非易失性存储装置.pdf

本发明提供了一种具有容易高度地集成的堆叠结构的非易失性存储装置以及经济地制造该非易失性存储装置的方法。所述非易失性存储装置可以包括彼此交叉的至少一个第一电极和至少一个第二电极。至少一个数据存储层可以设置在所述至少一个第一电极与所述至少一个第二电极彼此交叉的区域。所述至少一个第一电极可以包括第一导电层和第一半导体层。

1、  一种非易失性存储装置，包括：
至少一个第一电极，包括第一导电类型的至少一个第一半导体层和电阻率比所述至少一个第一半导体层的电阻率低的至少一个第一导电层；
至少一个第二电极，包括与所述第一导电类型相反的第二导电类型的至少一个第二半导体层，并且与所述至少一个第一电极交叉；
至少一个数据存储层，位于所述至少一个第一电极的所述至少一个第一半导体层与所述至少一个第二电极的所述至少一个第二半导体层彼此交叉的区域。

2、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第一导电层为金属层、金属硅化物层或包含金属层和金属硅化物层的多层。

3、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极彼此垂直地交叉。

4、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第一半导体层位于所述至少一个第一导电层和所述至少一个数据存储层之间，使所述至少一个第一导电层与所述至少一个数据存储层彼此不直接地接触。

5、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第一半导体层位于所述至少一个第一导电层和所述至少一个数据存储层之间，以覆盖所述至少一个第一导电层的面对所述至少一个数据存储层的侧表面。

6、  如权利要求5所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第一半导体层具有面对所述至少一个数据存储层的第一表面，并且所述第一表面的截面形成凸起的弧。

7、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第一电极还包括在所述至少一个第一导电层上的所述第一导电类型的至少一个第三半导体层。

8、  如权利要求7所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第一半导体层位于所述至少一个第三半导体层和所述至少一个数据存储层之间并位于所述至少一个第一导电层和所述至少一个数据存储层之间，以覆盖所述至少一个第三半导体层的面对所述至少一个数据存储层的侧表面和所述至少一个第一导电层的面对所述至少一个数据存储层的侧表面。

9、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个数据存储层包含用于存储所述至少一个数据存储层的电阻变化的材料。

10、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第二电极还包括电阻率比所述至少一个第二半导体层的电阻率低的至少一个第二导电层。

11、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第二电极包括在所述至少一个第一电极的两侧上的至少一对第二电极。

12、  如权利要求11所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第一电极具有面对所述至少一对第二电极的第一表面和第二表面，
所述至少一个数据存储层包括在所述第一表面和所述第二表面上的至少一对数据存储层。

13、  如权利要求12所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一对第二电极包括沿着所述至少一个第一电极的延伸方向的多对第二电极，
所述至少一对数据存储层包括沿着所述至少一个第一电极的延伸方向的多对数据存储层。

14、  如权利要求13所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第一电极包括多层形式的多个第一电极。

15、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极中的至少一个电极垂直地设置在基板上。

16、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第二电极接触所述至少一个第一电极的侧壁。

17、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，还包括：
至少一个介电层，在所述至少一个第一电极的顶部和底部中的至少一个上，
其中，所述至少一个介电层由氧化硅层形成。

18、  如权利要求1所述的非易失性存储装置，其中，所述至少一个第一电极、所述至少一个数据存储层和所述至少一个第二电极形成二极管。

19、  一种卡，包括：
控制器；
存储器，包括根据权利要求1所述的非易失性存储装置，
其中，所述控制器和所述存储器被构造成根据所述控制器的指令交换电信号。

20、  一种系统，包括：
处理器；
输入/输出装置；
存储器，包括根据权利要求1所述的非易失性存储装置，
其中，所述处理器、所述输入/输出装置和所述存储器被构造成通过总线彼此间发送数据或接收数据。

