸面積。

根據本發明構思的示例實施方式，提供一種半導體器件。該半導體器件包括：在基板上的多個第一導電圖案；在所述多個第一導電圖案的每個上的第一選擇圖案；在第一選擇圖案上的第一結構；在第一結構上的多個第二導電圖案；在所述多個第二導電圖案的每個上的第二選擇圖案；在第二選擇圖案上的第二結構；以及在第二結構上的多個第三導電圖案。所述多個第一導電圖案的每個可以在第一方向上延伸。第一結構可以包括第一可變電阻圖案和第一加熱電極。所述多個第二導電圖案的每個可以在與第一方向交叉的第二方向上延伸。第二結構可以包括第二可變電阻圖案和第二加熱電極。第二加熱電極可以具有與第一加熱電極的第一電阻不同的第二電阻。

根據本發明構思的示例實施方式，提供一種半導體器件。該半導體器件包括：在基板上的多個第一導電圖案；在所述多個第一導電圖案的每個上的第一單元結構；在第一單元結構上的多個第二導電圖案；在所述多個第二導電圖案的每個上的第二單元結構；以及在第二單元結構上的多個第三導電圖案。所述多個第一導電圖案的每個可以在第一方向上延伸。第一單元結構可以包括第一選擇圖案、第一可變電阻圖案和第一加熱電極。所述多個第二導電圖案的每個可以在與第一方向交叉的第二方向上延伸。第二單元結構可以包括第二選擇圖案、第二可變電阻圖案和第二加熱電極。第一單元結構和第二單元結構可以關于第二導電圖案彼此對稱。

根據本發明構思的示例實施方式，提供一種制造半導體器件的方法。在該方法中，多個第一導電圖案可以形成在基板上。所述多個第一導電圖案的每個可以在第一方向上延伸。第一選擇圖案可以形成在所述多個第一導電圖案的每個上。第一結構可以形成在第一選擇圖案上。第一結構可以包括第一可變電阻圖案和第一加熱電極，并且第一可變電阻圖案和第一加熱電極可以彼此接觸以具有第一接觸面積。多個第二導電圖案可以形成在第一結構上。所述多個第二導電圖案的每個可以在與第一方向交叉的第二方向上延伸。第二選擇圖案可以形成在所述多個第二導電圖案的每個上。第二結構可以形成在第二選擇圖案上。第二結構可以包括第二可變電阻圖案和第二加熱電極。第二可變電阻圖案和第二加熱電極可以彼此接觸以具有不同于第一接觸面積的第二接觸面積。多個第三導電圖案可以形成在第二結構上。

根據本發明構思的示例實施方式，提供一種制造半導體器件的方法。在該方法中，多個第一導電圖案可以形成在基板上。所述多個第一導電圖案的每個可以在第一方向上延伸。第一選擇圖案可以形成在所述多個第一導電圖案的每個上。第一可變電阻圖案和第一加熱電極可以形成在第一選擇圖案上。第一加熱電極可以具有第一電阻。多個第二導電圖案可以形成在第一加熱電極上。所述多個第二導電圖案的每個可以在與第一方向交叉的第二方向上延伸。第二選擇圖案可以形成在所述多個第二導電圖案的每個上。第二可變電阻圖案和第二加熱電極可以形成在第二選擇圖案上。第二加熱電極可以具有與第一電阻不同的第二電阻。多個第三導電圖案可以形成在第二加熱電極上。

根據本發明構思的示例實施方式，提供一種制造半導體器件的方法。在該方法中，多個第一導電圖案可以形成在基板上。所述多個第一導電圖案的每個可以在第一方向上延伸。第一單元結構可以形成在所述多個第一導電圖案的每個上。第一單元結構可以包括第一選擇圖案、第一可變電阻圖案和第一加熱電極。多個第二導電圖案可以形成在第一單元結構上。所述多個第二導電圖案的每個可以在與第一方向交叉的第二方向上延伸。第二單元結構可以形成在所述多個第二導電圖案的每個上。第二單元結構可以包括第二選擇圖案、第二可變電阻圖案和第二加熱電極。多個第三導電圖案可以形成在第二單元結構上。第一單元結構和第二單元結構可以關于第二導電圖案彼此對稱。

根據本發明構思的示例實施方式，提供一種半導體器件。該半導體器件包括：在基板上的多個第一導電圖案；在所述多個第一導電圖案的每個上的第一選擇圖案；在第一選擇圖案上的第一結構；在第一結構上的多個第二導電圖案；在所述多個第二導電圖案的每個上的第二選擇圖案；在第二選擇圖案上的第二結構；以及在第二結構上的多個第三導電圖案。所述多個第一導電圖案的每個可以在第一方向上延伸。第一結構可以包括第一可變電阻圖案以及接觸第一可變電阻圖案的第一加熱電極。所述多個第二導電圖案的每個可以在與第一方向交叉的第二方向上延伸。第二結構可以包括第二可變電阻圖案以及接觸第二可變電阻圖案的第二加熱電極。第一結構可以包括具有第一厚度并圍繞第一可變電阻圖案和第一加熱電極的側壁的第一間隔物，或者第二結構可以包括具有不同于第一厚度的第二厚度并圍繞第二可變電阻圖案和第二加熱電極的側壁的第二間隔物，或者第一結構可以包括第一間隔物并且第二結構可以包括第二間隔物。第一結構的寬度可以與第二結構的寬度基本上相同。

根據本發明構思的示例實施方式，在存儲器件中，上單元結構和下單元結構的電特性可以是均一的。因此，存儲器件可以具有優良的電特性。

附圖說明

從以下結合附圖的詳細描述，本發明構思的示例實施方式將被更清楚地理解，在附圖中：

圖1是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；

圖2是示出根據在可變電阻存儲器件中流動的電流的方向的在電阻和電壓之間的關系的曲線圖；

圖3是示出可變電阻圖案與加熱電極的接觸面積和可變電阻存儲器件中的復位電流之間的關系的曲線圖；

圖4a和圖4b分別是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的透視圖和截面圖；

圖4c是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；

圖5至圖16是示出根據本發明構思的示例實施方式的制造圖4a和圖4b中示出的可變電阻存儲器件的方法的階段的截面圖；

圖17是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；

圖18和圖19是示出根據本發明構思的示例實施方式的制造圖17中示出的可變電阻存儲器件的方法的階段的截面圖；

圖20是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；

圖21是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；

圖22是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；

圖23至圖28是示出根據本發明構思的示例實施方式的制造圖22中示出的可變電阻存儲器件的方法的階段的截面圖；

圖29是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；

圖30是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；

圖31是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；

圖32是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；

圖33是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；

圖34是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖；以及

圖35是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

由于圖1-圖35中的附圖旨在用于說明的目的，所以附圖中的元件不必按比例繪制。例如，為了清晰的目的，一些元件可以被放大或夸大。

具體實施方式

圖1是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。圖2是示出根據在可變電阻存儲器件中流動的電流的方向的在電阻和電壓之間的關系的曲線圖。圖3是示出在可變電阻圖案和加熱電極的接觸面積與可變電阻存儲器件中的復位電流之間的關系的曲線圖。

參照圖1，可變電阻存儲器件可以包括在基板10上的第一導電圖案12和第二導電圖案24，并且第一導電圖案12和第二導電圖案24可以在平面圖中彼此交叉。第一導電圖案12和第二導電圖案24可以在基板10上在垂直方向上彼此間隔開。包括順序地堆疊的選擇圖案16、可變電阻圖案20和加熱電極22的單元結構可以形成在第一導電圖案12和第二導電圖案24之間。在本發明構思的示例實施方式中，第一電極14可以進一步形成在選擇圖案16的下表面之下，第二電極18可以進一步形成在選擇圖案16的上表面上。

可變電阻圖案20和加熱電極22可以包括彼此不同的材料，并可以具有異質結構。因此，珀爾帖效應可以根據在可變電阻圖案20和加熱電極22之間的電流的方向而不同地發生。珀爾帖效應指的是不同材料的結取決于流過它們的電流的方向而被加熱或冷卻的效應。也就是，根據可變電阻圖案20和加熱電極22之間的電流的方向，可變電阻圖案20和加熱電極22會被不同地加熱，因此單元結構的操作特性會變化。

當電流從單元結構中的加熱電極22流動到可變電阻圖案20時，電流的方向可以被稱為第三方向。當電流從單元結構中的可變電阻圖案20流動到加熱電極22時，電流的方向可以被稱為第四方向。

在圖2中，附圖標記50是示出當電流在第三方向上流動時電阻和電壓之間的關系的曲線。附圖標記52是示出當電流在第四方向上流動時電阻和電壓之間的關系的曲線。

當電流在第三方向上流動時，單元結構可以具有第一復位電壓。當電流在第四方向上流動時，單元結構可以具有可比第一復位電壓低的第二復位電壓。因此，單元結構可以當電流在第三方向上流動時具有第一復位電流，第一復位電流可以大于當電流在第四方向上流動時單元結構的第二復位電流。

參照圖3，隨著可變電阻圖案20和加熱電極22之間的接觸面積增大，復位電流可以增大。在圖3中，y軸表示以安培(a)為單位的復位電流(ireset)，x軸表示可變電阻圖案20和加熱電極22(選擇器_加熱器尺寸)之間的任意單位(au)的接觸面積。因此，為了減小復位電流，會需要減小可變電阻圖案20和加熱電極22之間的接觸面積。

圖4a和圖4b分別是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的透視圖和截面圖。圖4c是示出根據本發明構思的與圖4a和圖4b的示例實施方式不同的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

圖4b包括分別沿圖4a的線i-i'和ii-ii'截取的截面圖。

第一方向和第二方向可以基本上平行于基板的頂表面，并可以基本上彼此垂直。此外，第三方向和第四方向可以基本上垂直于基板的頂表面。如圖1所示，第三方向是從加熱電極朝向可變電阻圖案的方向，第四方向是從可變電阻圖案朝向加熱電極的方向。在下文，第一至第四方向的定義可以在所有的附圖中相同。