非易失性存储装置
本申请要求于2008年9月19日提交到韩国知识产权局(KIPO)的第10-2008-0092415号韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
示例实施例涉及一种半导体装置，更具体地讲，涉及一种具有多层结构的非易失性存储装置以及制造该存储装置的方法。
背景技术
虽然半导体产品的尺寸已经减小，但是它们需要处理高容量数据。因此，会需要提高在这样的半导体产品中使用的非易失性存储装置的运行速度和集成度。从这点出发，高度集成具有多层结构的非易失性存储装置可比高度集成具有传统单层结构的非易失性存储装置更容易。
通过使用多层结构，像单层结构那样，存储单元垂直地堆叠同一区域上。然而，可能不易连接和选择在具有多层结构的非易失性存储装置中的每一层中的存储单元。此外，随着在具有多层结构的非易失性存储装置中堆叠层的层数增加，制造成本会增加。
发明内容
示例实施例提供了一种具有堆叠结构并且可以容易地高度集成的非易失性存储装置。示例实施例还提供了一种经济地制造所述非易失性存储装置的方法。
根据示例实施例，提供了一种包括彼此交叉的至少一个第一电极和至少一个第二电极的非易失性存储装置。至少一个数据存储层可以在所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极彼此交叉的区域。所述至少一个第一电极、所述至少一个数据存储层和所述至少一个第二电极可以形成至少一个二极管。
所述至少一个第一电极可以包括至少一个第一导电层和第一导电类型的至少一个第一半导体层，所述至少一个第二电极可以包括与第一导电类型相反的第二导电类型的至少一个第二半导体层。所述至少一个第一导电层可以为金属层、金属硅化物层或包含金属层和金属硅化物层的多层。
所述至少一个第一半导体层可以在所述至少一个第一导电层和所述至少一个数据存储层之间，以使所述至少一个第一导电层与所述至少一个数据存储层彼此不直接地接触。所述至少一个第一半导体层可以在所述至少一个第一导电层和所述至少一个数据存储层之间，以覆盖所述至少一个第一导电层的面对所述至少一个数据存储层的侧表面。所述至少一个第一半导体层可以具有面对所述至少一个数据存储层的第一表面，并且所述第一表面的截面可形成凸起的弧。所述至少一个第二电极可以包括在所述至少一个第一电极的两侧上的至少一对第二电极。
所述至少一个第一电极可以具有面对所述至少一对第二电极的第一表面和第二表面，并且所述至少一个数据存储层可以包括形成在所述第一表面和所述第二表面上的至少一对数据存储层。所述至少一对第二电极可以包括沿着所述至少一个第一电极的延伸方向的多对第二电极，并且所述至少一对数据存储层可以包括沿着所述至少一个第一电极的延伸方向的多对数据存储层。
所述至少一个第一电极可以包括多层形式的多个第一电极。所述至少一个第一电极可以包括多个第一电极，所述至少一个第二电极可以包括多个第二电极，并且所述至少一个二极管可以包括所述多个第一电极、所述多个数据存储层和所述多个第二电极。
在示例实施例中，所述非易失性存储装置还可以包括在所述至少一个第一电极的顶部和底部中的至少一个上的至少一个介电层，其中，所述至少一个介电层由氧化硅层形成。
根据示例实施例，卡可以包括控制器和存储器，存储器包括示例实施例的非易失性存储装置，其中，所述控制器和所述存储器被构造为根据所述控制器的指令交换电信号。
根据示例实施例，系统可以包括处理器、输入/输出装置和存储器，存储器包括示例实施例的非易失性存储装置，其中，所述处理器、所述输入/输出装置和所述存储器被构造成通过总线彼此间发送数据或接收数据。
根据示例实施例，提供了一种制造非易失性存储装置的方法。可以形成至少一个第一电极。可以形成至少一个数据存储层，使该数据存储层与所述至少一个第一电极结合。可形成至少一个第二电极，使所述至少一个第二电极与所述至少一个第一电极交叉，其中所述至少一个数据存储层可以在所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极彼此交叉的区域。
形成所述至少一个第一电极的步骤可以包括在第一导电层上形成第一导电类型的第三半导体层，选择性地从第三半导体层延伸第一半导体层。形成所述至少一个第二电极的步骤可包括形成与第一导电类型相反的第二导电类型的第二半导体层，其中所述至少一个数据存储层可以设置在具有第一导电类型的第一半导体层与具有第二导电类型的第二半导体层彼此交叉的区域。
附图说明
通过下面结合附图进行的具体描述，示例实施例将被更清楚地理解，其中：
图1是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的透视图；
图2是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的透视图；
图3是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的透视图；
图4是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的透视图；
图5、图7、图9、图11、图12和图13是用于描述根据示例实施例制造非易失性存储装置的方法的透视图；