參照圖4a和圖4b，可變電阻存儲器件可以包括第一導電圖案104、第一單元結構128、第二導電圖案130、第二單元結構148和第三導電圖案150。

第一單元結構128可以包括第一選擇圖案110a、第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120。第一可變電阻圖案118可以接觸第一加熱電極120。

第二單元結構148可以包括第二選擇圖案136、第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144。第一單元結構128和第二單元結構148可以具有基本上相同的多層堆疊結構。然而，第一可變電阻圖案118與第一加熱電極120之間的第一接觸面積和第二可變圖案142與第二加熱電極144之間的第二接觸面積可以彼此不同。

基板100可以包括例如硅、鍺、硅鍺或iii-v族化合物(例如gap、gaas、gasb、insb、inas、inp等)。在本發明構思的示例實施方式中，基板100可以是絕緣體上硅(soi)基板或絕緣體上鍺(goi)基板。在本發明構思的示例實施方式中，基板100的上表面可以具有絕緣體。

在本發明構思的示例實施方式中，下部元件(例如晶體管)和覆蓋該下部元件的絕緣層102可以形成在基板100上。例如，下部元件可以形成外圍電路。絕緣層102可以包括硅氧化物。

第一導電圖案104可以在第一方向上延伸，多個第一導電圖案104可以布置在第二方向上并間隔開。在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104可以形成在絕緣層102上。

第一導電圖案104可以包括例如金屬或金屬氮化物。在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104可以包括順序地堆疊的第一阻擋圖案、第一金屬圖案和第二阻擋圖案。第一阻擋圖案和第二阻擋圖案可以包括金屬氮化物(例如鈦氮化物(tinx)、鎢氮化物(wnx)、鉭氮化物(tanx)、鋯氮化物(zrnx)等)或金屬硅氮化物(例如鈦硅氮化物(tisinx)、鎢硅氮化物(wsinx)、鉭硅氮化物(tasinx)、鋯硅氮化物(zrsinx)等)。在以上化合物的化學式中在n之后添加的x可以表示這些化合物的成分可以是非化學計量的。第一金屬圖案可以包括金屬，例如鎢(w)、鉑(pt)、鈀(pd)、銠(rh)、釕(ru)、銥(ir)、銅(cu)、鋁(al)、鈦(ti)、鉭(ta)、金(au)、銀(ag)、鋯(zr)、鎳(ni)、鈷(co)、鉻(cr)等。

在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104可以用作可變電阻存儲器件的第一字線。

在本發明構思的示例實施方式中，第一單元結構128可以具有包括順序地堆疊的第一選擇圖案110a、第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120的柱形狀。第一單元結構128可以具有各種柱形狀，諸如例如四邊形柱、圓形柱、橢圓形柱、其它的多邊形柱等。第一單元結構128可以形成在每個第一導電圖案104上，多個第一單元結構128可以在每個第一導電圖案104上彼此間隔開。第一單元結構128可以在第一方向和第二方向的每個上彼此對準并間隔開。

在本發明構思的示例實施方式中，第一選擇圖案110a可以在第二方向上具有第一寬度w1。在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104也可以在第二方向上具有第一寬度w1，因此，第一導電圖案104在第二方向上的寬度可以與第一選擇圖案110a在第二方向上的寬度基本上相同。

在本發明構思的示例實施方式中，第一電極108a可以進一步形成在第一選擇圖案110a和第一導電圖案104之間，第二電極112a可以進一步形成在第一選擇圖案110a和第一可變電阻圖案118之間。在這種情形下，包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a和第二電極112a的第一結構可以在第二方向上具有第一寬度w1。

在本發明構思的示例實施方式中，包括順序地堆疊的第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120的第二結構可以在第二方向上具有小于第一寬度w1的第二寬度w2。

第一結構可以在第一方向上具有第三寬度w3。第二結構可以在第一方向上具有小于第三寬度w3的第四寬度w4。

第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120可以彼此接觸以具有第一接觸面積。

在本發明構思的示例實施方式中，第一加熱電極120可以包括金屬氮化物例如鈦氮化物(tinx)、鎢氮化物(wnx)、鉭氮化物(tanx)、鋯氮化物(zrnx)等或者金屬硅氮化物例如鈦硅氮化物(tisinx)、鎢硅氮化物(wsinx)、鉭硅氮化物(tasinx)、鋯硅氮化物(zrsinx)等。

在本發明構思的示例實施方式中，第一電極108a和第二電極112a可以包括具有比第一加熱電極120的電阻低的電阻的金屬或金屬氮化物。

在本發明構思的示例實施方式中，第一選擇圖案110a可以包括雙向閾值開關(ots)材料。ots材料和相變材料(pcm)可以為相同的類別，但是ots材料通常在非晶相凝固。換言之，ots材料在切換期間不經受結晶轉變而是在切換之后當去除所施加的電壓時保持非晶。與第一可變電阻圖案118相比，第一選擇圖案110a可以在更寬的溫度范圍內保持處于非晶態。在非晶態，ots材料的電阻可以根據溫度而變化。

包括ots材料的第一選擇圖案110a可以用作用于單元的選擇的開關元件。ots材料可以包括鍺(ge)、硅(si)、銦(in)、砷(as)和/或碲(te)。此外，ots材料還可以包括硒(se)和/或硫(s)。此外，許多其它的元素也可以被并入ots材料的成分中，其包括但是不限于：銻(sb)、錫(sn)、磷(p)、氮(n)、鋅(zn)、鋁(al)、碳(c)和鉛(pb)。

ots材料可以包括例如astegesiin、gete、snte、gese、snse、astegesisbs、astegesiip、astegesi、as2te3ge、as2se3ge、as25(te90ge10)75、te40as35si18ge6.75in0.25、te28as34.5ge15.5s22、te39as36si17ge7p1、as10te21s2ge15se50sb2、si5te34as28ge11s21se1、astegesisens、astegesip、asse、asgese、astegese、znte、getepb、gesete、alaste、seasgec、setegesi、gesbtese、gebitese、geassbse、geasbite、geasbise、gexse1-x等。對于gexse1-x，x可以在0<x≤0.5的范圍內選擇。在本發明構思的示例實施方式中，第一選擇圖案110a可以包括二極管、隧道結、pnp二極管或雙極結晶體管(bjt)、混合離子電子導體(miec)等。

在本發明構思的示例實施方式中，第一可變電阻圖案118可以包括其電阻可通過相變或相轉變而變化的材料，例如pcm。在這種情形下，可變電阻存儲器件可以是相變隨機存取存儲器(pram)器件。第一可變電阻圖案118可以包括其中鍺(ge)、銻(sb)和/或碲(te)以給定比例結合的基于硫族化物的材料，并可以在三種元素都被結合時由ge-sb-te(鍺-銻-碲，gst)表示。這里，包括連字符(-)的化學組成標記可以表示某個化合物或化合物中包括的元素，并可以表示包括所代表的元素和/或某個化合物的所有化學式結構。例如，ge-sb-te可以表示諸如ge2sb2te5、ge2sb2te7、ge1sb2te4、ge1sb4te7或類似物的材料。類似地，為了簡單起見，gesbte也可以表示包括所代表的三種元素(ge、sb和te)的所有化學式結構。

除了以上材料ge-sb-te之外，第一可變電阻圖案118可以包括各種相變材料。用于第一可變電阻圖案118的相變材料的成分可以包含各種元素的混合物，所述各種元素包括但是不限于：鍺(ge)、銻(sb)、碲(te)、銦(in)、硒(se)、鎵(ga)、砷(as)、鋁(al)、鉍(bi)、錫(sn)、氧(o)、硫(s)、氮(n)、金(au)、鈀(pd)、鈦(ti)、鈷(co)、銀(ag)和鎳(ni)。

在本發明構思的示例實施方式中，第一可變電阻圖案118可以包括其電阻可通過磁場或自旋轉移矩(stt)變化的材料。在這種情形下，可變電阻存儲器件可以是磁隨機存取存儲器(mram)器件。第一可變電阻圖案118可以包括鐵磁材料，例如鐵(fe)、鎳(ni)、鈷(co)、鏑(dy)、釓(gd)等。

在本發明構思的示例實施方式中，第一可變電阻圖案118可以包括例如過渡金屬氧化物或基于鈣鈦礦的材料。在這種情形下，可變電阻存儲器件可以是電阻隨機存取存儲器(reram)器件。過渡金屬氧化物可以包括例如鉭(ta)、鋯(zr)、鈦(ti)、鉿(hf)、錳(mn)、釔(y)、鎳(ni)、鈷(co)、鋅(zn)、鈮(nb)、銅(cu)、鐵(fe)和鉻(cr)中的至少一種金屬的氧化物。

第二導電圖案130可以在第二方向上延伸。

在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104可以用作第一字線，第二導電圖案130可以用作在可變電阻存儲器件中可被共同地使用的公共位線。

第二導電圖案130可以包括具有比第一加熱電極120的電阻低的電阻的金屬。第二導電圖案130可以包括金屬，例如鎢(w)、鉑(pt)、鈀(pd)、銠(rh)、釕(ru)、銥(ir)、銅(cu)、鋁(al)、鈦(ti)、鉭(ta)、金(au)、銀(ag)、鋯(zr)、鎳(ni)、鈷(co)、鉻(cr)等。

如上所述，第一導電圖案104和第二導電圖案130可以設置為彼此交叉。第一單元結構128可以形成在第一導電圖案104和第二導電圖案130的每個交叉點處。

絕緣圖案可以形成為填充第一導電圖案104之間的空間、第一單元結構128之間的空間以及第二導電圖案130之間的空間。

在本發明構思的示例實施方式中，第一絕緣圖案106可以形成在第一導電圖案104之間，第二絕緣圖案116可以形成在第一選擇圖案110a之間。第三絕緣圖案126可以形成在第二結構之間，第四絕緣圖案132可以形成在第二導電圖案130之間。第二絕緣圖案116可以形成在第一結構之間。