图6是图5的非易失性存储装置沿着线VI-VI截取的剖视图；
图8是图7的非易失性存储装置沿着线VII-VII截取的剖视图；
图10是图9的非易失性存储装置沿着线X-X截取的剖视图；
图14是图13的非易失性存储装置沿着线XIV-XIV截取的剖视图；
图15是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的透视图；
图16是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的堆叠结构的透视图；
图17是示出根据示例实施例的卡的概念示图；
图18是示出根据示例实施例的系统的概念示图；
图19是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的透视图。
具体实施方式
现在将参照附图描述示例实施例。然而，示例实施例可以以多种不同的方式实施，并且不应解释为局限于这里提出的示例实施例；反而，提供这些示例实施例使得本公开将彻底的和完全的，并且将本发明的构思充分地传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清楚起见，会夸大尺寸。相同的标号始终代表相同的元件。
应该理解的是，虽然在这里可以使用术语第一、第二、第三等来描述不同的元件，但是这些元件不应该受这些术语限制。这些术语用来区分一个元件与另一个元件。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被称为第二元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意组合和所有组合。
应该理解，当元件被称作“连接到”或“结合到”另一个元件时，该元件可以直接连接到或直接结合到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接连接到”或“直接结合到”另一个元件，不存在中间元件。其他的用于描述元件之间的关系的词语应以相同的方式解释(例如，“在…之间”与“直接在…之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。
这里使用的术语仅为了描述特定示例实施例的目的，而不意图限制本发明。如这里所使用的，除非上下文另外明确地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还应理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例实施例所述领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被理解为具有与相关领域的背景的它们的意思一致的意思，而不应以理想的或者过于正式的含义来解释它们。
图1是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的透视图。参照图1，第一电极110和第二电极150可以彼此交叉。例如，第一电极110和第二电极150可以垂直地彼此交叉。然而，第一电极110和第二电极150可以以其它角度彼此交叉。第二电极150可以接触第一电极110的侧壁。
第一电极110可以包括第一导电层112和第一导电类型的第一半导体层114。第一导电层112具有比第一半导体层114的电阻率低的电阻率。例如，第一导电层112可以为金属层或金属硅化物层。第一导电层112可以为金属层和金属硅化物层彼此顺序堆叠的多层。
第二电极150可以包括第二导电类型的第二半导体层140，第二导电类型与第一导电类型相反。与第一电极110相似，第二电极150还可以包括第二导电层(未示出)。第二导电层具有比第二半导体层140的电阻率低的电阻率。
数据存储层130可以设置在第一电极110和第二电极150之间。例如，数据存储层130可以设置在第一电极110的第一半导体层114与第二电极150的第二半导体层140彼此交叉的区域。然而，数据存储层130可以以不同方式设置，例如，被设置成第一电极110和第二电极150之间的一层。
数据存储层130可以局部地存储其电阻变化，并且可以控制第一电极110和第二电极150之间的电流。例如，根据施加的电压数据存储层130可以具有高电阻特性、低电阻特性或绝缘体特性。数据存储层130的这种可变的电阻特性可以用于在非易失性存储装置中存储数据。
例如，数据存储层130可以包括相变电阻材料，并且在示例实施例中，非易失性存储装置可以作为相变随机存取存储器(PRAM)来工作。例如，相变电阻材料可以包括硫属元素化物，例如GST(GeSb_xTe_y)。根据晶态，相变电阻材料可以具有高阻态和低阻态。
选择性地，数据存储层130可以包括可变电阻材料，并且在示例实施例中，非易失性存储装置可以作为电阻随机存取存储器(RRAM)来工作。因为可变电阻材料的电阻值变化而材料的状态不发生变化，所以可变电阻材料与相变电阻材料不同。然而，可变电阻材料还可以为相变电阻材料。例如，可变电阻材料可以包括NiO、Nb₂O₅或ZnO。