在本發明構思的示例實施方式中，第二單元結構148可以具有包括順序地堆疊的第二選擇圖案136、第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144的柱形狀。第二單元結構148可以具有各種柱形狀，諸如例如四邊形柱、圓形柱、橢圓形柱、其它的多邊形柱等。第二單元結構148可以形成在每個第二導電圖案130上，并且多個第二單元結構148可以在每個第二導電圖案130上彼此間隔開。第二單元結構148可以在第一方向和第二方向的每個上彼此對準并間隔開。

在本發明構思的示例實施方式中，第三電極134可以進一步形成在第二選擇圖案136和第二導電圖案130之間，并且第四電極138可以進一步形成在第二選擇圖案136和第二可變電阻圖案142之間。

在本發明構思的示例實施方式中，第二選擇圖案136可以與第一選擇圖案110a基本上相同。也就是，第二選擇圖案136可以在第二方向上具有第一寬度w1，并可以在第一方向上具有第三寬度w3。在本發明構思的示例實施方式中，第二導電圖案130可以在第一方向上具有第三寬度w3，因而，第二導電圖案130在第一方向上的寬度可以與第二選擇圖案136在第一方向上的寬度基本上相同。第二選擇圖案136可以包括與第一選擇圖案110a的材料基本上相同的材料，例如ots材料。第三結構可以包括順序地堆疊的第三電極134、第二選擇圖案136和第四電極138，并可以在第二方向上具有第一寬度w1并且在第一方向上具有第三寬度w3。

包括順序地堆疊的第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144的第四結構可以在第二方向上具有大于第二寬度w2的第五寬度w5。在本發明構思的示例實施方式中，第五寬度w5可以與第一寬度w1基本上相同。

第四結構可以在第一方向上具有大于第四寬度w4的第六寬度w6。在本發明構思的示例實施方式中，第六寬度w6可以與第三寬度w3基本上相同。

如上所述，第四結構可以在第一方向和第二方向上分別具有比第二結構在第一方向和第二方向上的寬度大的寬度。因此，第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144之間的第二接觸面積可以大于第一接觸面積。

第三導電圖案150可以在第一方向上延伸。第三導電圖案150可以交疊第一導電圖案104。

在本發明構思的示例實施方式中，第三導電圖案150可以用作可變電阻存儲器件中的第二字線。

在本發明構思的示例實施方式中，第三導電圖案150可以包括與第一導電圖案104的多層堆疊結構基本上相同的多層堆疊結構。在本發明構思的示例實施方式中，第三導電圖案150可以包括堆疊的第三阻擋圖案、第二金屬圖案和第四阻擋圖案。

絕緣圖案可以填充第二單元結構148之間的空間和第三導電圖案150之間的空間。

在本發明構思的示例實施方式中，第五絕緣圖案140可以形成在第二選擇圖案136之間，第六絕緣圖案146可以形成在第四結構之間，第七絕緣圖案152可以形成在第三導電圖案150之間。第五絕緣圖案140可以形成在第三結構之間。

在可變電阻存儲器件中，當電壓被施加到用作公共位線的第二導電圖案130時，第一電流可以通過第一加熱電極120、第一可變電阻圖案118和第一選擇圖案110a流入第一導電圖案104中，使得數據可以被寫入每個第一單元結構128中。也就是，在第一單元結構128的操作期間，第一電流可以在第三方向(即，從加熱電極朝向可變電阻圖案的方向)上流動。

在可變電阻存儲器件中，當電壓被施加到用作公共位線的第二導電圖案130時，第二電流可以通過第二選擇圖案136、第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144流入第三導電圖案150中，使得數據可以被寫入每個第二單元結構148中。也就是，在第二單元結構148的操作期間，第二電流可以在第四方向(即，從可變電阻圖案朝向加熱電極的方向)上流動，因此第一電流和第二電流的方向可以彼此不同。

即使第一單元結構128和第二單元結構148具有基本上相同的結構，第一單元結構128和第二單元結構148的復位電流也會彼此不同。例如，第一單元結構128的復位電流可以比第二單元結構148的復位電流高。然而，在本發明構思的示例實施方式中，第一單元結構128的第一接觸面積可以小于第二單元結構148的第二接觸面積，使得第一單元結構128的復位電流可以減小。

由于第一接觸面積和第二接觸面積可以彼此不同，所以第一單元結構128和第二單元結構148的復位電流之間的差異可以通過調整第一接觸面積和第二接觸面積之間的差異而被消除或減小。在本發明構思的示例實施方式中，第一單元結構128和第二單元結構148的復位電流可以基本上彼此相同。

在本發明構思的示例實施方式中，可變電阻存儲器件可以具有外圍上單元(cop)結構，其可以包括順序地堆疊在基板100上的外圍電路和存儲單元，如圖4c所示。

參照圖4c，可變電阻存儲器件可以包括順序地堆疊在基板100上的外圍電路區(pcr)和存儲單元區(mcr)。基板100可以通過隔離層10分成有源區和場區。

在本發明構思的示例實施方式中，柵結構40、雜質層45、第一接觸插塞60和下布線圖案70可以形成在外圍電路區中。第一導電圖案104、第一單元結構128、第二導電圖案130、第二單元結構148和第三導電圖案150可以形成在存儲單元區中。

柵結構40可以包括順序地堆疊的柵絕緣圖案20和柵電極30。柵絕緣圖案20可以包括例如硅氮化物、金屬氧化物等。柵電極30可以包括例如摻雜的多晶硅、金屬、金屬硅化物、金屬氮化物等。柵間隔物可以進一步形成在柵結構40的側壁上。

雜質層45可以形成在基板100的鄰近柵結構40的上部處，并可以用n型雜質或p型雜質摻雜。

柵結構40和雜質層45可以形成晶體管。例如，負溝道金屬氧化物半導體(nmos)晶體管可以由柵結構40以及用n型雜質摻雜的雜質層45限定，正溝道金屬氧化物半導體(pmos)晶體管可以由柵結構40和用p型雜質摻雜的雜質層45限定。

第一下絕緣夾層50可以形成在基板100上以覆蓋晶體管，并可以包括氧化物，例如硅氧化物。

形成在第一下絕緣夾層50中的第一接觸插塞60可以接觸雜質層45的上部。在本發明構思的示例實施方式中，多個第一接觸插塞60可以分別形成在多個雜質層45上。

下布線圖案70可以形成在第一下絕緣夾層50上，并可以接觸第一接觸插塞60。在本發明構思的示例實施方式中，多個下布線圖案70的每個可以電連接到第一導電圖案104、第二導電圖案130和第三導電圖案150中的至少一個。

下布線圖案70可以在第一下絕緣夾層50上用第二下絕緣夾層80覆蓋。第二下絕緣夾層80可以包括氧化物，例如硅氧化物。

第一接觸插塞60和下布線圖案70可以包括例如摻雜的多晶硅、金屬、金屬硅化物、金屬氮化物等。

圖5至圖16是示出根據本發明構思的示例實施方式的制造圖4a和圖4b中示出的可變電阻存儲器件的方法的階段的截面圖。

參照圖5，在第一方向上延伸的第一導電圖案104可以形成在基板100上。第一絕緣圖案106可以形成為填充在第二方向上彼此間隔開的多個第一導電圖案104之間的空間。

在本發明構思的示例實施方式中，下部元件例如晶體管可以形成在基板100上，絕緣層102可以形成為覆蓋下部元件。第一導電圖案104可以形成在絕緣層102上。

在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104可以通過執行光刻工藝形成。例如，第一導電層可以形成在基板100上。第一導電層可以包括例如金屬或金屬氮化物。在本發明構思的示例實施方式中，第一導電層可以形成為包括順序地堆疊的第一阻擋層、第一金屬層和第二阻擋層。硬掩模可以形成在第一導電層上，第一導電層可以使用硬掩模作為蝕刻掩模來蝕刻以形成在第一方向上延伸的第一導電圖案104。硬掩模可以是具有關于第一導電圖案104的圖案的光致抗蝕劑，并可以通過光刻工藝形成。絕緣層可以形成于在第二方向上彼此間隔開的多個第一導電圖案104之間。絕緣層可以被平坦化以形成第一絕緣圖案106。硬掩模可以通過例如灰化、剝離或者灰化和剝離兩者去除。

可選地，第一導電圖案104可以通過鑲嵌工藝形成。例如，第一絕緣層可以形成在基板100上。第一絕緣層可以被部分地蝕刻以形成在第一方向上延伸的開口，并且第一絕緣層可以轉變成第一絕緣圖案106。第一導電層可以形成為填充所述開口。第一導電層可以被平坦化直到暴露第一絕緣圖案106的上表面，從而形成第一導電圖案104。

在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104可以用作第一字線。

參照圖6，第一電極層108、第一選擇層110和第二電極層112可以順序地形成在第一導電圖案104和第一絕緣圖案106上。

第一電極層108和第二電極層112可以由例如金屬氮化物或金屬硅氮化物形成。在本發明構思的示例實施方式中，可以不形成第一電極層108和第二電極層112。

在本發明構思的示例實施方式中，第一選擇層110可以包括ots材料，其可以在切換期間不經歷結晶轉變并可以在切換之后在去除所施加的電壓時保持非晶，因此第一選擇層110可以用作開關元件。

參照圖7，第一電極層108、第一選擇層110和第二電極層112可以被圖案化以在第一導電圖案104上分別形成第一電極108a、第一選擇圖案110a和第二電極112a。第一電極108a、第一選擇圖案110a和第二電極112a可以通過包括光刻和蝕刻步驟的圖案化工藝形成。包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a和第二電極112a的第一結構可以具有柱形狀。第一結構可以具有各種柱形狀，諸如例如四邊形柱、圓形柱、橢圓形柱、其它的多邊形柱等。

在本發明構思的示例實施方式中，第一結構可以在第二方向上具有第一寬度w1并在第一方向上具有第三寬度w3。

在本發明構思的示例實施方式中，具有在第一方向上延伸的線形狀的初始第一硬掩模可以形成在第二電極層112上，并且第一電極層108、第一選擇層110和第二電極層112可以使用初始第一硬掩模作為蝕刻掩模來蝕刻。初始絕緣層115可以形成為填充通過該蝕刻工藝形成的空間，并且具有在第二方向上延伸的線形狀的第二硬掩模可以形成在初始絕緣層115和第二電極層112上。第一電極層108、第一選擇層110、第二電極層112和初始第一硬掩模可以使用第二硬掩模作為蝕刻掩模被蝕刻。然后，可以去除第二硬掩模。因此，第一電極層108、第一選擇層110和第二電極層112可以在第一方向和第二方向的每個上被蝕刻以分別形成第一電極108a、第一選擇圖案110a和第二電極112a。第一硬掩模114可以保留在第二電極112a上。

可選地，第一電極108a、第一選擇圖案110a和第二電極112a可以通過在第二電極層112上形成具有柱形狀的第一硬掩模114以及順序地蝕刻第二電極層112、第一選擇層110和第一電極層108而形成。在這種情形下，可以不形成初始絕緣層。在本發明構思的示例實施方式中，具有柱形狀的第一硬掩模114可以通過雙圖案化工藝形成。例如，在第一方向上延伸的每個初始硬掩模圖案可以通過光刻工藝形成，并且犧牲層可以形成為填充初始硬掩模圖案之間的空間。在第二方向上延伸的光致抗蝕劑圖案可以形成在犧牲層和初始硬掩模圖案上，并且初始硬掩模圖案可以使用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模被蝕刻以形成第一硬掩模114。

參照圖8，第二絕緣圖案116可以形成為填充第一結構之間的空間。

在本發明構思的示例實施方式中，絕緣層可以形成為充分地填充第一結構之間的空間。在本發明構思的示例實施方式中，絕緣層可以由例如硅氮化物或硅氮氧化物形成。絕緣層的上表面可以被平坦化直到暴露第一硬掩模114的頂表面，并且絕緣層可以被部分地蝕刻以形成具有比第一硬掩模114的頂表面低的頂表面的第二絕緣圖案116。第一硬掩模114可以通過例如濕法蝕刻工藝蝕刻。因此，第二電極112a的上表面可以被暴露。

參照圖9，第一可變電阻層117和第一加熱電極層119可以順序地形成在第二電極112a和第二絕緣圖案116上。

在本發明構思的示例實施方式中，第一可變電阻層117可以包括其電阻可通過相變或相轉變而變化的材料，例如pcm，并可以包括其中ge、sb和/或te以給定比例結合的基于硫族化物的材料。在這種情形下，可變電阻存儲器件可以是pram器件。

在本發明構思的示例實施方式中，第一可變電阻層117可以包括其電阻可通過磁場或自旋轉移矩(stt)變化的材料。在這種情形下，可變電阻存儲器件可以是mram器件。在本發明構思的示例實施方式中，第一可變電阻層117可以包括例如過渡金屬氧化物或基于鈣鈦礦的材料。在這種情形下，可變電阻存儲器件可以是reram器件。

第一加熱電極層119可以包括使將形成的第一加熱電極120具有比第一電極108a和第二電極112a的每個的電阻高的電阻的材料。第一加熱電極層119可以包括產生足以使第一可變電阻層117相變的熱而不與第一可變電阻層117反應的導電材料。在本發明構思的示例實施方式中，第一加熱電極層119可以包括例如金屬氮化物或金屬硅氮化物。第一加熱電極層119可以包括例如鈦氮化物(tinx)、鈦硅氮化物(tisinx)、鎢氮化物(wnx)、鎢硅氮化物(wsinx)、鉭氮化物(tanx)、鉭硅氮化物(tasinx)、鋯氮化物(zrnx)、鋯硅氮化物(zrsinx)、鈦鋁氮化物、碳等。

參照圖10，第一可變電阻層117和第一加熱電極層119可以被圖案化以在第二電極112a上分別形成第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120。

在本發明構思的示例實施方式中，第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120的每個可以在第二方向上具有小于第一寬度w1的第二寬度w2，并可以在第一方向上具有小于第三寬度w3的第四寬度w4。

第一可變電阻層117和第一加熱電極層119可以被圖案化以在第二電極112a上分別形成初始第一可變電阻圖案和初始第一加熱電極。初始第一可變電阻圖案和初始第一加熱電極可以在第一方向和第二方向上具有與第一結構在第一方向和第二方向上的寬度基本上相同的寬度。初始第一可變電阻圖案的側壁和初始第一加熱電極的側壁可以被部分地蝕刻以分別形成第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120，在第二方向上具有第二寬度w2并在第一方向上具有第四寬度w4。蝕刻工藝可以包括例如濕法蝕刻工藝、各向同性干法蝕刻工藝或清潔工藝。

在本發明構思的示例實施方式中，第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120可以通過用在第一方向上延伸的線型蝕刻掩模蝕刻第一可變電阻層117和第一加熱電極層119以及用在第二方向上延伸的線型蝕刻掩模再次蝕刻第一可變電阻層117和第一加熱電極層119而形成。

可選地，第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120可以通過形成具有柱形狀的硬掩模以及使用該硬掩模作為蝕刻掩模順序地蝕刻第一可變電阻層117和第一加熱電極層119而形成。第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120的每個可以在第一方向和第二方向的每個上具有比第一結構在第一方向和第二方向的每個上的寬度小的寬度。在本發明構思的示例實施方式中，具有柱形狀的硬掩模可以通過雙圖案化工藝形成。

如上所述，包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a、第二電極112a、第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120的第一單元結構128可以形成在第一導電圖案104上。

參照圖11，絕緣層可以形成為填充第二結構之間的空間，每個第二結構包括順序地堆疊的第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120，并且絕緣層的上表面可以被平坦化以在第二結構之間形成第三絕緣圖案126。

參照圖12，第二導電圖案130可以形成在第一加熱電極120和第三絕緣圖案126上。第二導電圖案130可以接觸第一加熱電極120，并可以在第二方向上延伸。第四絕緣圖案132可以形成于在第一方向上彼此間隔開的多個第二導電圖案130之間。

在本發明構思的示例實施方式中，第二導電層可以形成在第一加熱電極120和第三絕緣圖案126上，并且硬掩模可以形成在第二導電層上。第二導電層可以使用該硬掩模作為蝕刻掩模來蝕刻以形成第二導電圖案130。絕緣層可以形成為填充在第一方向上彼此間隔開的多個第二導電圖案130之間的空間。絕緣層可以被平坦化直到暴露第二導電圖案130的頂表面，從而形成第四絕緣圖案132。第四絕緣圖案132的上表面和第二導電圖案130的上表面可以基本上彼此共平面。

可選地，第二導電圖案130可以通過鑲嵌工藝形成。例如，絕緣層可以形成在第一加熱電極120和第三絕緣圖案126上。該絕緣層可以被部分地蝕刻以形成暴露第一加熱電極120并在第二方向上延伸的溝槽。導電層可以形成為填充該溝槽。導電層可以被平坦化直到暴露絕緣層的上表面，從而形成第二導電圖案130。因此，第四絕緣圖案132可以形成在第二導電圖案130之間。因此，第一單元結構128可以形成在第一導電圖案104和第二導電圖案130的每個交叉點處。

參照圖13，第三電極134、第二選擇圖案136和第四電極138可以形成在第二導電圖案130上。第五絕緣圖案140可以形成于在第一方向和第二方向上彼此間隔開的多個第三結構之間，并且所述多個第三結構的每個可以包括順序地堆疊的第三電極134、第二選擇圖案136和第四電極138。

在本發明構思的示例實施方式中，第三電極134、第二選擇圖案136、第四電極138和第五絕緣圖案140可以通過執行與參照圖6至圖8示出的工藝基本上相同或類似的工藝形成。因此，所述多個第三結構的每個可以在第二方向上具有第一寬度w1并在第一方向上具有第三寬度w3。

參照圖14，第二可變電阻層141和第二加熱電極層143可以形成在第四電極138和第五絕緣圖案140上。

在本發明構思的示例實施方式中，第二可變電阻層141可以包括與第一可變電阻層117的材料基本上相同的材料，第二加熱電極層143可以包括與第一加熱電極層119的材料基本上相同的材料。在本發明構思的示例實施方式中，第二可變電阻層141和第二加熱電極層143可以通過執行與參照圖9示出的工藝基本上相同或類似的工藝形成。

參照圖15，第二可變電阻層141和第二加熱電極層143可以被圖案化以在第四電極138上分別形成第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144。

在本發明構思的示例實施方式中，第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144可以在第二方向上具有大于第二寬度w2的第五寬度w5，并在第一方向上具有大于第四寬度w4的第六寬度w6。在本發明構思的示例實施方式中，第五寬度w5可以與第一寬度w1基本上相同，并且第六寬度w6可以與第三寬度w3基本上相同。

在本發明構思的示例實施方式中，第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144可以通過用在第一方向上延伸的線型蝕刻掩模蝕刻第二可變電阻層141和第二加熱電極層143以及用在第二方向上延伸的線型蝕刻掩模再次蝕刻第二可變電阻層141和第二加熱電極層143而形成。

可選地，第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144可以通過形成具有柱形狀的硬掩模以及使用該硬掩模順序地蝕刻第二可變電阻層141和第二加熱電極層143而形成。在本發明構思的示例實施方式中，具有柱形狀的硬掩模可以通過雙圖案化工藝形成。

如上所述，包括堆疊的第三電極134、第二選擇圖案136、第四電極138、第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144的第二單元結構148可以形成在第二導電圖案130上。

第一單元結構128中的第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120之間的第一接觸面積可以小于第二單元結構148中的第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144之間的第二接觸面積。

參照圖16，絕緣層可以形成為填充在第一方向和第二方向上彼此間隔開的多個第四結構之間的空間，并且絕緣層的上表面可以被平坦化以在第四結構之間形成第六絕緣圖案146。所述多個第四結構的每個可以包括順序地堆疊的第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144。

第三導電圖案150可以形成在第二加熱電極144和第六絕緣圖案146上。第三導電圖案150可以接觸第二加熱電極144，并可以在第一方向上延伸。第七絕緣圖案152可以形成于在第二方向上彼此間隔開的多個第三導電圖案150之間。

用于形成第六絕緣圖案146、第三導電圖案150和第七絕緣圖案152的工藝可以與參照圖11和圖12說明的工藝基本上相同或類似。因此，第二單元結構148可以形成在第二導電圖案130和第三導電圖案150的交叉點處。

在本發明構思的示例實施方式中，參照圖5至圖12說明的工藝可以被重復地進行以形成包括垂直地堆疊的多個單元的可變電阻存儲器件。也就是，每個偶數水平面處的存儲單元中的可變電阻圖案和加熱電極之間的接觸面積可以不同于每個奇數水平面處的存儲單元中的可變電阻圖案和加熱電極之間的接觸面積。

圖17是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

圖17的可變電阻存儲器件可以與參照圖4a和圖4b說明的可變電阻存儲器件基本上相同或類似，除了第一單元結構之外。

參照圖17，第一單元結構128a可以包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a、第二電極112a、第一可變電阻圖案118a和第一加熱電極120a。

在本發明構思的示例實施方式中，包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a和第二電極112a的第一結構可以在第二方向上具有第一寬度w1并在第一方向上具有第三寬度w3。

在本發明構思的示例實施方式中，包括順序地堆疊的第一可變電阻圖案118a和第一加熱電極120a的第二結構可以在第二方向上具有小于第一寬度w1的第二寬度w2。第二結構可以在第一方向上具有第三寬度w3。也就是，第二結構可以在第二方向上具有比第一結構在第二方向上的寬度小的寬度。

第二單元結構148可以與參照圖4a和圖4b說明的第二單元結構基本上相同。也就是，包括第三電極134、第二選擇圖案136和第四電極138的第三結構可以在第二方向上具有第一寬度w1并在第一方向上具有第三寬度w3。包括順序地堆疊的第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144的第四結構可以在第二方向上具有大于第二寬度w2的第五寬度w5。在本發明構思的示例實施方式中，第五寬度w5可以與第一寬度w1基本上相同。

第四結構可以在第一方向上具有第三寬度w3。因此，第一單元結構128a和第二單元結構148在第一方向上的寬度可以基本上彼此相同。

第四結構在第二方向上的寬度可以大于第二結構在第二方向上的寬度。因此，第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144之間的第二接觸面積可以大于第一可變電阻圖案118a和第一加熱電極120a之間的第一接觸面積。

圖18和圖19是示出根據本發明構思的示例實施方式的制造圖17中示出的可變電阻存儲器件的方法的階段的截面圖。

圖17的可變電阻存儲器件可以通過執行與參照圖5至圖16說明的工藝基本上相同或類似的工藝制造，除了第一可變電阻圖案和第一加熱電極的圖案化之外。

第一可變電阻層117(參照圖9)和第一加熱電極層119(參照圖9)可以通過與參照圖5至圖9說明的工藝基本上相同的工藝形成。

參照圖18，具有在第一方向上延伸的線形狀的硬掩模可以形成在第一加熱電極層119上。可變電阻層117和第一加熱電極層119可以使用硬掩模作為蝕刻掩模來蝕刻以分別形成在第一方向上延伸的初始第一可變電阻圖案117a和初始第一加熱電極119a。

初始第一可變電阻圖案117a和初始第一加熱電極119a可以具有小于第一寬度w1的第二寬度w2。

在本發明構思的示例實施方式中，可變電阻層117和第一加熱電極層119可以被圖案化以形成具有第一寬度w1的結構，該結構的側壁可以被部分地蝕刻以形成具有第二寬度w2的第一可變電阻圖案118a和第一加熱電極120a。蝕刻工藝可以包括例如濕法蝕刻、各向同性干法蝕刻工藝或清潔工藝。

初始第三絕緣圖案125可以形成為填充結構之間的空間。每個結構可以包括順序地堆疊的初始第一可變電阻圖案117a和初始第一加熱電極119a。

參照圖19，具有在第二方向上延伸的線形狀的硬掩模可以形成在初始第一加熱電極119a和初始第三絕緣圖案125上。初始第一可變電阻圖案117a和初始第一加熱電極119a可以使用硬掩模作為蝕刻掩模來蝕刻以分別形成具有柱形狀的第一可變電阻圖案118a和第一加熱電極120a。第一可變電阻圖案118a和第一加熱電極120a可以具有各種柱形狀，諸如例如四邊形柱、圓形柱、橢圓形柱、其它的多邊形柱等。

第一可變電阻圖案118a和第一加熱電極120a可以在第一方向上具有與第一選擇圖案110a在第一方向上的寬度基本上相同的第三寬度w3。

然后可以執行與參照圖12至圖16說明的那些工藝相同或類似的工藝以形成圖17的可變電阻存儲器件。

圖20是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

圖20的可變電阻存儲器件可以與參照圖4a和圖4b說明的可變電阻存儲器件基本上相同或類似，除了第一單元結構之外。

參照圖20，第一單元結構128b可以包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a、第二電極112a、第一可變電阻圖案118b和第一加熱電極120b。

在本發明構思的示例實施方式中，包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a和第二電極112a的第一結構可以在第二方向上具有第一寬度w1并在第一方向上具有第三寬度w3。

在本發明構思的示例實施方式中，包括順序地堆疊的第一可變電阻圖案118b和第一加熱電極120b的第二結構可以在第二方向上具有第一寬度w1。第二結構可以在第一方向上具有小于第三寬度w3的第四寬度w4。也就是，第一可變電阻圖案118b和第一加熱電極120b可以在第一方向上具有比第一結構在第一方向上的寬度小的寬度。

圖20中示出的第二單元結構148可以與參照圖4a和圖4b說明的第二單元結構基本上相同。因此，第一單元結構128b和第二單元結構148在第二方向上的寬度可以基本上彼此相同。

第四結構在第一方向上的寬度可以大于第二結構在第一方向上的寬度。因此，第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144之間的第二接觸面積可以大于第一可變電阻圖案118b和第一加熱電極120b之間的第一接觸面積。

圖20的可變電阻存儲器件可以通過執行與參照圖5至圖16說明的工藝基本上相同或類似的工藝制造。然而，當形成第一可變電阻圖案118b和第一加熱電極120b時，第一可變電阻層和第一加熱電極層可以被圖案化以在第一方向上具有第四寬度w4。

圖21是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

圖21的可變電阻存儲器件可以與參照圖4a和圖4b說明的可變電阻存儲器件基本上相同或類似，除了第一單元結構之外。

參照圖21，第一單元結構128c可以包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a、第二電極112a、第一可變電阻圖案118c和第一加熱電極120c。

在本發明構思的示例實施方式中，包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a和第二電極112a的第一結構可以在第二方向上具有第一寬度w1并在第一方向上具有第三寬度w3。

包括堆疊的第一可變電阻圖案118c和第一加熱電極120c的第二結構可以具有從其底部朝向頂部逐漸減小的寬度。在本發明構思的示例實施方式中，第二結構的下部可以在第二方向上具有第一寬度w1并在第一方向上具有第三寬度w3。

在本發明構思的示例實施方式中，第二結構可以分別在第一方向和第二方向上具有從其底部朝向頂部逐漸減小的寬度。

在本發明構思的示例實施方式中，第二結構可以在第二方向上具有從其底部朝向頂部逐漸減小的寬度，并可以在第一方向上具有均一的寬度。

在本發明構思的示例實施方式中，第二結構可以在第一方向上具有從其底部朝向頂部逐漸減小的寬度，并可以在第二方向上具有均一的寬度。

圖21的第二單元結構148可以與參照圖4a和圖4b說明的第二單元結構基本上相同。

第四結構的寬度可以大于第二結構的寬度。因此，第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144之間的第二接觸面積可以大于第一可變電阻圖案118c和第一加熱電極120c之間的第一接觸面積。

圖21的可變電阻存儲器件可以通過執行與參照圖5至圖16說明的工藝基本上相同或類似的工藝制造。然而，當形成第一可變電阻圖案118c和第一加熱電極120c時，第一可變電阻層和第一加熱電極層可以被圖案化使得第一可變電阻圖案118c的側壁和第一加熱電極120c的側壁可以具有斜坡。

圖22是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

圖22的可變電阻存儲器件可以與參照圖4a和圖4b說明的可變電阻存儲器件基本上相同或類似，除了第一單元結構的側壁上的第一間隔物之外。

參照圖22，第一單元結構128可以包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a、第二電極112a、第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120。

包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a和第二電極112a的第一結構可以與參照圖4a和圖4b說明的第一結構基本上相同或類似。

第一間隔物121可以圍繞包括順序地堆疊的第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120的第二結構的側壁。第一間隔物121可以包括例如硅氧化物、硅氮化物等。此外，第一間隔物121可以通過共形沉積技術中的方法諸如包括熱和等離子沉積技術的化學氣相沉積(cvd)和原子層沉積(ald)形成。

在本發明構思的示例實施方式中，根據第一間隔物121的形狀，第一加熱電極120的上寬度可以大于第一加熱電極120的下寬度。

在本發明構思的示例實施方式中，第二結構可以具有比第一結構的寬度小的寬度。包括第二結構的寬度和第一間隔物121的厚度(包括兩層，每個側壁上一個)的寬度可以與第一結構的寬度基本上相同。

在本發明構思的示例實施方式中，間隔物可以不形成在包括順序地堆疊的第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144的第四結構的側壁上。在這種情形下，包括第二結構的寬度和第一間隔物121的厚度(包括兩層，每個側壁上一個)的寬度可以與第四結構的寬度基本上相同。在本發明構思的示例實施方式中，第二間隔物可以形成在第四結構的側壁上，并且第二間隔物可以具有比第一間隔物121的厚度小的厚度。在這種情形下，包括第二結構的寬度和第一間隔物121的厚度(包括兩層，每個側壁上一個)的寬度可以與包括第四結構的寬度和第二間隔物的厚度(包括兩層，每個側壁上一個)的寬度基本上相同。

在本發明構思的示例實施方式中，第四結構的寬度可以大于第二結構的寬度。因此，第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144之間的第二接觸面積可以大于第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120之間的第一接觸面積。

圖23至圖28是示出根據本發明構思的示例實施方式的制造圖22中示出的可變電阻存儲器件的方法的階段的截面圖。

在執行圖23至圖28中示出的工藝之前可以首先執行參照圖5至圖7說明的工藝。

參照圖23，絕緣層可以形成為填充第一結構之間的空間，每個第一結構包括順序地堆疊的第一電極108a、第一選擇圖案110a和第二電極112a。絕緣層可以被部分地蝕刻以形成包括開口的第二絕緣圖案116a，該開口可以暴露第二電極112a的上表面。

在本發明構思的示例實施方式中，第一硬掩模114(參照圖7)可以保留在第二電極112a上。第一硬掩模114可以形成為具有基本上等于或大于包括順序地堆疊的第一可變電阻圖案和第一加熱電極的第二結構的厚度的厚度。絕緣層可以形成為覆蓋第一硬掩模114，并且絕緣層的上表面可以被平坦化直到暴露第一硬掩模114的上表面。第一硬掩模114可以被去除，從而可以形成具有暴露第二電極112a的上表面的開口的第二絕緣圖案116a。

參照圖24和圖25，第一間隔物121可以形成在所述開口的側壁上。第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120可以形成為填充所述開口的剩余部分。

在本發明構思的示例實施方式中，間隔物層可以形成在第二電極112a、第二絕緣圖案116a以及所述開口的側壁上。間隔物層可以通過共形沉積技術的方法例如ald、cvd等形成。間隔物層可以被各向異性地蝕刻以在開口的側壁上形成第一間隔物121。

可變電阻層可以形成在第二電極112a、第一間隔物121和第二絕緣圖案116a上以填充所述開口，可變電阻層可以被平坦化直到可以暴露第二絕緣圖案116a的上表面。然后，可變電阻層的上部可以通過回蝕刻工藝去除以形成可部分地填充所述開口的第一可變電阻圖案118。平坦化工藝可以包括例如化學機械拋光(cmp)工藝。

第一加熱電極層可以形成在第一可變電阻圖案118、第一間隔物121和第二絕緣圖案116a上以填充所述開口，第一加熱電極層可以被平坦化直到暴露第二絕緣圖案116a的上表面以形成填充所述開口的剩余部分的第一加熱電極120。也就是，第二結構可以通過鑲嵌工藝形成。

由于第一間隔物121被形成，所以第二結構的寬度可以小于第一結構的寬度。然而，將第二結構的寬度與在兩個側壁上的間隔物的厚度結合將具有與第一結構的寬度基本上相同的寬度。

參照圖26，第二導電圖案130可以形成在第一加熱電極120、第一間隔物121和第二絕緣圖案116a上。第二導電圖案130可以接觸第一加熱電極120，并可以在第二方向上延伸。第四絕緣圖案132可以形成于在第一方向上彼此間隔開的多個第二導電圖案130之間。

在本發明構思的示例實施方式中，圖26中示出的第二導電圖案130可以通過與參照圖12說明的工藝基本上相同或類似的工藝形成。因此，第一單元結構128可以形成在第一導電圖案104和第二導電圖案130的交叉點處。

參照圖27，第三電極134、第二選擇圖案136和第四電極138可以通過執行與參照圖13說明的工藝基本上相同或類似的工藝而順序地形成在第二導電圖案130上。

絕緣層可以形成為覆蓋包括順序地堆疊的第三電極134、第二選擇圖案136和第四電極138的第三結構。絕緣層可以被部分地蝕刻以形成包括暴露第四電極138的上表面的開口的第五絕緣圖案140a。用于形成圖27中的第五絕緣圖案140a的工藝可以與參照圖23說明的工藝基本上相同或類似。

參照圖28，第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144可以形成在所述開口中。

在本發明構思的示例實施方式中，可變電阻層可以形成在第四電極138和第五絕緣圖案140a上以填充所述開口。可變電阻層可以被平坦化直到可以暴露第五絕緣圖案140a的上表面。然后，可變電阻層的上部可以通過回蝕刻工藝去除以形成可部分地填充所述開口的第二可變電阻圖案142。

在本發明構思的示例實施方式中，第二間隔物可以進一步形成在所述開口的側壁上。在這種情形下，第二間隔物可以具有比第一間隔物121的厚度小的厚度。

如上所述，包括第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144的第四結構可以通過鑲嵌工藝形成。

第四結構的寬度可以大于第二結構的寬度。然而，將第二結構的寬度與在兩個側壁上的間隔物的厚度結合將具有與第四結構的寬度基本上相同的寬度。因此，第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144之間的第二接觸面積可以大于第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120之間的第一接觸面積。

第三導電圖案150可以形成在第二加熱電極144和第五絕緣圖案140a上。

圖29是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

參照圖29，可變電阻存儲器件可以包括第一導電圖案104a、第一單元結構127、第二導電圖案130a、第二單元結構147和第三導電圖案150a。

第一單元結構127可以包括順序地堆疊的第一選擇圖案110a、第一可變電阻圖案118d和第一加熱電極120d。也就是，第一加熱電極120d可以形成在第一可變電阻圖案118d上并與第一可變電阻圖案118d接觸。

在本發明構思的示例實施方式中，第一電極108a可以進一步形成在第一選擇圖案110a的下表面之下，并且第二電極112a可以進一步形成在第一選擇圖案110a的上表面上。在本發明構思的示例實施方式中，第一電極108a和第二電極112a可以包括具有比第一加熱電極120d的電阻低的電阻的金屬或金屬氮化物。

第二單元結構147可以包括順序地堆疊的第二選擇圖案136、第二可變電阻圖案142d和第二加熱電極144d。也就是，第二加熱電極144d可以形成在第二可變電阻圖案142d上并與第二可變電阻圖案142d接觸。

在本發明構思的示例實施方式中，第三電極134可以進一步形成在第二選擇圖案136的下表面之下，并且第四電極138可以進一步形成在第二選擇圖案136的上表面上。在本發明構思的示例實施方式中，第三電極134和第四電極138可以包括具有比第二加熱電極144d的電阻低的電阻的金屬或金屬氮化物。

第一可變電阻圖案118d和第一加熱電極120d之間的第一接觸面積可以不同于第二可變電阻圖案142d和第二加熱電極144d之間的第二接觸面積。在本發明構思的示例實施方式中，第二接觸面積可以小于第一接觸面積。

在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104a和第三導電圖案150a可以分別用作第一位線和第二位線。第二導電圖案130a可以用作公共字線。

電壓可以被施加到用作第一位線的第一導電圖案104a，第一電流可以通過第一選擇圖案110a、第一可變電阻圖案118d和第一加熱電極120d流入第二導電圖案130a中，使得數據可以被寫入每個第一單元結構127中。也就是，在第一單元結構127的操作期間，第一電流可以在第四方向(即，從可變電阻圖案朝向加熱電極的方向)上流動。

電壓可以被施加到用作第二位線的第三導電圖案150a，第二電流可以通過第二加熱電極144d、第二可變電阻圖案142d和第二選擇圖案136流入第二導電圖案130a中，使得數據可以被寫入每個第二單元結構147中。也就是，在第二單元結構147的操作期間，第二電流可以在第三方向(即，從加熱電極朝向可變電阻圖案的方向)上流動。

即使第一單元結構127和第二單元結構147具有基本上相同的結構，第一單元結構127和第二單元結構147的復位電流也會彼此不同。例如，第二單元結構147的復位電流可以高于第一單元結構127的復位電流。然而，在本發明構思的示例實施方式中，第二單元結構147的第二接觸面積可以小于第一單元結構127的第一接觸面積，使得第一單元結構127和第二單元結構147的復位電流之間的差異可以減小。

由于第一接觸面積和第二接觸面積可以彼此不同，所以第一單元結構127和第二單元結構147的復位電流之間的差異可以通過調整第一接觸面積和第二接觸面積之間的差異而被消除或最小化。在本發明構思的示例實施方式中，第一單元結構127和第二單元結構147的復位電流可以基本上彼此相同。

在第二導電圖案130a用作公共字線的第一情形中的電流方向和在第二導電圖案130a用作公共位線的第二情形中的電流方向可以彼此不同。因此，根據電流方向，第一接觸面積和第二接觸面積可以被分別控制。

圖17、圖20和圖22的示例實施方式的每個可以被修改以具有用作公共字線的第二導電圖案以及分別用作第一位線和第二位線的第一導電圖案和第三導電圖案。在這種情形下，在圖17、圖20和圖22的示例實施方式的每個中，第一接觸面積可以大于第二接觸面積。也就是，第四結構的寬度可以小于第二結構的寬度。

圖30是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

圖30的可變電阻存儲器件可以與參照圖4a和圖4b說明的可變電阻存儲器件基本上相同或類似，除了第一單元結構和第二單元結構之外。

參照圖30，可變電阻存儲器件可以包括第一導電圖案104、第一單元結構128d、第二導電圖案130、第二單元結構148d和第三導電圖案150。

第一單元結構128d可以包括順序地堆疊的第一選擇圖案110a、第一加熱電極120d和第一可變電阻圖案118d。也就是，第一可變電阻圖案118d可以形成在第一加熱電極120d上并與第一加熱電極120d接觸。

在本發明構思的示例實施方式中，第一電極108a和第二電極112a可以進一步分別形成在第一選擇圖案110a的下表面之下和上表面上。

第二單元結構148d可以包括順序地堆疊的第二選擇圖案136、第二加熱電極144d和第二可變電阻圖案142d。也就是，第二可變電阻圖案142d可以接觸第二加熱電極144d的上表面。

在本發明構思的示例實施方式中，第三電極134和第四電極138可以分別進一步形成在第二選擇圖案136的下表面之下和上表面上。

第一可變電阻圖案118d和第一加熱電極120d之間的第一接觸面積與第二可變電阻圖案142d和第二加熱電極144d之間的第二接觸面積可以彼此不同。在本發明構思的示例實施方式中，第二接觸面積可以小于第一接觸面積。

在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104可以用作第一字線，第三導電圖案150可以用作第二字線，并且第二導電圖案130可以用作公共位線。

在可變電阻存儲器件中，當電壓被施加到用作公共位線的第二導電圖案130時，第一電流可以通過第一可變電阻圖案118d、第一加熱電極120d和第一選擇圖案110a流入第一導電圖案104中，使得數據可以被寫入每個第一單元結構128d中。也就是，在第一單元結構128d的操作期間，第一電流可以在第四方向上流動。當電流從單元結構中的可變電阻圖案流動到加熱電極時，電流的方向可以被稱為第四方向。

在可變電阻存儲器件中，當電壓被施加到第二導電圖案130時，第二電流可以通過第二選擇圖案136、第二加熱電極144d和第二可變電阻圖案142d流入第三導電圖案150中，使得數據可以被寫入每個第二單元結構148d中。也就是，在第二單元結構148d的操作期間，第二電流可以在第三方向上流動。當電流從單元結構中的加熱電極流動到可變電阻圖案時，電流的方向可以被稱為第三方向。

即使第一單元結構128d和第二單元結構148d具有基本上相同的結構，第一單元結構128d和第二單元結構148d的復位電流也會彼此不同。例如，第二單元結構148d的復位電流可以高于第一單元結構128d的復位電流。然而，在本發明構思的示例實施方式中，第二單元結構148d的第二接觸面積可以小于第一單元結構128d的第一接觸面積，使得第二單元結構148d的復位電流可以減小。因此，第一單元結構128d和第二單元結構148d的復位電流之間的差異可以減小。

由于第一接觸面積和第二接觸面積可以彼此不同，所以第一單元結構128d和第二單元結構148d的復位電流之間的差異可以通過調整第一接觸面積和第二接觸面積之間的差異而被消除或最小化。在本發明構思的示例實施方式中，第一單元結構128d和第二單元結構148d的復位電流可以基本上彼此相同。

在本發明構思的示例實施方式中，可以提供各種類型的存儲器件，其可以包括第一單元結構和第二單元結構，第一單元結構和第二單元結構的每個包括順序地堆疊的選擇圖案、加熱電極和可變電阻圖案。此外，在存儲器件中，第一單元結構中的可變電阻圖案和加熱電極之間的第一接觸面積可以大于第二單元結構中的可變電阻圖案和加熱電極之間的第二接觸面積。

在圖17、圖20至圖22的示例實施方式的每個中，第一單元結構和第二單元結構的每個可以被修改以具有順序地堆疊的選擇圖案、加熱電極和可變電阻圖案。此外，第一接觸面積可以大于第二接觸面積。

在本發明構思的示例實施方式中，在圖30的示例實施方式中，第二導電圖案130可以用作公共字線，第一導電圖案104和第三導電圖案150可以分別用作第一位線和第二位線。在這種情形下，第一接觸面積可以小于第二接觸面積。

圖31是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

圖31的可變電阻存儲器件可以與參照圖4a和圖4b說明的可變電阻存儲器件基本上相同或相似，除了第一單元結構和第二單元結構之外。

參照圖31，可變電阻存儲器件可以包括第一導電圖案104、第一單元結構128e、第二導電圖案130、第二單元結構148e和第三導電圖案150。

第一單元結構128e可以包括順序地堆疊的第一選擇圖案110a、第一可變電阻圖案118e和第一加熱電極120e。也就是，第一加熱電極120e可以接觸第一可變電阻圖案118e的上表面。

在本發明構思的示例實施方式中，第一電極108a和第二電極112a可以進一步分別形成在第一選擇圖案110a的下表面之下和上表面上。

第二單元結構148e可以包括順序地堆疊的第二選擇圖案136、第二可變電阻圖案142e和第二加熱電極144e。也就是，第二加熱電極144e可以接觸第二可變電阻圖案142e的上表面。

在本發明構思的示例實施方式中，第三電極134和第四電極138可以進一步分別形成在第二選擇圖案136的下表面之下和上表面上。

在本發明構思的示例實施方式中，第一加熱電極120e和第二加熱電極144e的電阻可以彼此不同。在本發明構思的示例實施方式中，第一加熱電極120e可以具有比第二加熱電極144e的電阻高的電阻。

在本發明構思的示例實施方式中，第一加熱電極120e和第二加熱電極144e的材料可以彼此不同。可選地，第一加熱電極120e和第二加熱電極144e可以包括基本上相同的元素，然而，包括在第一加熱電極120e和第二加熱電極144e的每個中的元素的量可以彼此不同。

在本發明構思的示例實施方式中，第一加熱電極120e和第二加熱電極144e的每個可以包括例如鈦氮化物(tinx)、鈦硅氮化物(tisinx)、鎢氮化物(wnx)、鎢硅氮化物(wsinx)、鉭氮化物(tanx)、鉭硅氮化物(tasinx)、鋯氮化物(zrnx)、鋯硅氮化物(zrsinx)、鈦鋁氮化物、碳等。例如，第一加熱電極120e可以包括鈦硅氮化物，第二加熱電極144e也可以包括鈦硅氮化物。例如，第一加熱電極120e和第二加熱電極144e可以包括鈦硅氮化物，并且第一加熱電極120e中包括的硅的量可以大于第二加熱電極144e中包括的硅的量。

在本發明構思的示例實施方式中，第一單元結構128e和第二單元結構148e可以具有基本上相同的多層堆疊結構。在本發明構思的示例實施方式中，第一單元結構128e的寬度可以與第二單元結構148e的寬度基本上相同。因此，第一接觸面積可以與第二接觸面積基本上相同。

在可變電阻存儲器件中，當電壓被施加到用作公共位線的第二導電圖案130時，第一電流可以通過第一加熱電極120e、第一可變電阻圖案118e和第一選擇圖案110a流入第一導電圖案104中，使得數據可以被寫入每個第一單元結構128e中。也就是，在第一單元結構128e的操作期間，第一電流可以在第三方向(即，從加熱電極朝向可變電阻圖案的方向)上流動。

在可變電阻存儲器件中，當電壓被施加到用作公共位線的第二導電圖案130時，第二電流可以通過第二選擇圖案136、第二可變電阻圖案142e和第二加熱電極144e流入第三導電圖案150中，使得數據可以被寫入每個第二單元結構148e中。也就是，在第二單元結構148e的操作期間，第二電流可以在第四方向(即，從可變電阻圖案朝向加熱電極的方向)上流動。

即使第一單元結構128e和第二單元結構148e具有基本上相同的結構，第一單元結構128e和第二單元結構148e的復位電流也會彼此不同。例如，第一單元結構128e的復位電流可以高于第二單元結構148e的復位電流。然而，在本發明構思的示例實施方式中，第一加熱電極120e可以具有比第二加熱電極144e的電阻大的電阻，使得第一單元結構128e的復位電流可以減小。因此，第一單元結構128e和第二單元結構148e的復位電流之間的差異可以通過調整第一加熱電極120e的電阻和第二加熱電極144e的電阻之間的差異而被消除或減小。在本發明構思的示例實施方式中，第一單元結構128e和第二單元結構148e的復位電流可以基本上相同。

在本發明構思的示例實施方式中，在圖31的示例實施方式中，第二導電圖案可以用作公共字線，第一導電圖案和第三導電圖案可以分別用作第一位線和第二位線。在這種情形下，第一加熱電極120e可以具有比第二加熱電極144e的電阻小的電阻。

圖32是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

圖32的可變電阻存儲器件可以與參照圖31說明的可變電阻存儲器件基本上相同或相似，除了第一加熱電極和第二加熱電極之外。

參照圖32，可變電阻存儲器件可以包括第一導電圖案104、第一單元結構128f、第二導電圖案130、第二單元結構148f和第三導電圖案150。

第一單元結構128f可以包括順序地堆疊的第一選擇圖案110a、第一加熱電極120f和第一可變電阻圖案118f。也就是，第一可變電阻圖案118f可以接觸第一加熱電極120f的上表面。

第二單元結構148f可以包括順序地堆疊的第二選擇圖案136、第二加熱電極144f和第二可變電阻圖案142f。也就是，第二可變電阻圖案142f可以接觸第二加熱電極144f的上表面。

在本發明構思的示例實施方式中，第一加熱電極120f的電阻和第二加熱電極144f的電阻可以彼此不同。在本發明構思的示例實施方式中，第二加熱電極144f可以具有比第一加熱電極120f的電阻高的電阻。

在本發明構思的示例實施方式中，第一加熱電極120f和第二加熱電極144f的材料可以彼此不同。可選地，第一加熱電極120f和第二加熱電極144f可以包括基本上相同的元素，然而，包括在第一加熱電極120f和第二加熱電極144f的每個中的元素的量可以彼此不同。

在本發明構思的示例實施方式中，第一單元結構128f和第二單元結構148f可以具有基本上相同的多層堆疊結構。在本發明構思的示例實施方式中，第一單元結構128f的寬度可以與第二單元結構148e的寬度基本上相同。因此，第一接觸面積可以與第二接觸面積基本上相同。

在可變電阻存儲器件中，在第一單元結構128f的操作期間，第一電流可以在第四方向(即，從可變電阻圖案朝向加熱電極的方向)上流動。此外，在第二單元結構148f的操作期間，第二電流可以在第三方向(即，從加熱電極朝向可變電阻圖案的方向)上流動。

即使第一單元結構128f和第二單元結構148f具有基本上相同的結構，第一單元結構128f和第二單元結構148f的復位電流也會彼此不同。例如，第二單元結構148f的復位電流可以高于第一單元結構128f的復位電流。然而，在本發明構思的示例實施方式中，第二加熱電極144f可以具有比第一加熱電極120f的電阻大的電阻，使得第二單元結構148f的復位電流可以減小。因此，第一單元結構128f和第二單元結構148f的復位電流之間的差異可以通過調整第一加熱電極120f的電阻和第二加熱電極144f的電阻之間的差異而被消除或減小。在本發明構思的示例實施方式中，第一單元結構128f和第二單元結構148f的復位電流可以基本上相同。

在本發明構思的示例實施方式中，在圖32的示例實施方式中，第二導電圖案130可以用作公共字線，第一導電圖案104和第三導電圖案150可以分別用作第一位線和第二位線。在這種情形下，第一加熱電極120f可以具有比第二加熱電極144f的電阻大的電阻。

圖33是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

圖33的可變電阻存儲器件可以與參照圖4a和圖4b說明的可變電阻存儲器件基本上相同或相似，除了第一單元結構和第二單元結構之外。

參照圖33，可變電阻存儲器件可以包括第一導電圖案104、第一單元結構128g、第二導電圖案130、第二單元結構148g和第三導電圖案150。

第一單元結構128g可以包括順序地堆疊的第一選擇圖案110a、第一可變電阻圖案118a和第一加熱電極120a。在本發明構思的示例實施方式中，第一電極108a和第二電極112a可以進一步分別形成在第一選擇圖案110a的下表面之下和上表面上。

第一單元結構128g和第二單元結構148g可以關于第二導電圖案130彼此對稱。也就是，第二單元結構148g可以包括順序地堆疊的第二加熱電極144a、第二可變電阻圖案142a和第二選擇圖案136。在本發明構思的示例實施方式中，第三電極134和第四電極138可以進一步分別形成在第二選擇圖案136的下表面之下和上表面上。

第一接觸面積可以與第二接觸面積基本上相同。

在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104可以用作第一字線，第三導電圖案150可以用作第二字線，并且第二導電圖案130可以用作公共位線。

在可變電阻存儲器件中，當電壓被施加到用作公共位線的第二導電圖案130時，第一電流可以通過第一加熱電極120a、第一可變電阻圖案118a和第一選擇圖案110a流入第一導電圖案104中，使得數據可以被寫入每個第一單元結構128g中。也就是，在第一單元結構128g的操作期間，第一電流可以在第三方向(即，從加熱電極朝向可變電阻圖案的方向)上流動。

在可變電阻存儲器件中，當電壓被施加到用作公共位線的第二導電圖案130時，第二電流可以通過第二加熱電極144a、第二可變電阻圖案142a和第二選擇圖案136流入第三導電圖案150中，使得數據可以被寫入每個第二單元結構148g中。也就是，在第二單元結構148g的操作期間，第二電流可以在第三方向(即，從加熱電極朝向可變電阻圖案的方向)上流動。

如上所述，第一電流和第二電流可以在相同的方向上流動。因此，珀爾帖效應可以不在存儲器件中發生，使得第一單元結構128g和第二單元結構148g的復位電流可以基本上相同。珀爾帖效應指的是不同材料的結取決于流過它們的電流的方向而可被加熱或冷卻的效應。當電流在相同的方向上流動時，具有由不同的電流方向導致的不同加熱特性的效應可以被消除，因此在兩個單元結構之間沒有珀爾帖效應上的差異。

在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104和第三導電圖案150可以分別用作第一位線和第二位線，第二導電圖案130可以用作公共字線。

在可變電阻存儲器件中，當電壓被施加到用作第一位線的第一導電圖案104時，第一電流可以通過第一選擇圖案110a、第一可變電阻圖案118a和第一加熱電極120a流入第二導電圖案130中，使得數據可以被寫入每個第一單元結構128g中。也就是，在第一單元結構128g的操作期間，第一電流可以在第四方向(即，從可變電阻圖案朝向加熱電極的方向)上流動。

在可變電阻存儲器件中，當電壓被施加到用作第二位線的第三導電圖案150時，第二電流可以通過第二選擇圖案136、第二可變電阻圖案142a和第二加熱電極144a流入第二導電圖案130中，使得數據可以被寫入每個第二單元結構148g中。也就是，在第二單元結構148g的操作期間，第二電流可以在第四方向(即，從可變電阻圖案朝向加熱電極的方向)上流動。

如上所述，當第二導電圖案130用作公共字線時，第一電流和第二電流可以在相同的方向上流動。因此，第一單元結構128g和第二單元結構148g的復位電流可以基本上相同。

圖34是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

圖34的可變電阻存儲器件可以與參照圖4a和圖4b說明的可變電阻存儲器件基本上相同或相似，除了第一單元結構和第二單元結構之外。

參照圖34，可變電阻存儲器件可以包括第一導電圖案104、第一單元結構128h、第二導電圖案130、第二單元結構148h和第三導電圖案150。

第一單元結構128h可以包括順序地堆疊的第一選擇圖案110a、第一加熱電極120a和第一可變電阻圖案118a。在本發明構思的示例實施方式中，第一電極108a和第二電極112a可以進一步分別形成在第一選擇圖案110a的下表面之下和上表面上。

第一單元結構128h和第二單元結構148h可以關于第二導電圖案130彼此對稱。也就是，第二單元結構148h可以包括順序地堆疊的第二可變電阻圖案142a、第二加熱電極144a和第二選擇圖案136。在本發明構思的示例實施方式中，第三電極134和第四電極138可以進一步分別形成在第二選擇圖案136的下表面之下和上表面上。

第一接觸面積可以與第二接觸面積基本上相同。

在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104可以用作第一字線，第三導電圖案150可以用作第二字線，并且第二導電圖案130可以用作公共位線。

在可變電阻存儲器件中，在第一單元結構128h的操作期間，第一電流可以在第四方向(即，從可變電阻圖案朝向加熱電極的方向)上流動。此外，在第二單元結構148h的操作期間，第二電流可以在第四方向(即，從可變電阻圖案朝向加熱電極的方向)上流動。

如上所述，第一電流和第二電流可以在相同的方向上流動。因此，珀爾帖效應可以不在存儲器件中發生，使得第一單元結構128h和第二單元結構148h的復位電流可以基本上相同。

在本發明構思的示例實施方式中，第一導電圖案104和第三導電圖案150可以分別用作第一位線和第二位線，第二導電圖案130可以用作公共字線。在這種情形下，第一電流和第二電流可以在相同的方向(也就是，第三方向，即從加熱電極朝向可變電阻圖案的方向)上流動。因此，第一單元結構128h和第二單元結構148h的復位電流可以基本上相同。

在本發明構思的示例實施方式中，可以提供各種類型的存儲器件，其可以包括關于第二導電圖案彼此對稱的第一單元結構和第二單元結構。在所提供的存儲器件中，第一單元結構和第二單元結構的電特性可以基本上相同。

圖35是示出根據本發明構思的示例實施方式的可變電阻存儲器件的截面圖。

參照圖35，多個導電圖案和多個單元結構可以進一步形成在圖4a和圖4b的存儲器件上。當導電圖案從基板起垂直地堆疊時，對于在垂直于第一方向和第二方向的方向上每對相鄰的導電圖案，導電圖案可以設置為彼此交叉，并且單元結構可以形成在導電圖案的交叉點處。

在本發明構思的示例實施方式中，第四導電圖案160和第五導電圖案170可以進一步形成在第三導電圖案150上方。第四導電圖案160可以交疊第二導電圖案130，并且第五導電圖案170可以交疊第三導電圖案150。

第三單元結構129可以形成在第三導電圖案150和第四導電圖案160的交叉點處。第三單元結構129可以與第一單元結構128基本上相同。也就是，第三單元結構129可以包括順序地堆疊的第一選擇圖案110a、第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120。

第四單元結構149可以形成在第四導電圖案160和第五導電圖案170的交叉點處。第四單元結構149可以與第二單元結構148基本上相同。也就是，第四單元結構149可以包括順序地堆疊的第二選擇圖案136、第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144。

第一單元結構128和第三單元結構129的每個中的第一可變電阻圖案118和第一加熱電極120之間的第一接觸面積可以小于第二單元結構148和第四單元結構149的每個中的第二可變電阻圖案142和第二加熱電極144之間的第二接觸面積。

如上所述，存儲器件可以具有垂直地堆疊的多個存儲單元。例如，第一單元結構和第二單元結構可以進一步形成在根據以上描述的示例實施方式的每個存儲器件上。也就是，多個導電圖案(例如第四、第五、第六……等導電圖案)可以形成在每個存儲器件的第三導電圖案上方，并且第一單元結構和第二單元結構可以形成在導電圖案的交叉點處。第一單元結構和第二單元結構可以在垂直方向上交替地形成。例如，第一單元結構可以形成在導電圖案之間的每個奇數水平面處，第二單元結構可以形成在導電圖案之間的每個偶數水平面處。

盡管已經描述了本發明構思的幾個具體的示例實施方式，但是本領域技術人員將容易地理解，在示例實施方式中可以有許多變型，而在實質上沒有脫離本發明構思的新穎教導。因此，將理解，以上是對各種示例實施方式的說明，而不應被解釋為限于所公開的具體示例實施方式，所公開的示例實施方式的變型以及其它示例實施方式旨在被包括在權利要求書的范圍內。

本申請要求于2016年3月15日在韓國知識產權局(kipo)提交的第10-2016-0030824號韓國專利申請的優先權，其內容通過引用整體地結合于此。