选择性地，数据存储层130可以包括击穿材料(breakdown material)。例如，数据存储层130可以包括绝缘材料(例如，氧化物)，根据施加到数据存储层130的电压绝缘材料中可发生击穿。非易失性存储装置可以用作一次性编程(OTP)存储器。尽管OTP存储器存在缺点，但是OTP存储器可以在需要高存储容量的产品中使用。因为击穿材料不能恢复绝缘特性，所以击穿材料可以称作熔丝(fuse)。因为相变电阻材料和/或可变电阻材料的导电率改变，所以它们称作反熔丝(anti-fuse)。
第一电极110的第一半导体层114可以设置在第一导电层112和数据存储层130之间，使第一导电层112和数据存储层130彼此不直接接触。第一半导体层114可以设置在第一导电层112和数据存储层130之间，以覆盖第一导电层112的面对数据存储层130的侧面，并且第一半导体层114可以具有面对数据存储层130的第一表面，其中第一表面的截面可以为凸起的弧。
选择性地，第一电极110还可以包括第三半导体层113。第三半导体层113可以形成在第一导电层112上并且可以属于第一导电类型。第一半导体层114可以设置在第三半导体层113和数据存储层130之间以及第一导电层112和数据存储层130之间，以覆盖第三半导体层113的面对数据存储层130的侧面以及第一导电层112的面对数据存储层130的侧面。第一半导体层114具有面对数据存储层130的第一表面，并且第一表面的截面可以为凸起的弧。
介电层111可以形成在包括第一导电层112和第一半导体层114的第一电极110的顶部和底部上。介电层111可以由氧化硅层形成。第一电极110、数据存储层130和第二电极150可以形成二极管。该二极管可以对第一电极110和第二电极150之间的电流进行整流。换句话说，根据二极管的极性可以使第一电极110和第二电极150之间的电流按照某个方向流动。
图1的非易失性存储装置可以形成一个存储单元。例如，第一电极110可以为位线且第二电极150可以为字线，或者第二电极150可以为位线且第一电极110可以为字线。例如，第一导电类型可以为N型，第二导电类型可以为P型。选择性地，第一导电类型可以为P型，第二导电类型可以为N型。因此，所述二极管可以具有PN二极管结构。
来自第一电极110的信号可以通过数据存储层130传输到第二电极150。根据示例实施例的非易失性存储装置，二极管可以形成具有P-介电层-N结结构的PN二极管并具有整流特性。
图2是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的透视图。在图2中示出的根据示例实施例的非易失性存储装置可以包括比图1的非易失性存储装置的元件更多的元件，并且将省略相同元件的描述。
参照图2，一对第二电极150可以设置在第一电极110的两侧。例如，第一电极110可以包括彼此相对的第一表面118和第二表面119，且一个第二电极150被设置为面对第一表面118，另一个第二电极150被设置为面对第二表面119。第二电极150可以垂直于第一电极110，和/或第二电极150彼此平行。然而，第二电极150的位置和第一电极110的位置不局限于此。例如，第二电极150可以与第一电极110交叉且可以沿不同的方向延伸。
一对数据存储层130中的每个数据存储层130可以设置在第一电极110和第二电极150之间。一对二极管中的每个二极管可以设置在第一表面118和第二表面119上。换句话说，第一电极110、数据存储层130和第二电极150可以沿第一电极110的第一表面118的方向形成一个二极管，并且第一电极110、数据存储层130和第二电极150可以沿第一电极110的第二表面119的方向形成另一个二极管。
根据示例实施例的非易失性存储装置可以形成一对存储单元。第一电极110可以用作公共位线，第二电极150可以用作字线。因此，通过使用一对数据存储层130，非易失性存储装置可以以2比特为单位处理数据。
图3是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的透视图。根据示例实施例的非易失性存储装置具有图2的非易失性存储装置的阵列结构，因此将省略相同元件的描述。
参照图3，多个第一电极110可以设置在同一平面上，并且多个第二电极150可以与第一电极110交叉。例如，沿着第一电极110的每个延伸方向，多对第二电极150可以在第一电极110的两侧上彼此隔开。即，多对第二电极150可以设置在第一电极110的两侧上，其中，多对第二电极150可以沿着与第一电极110延伸的方向平行的方向彼此隔开。在第一电极110之间的第二电极150可被第二电极150的两侧上的存储单元所共用。此外，沿着第一电极110的每个延伸方向，多对数据存储层130可在第一电极110的两侧上彼此隔开。
多个数据存储层130可以设置在第一电极110和第二电极150之间。多个二极管可以形成在第一电极110的第一表面118和第二表面119中的每个表面上。
图4是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的透视图。在图4中示出的根据示例实施例的非易失性存储装置可以对应于图3的非易失性存储装置的堆叠结构，因此将省略相同元件的描述。
参照图4，多个第一电极110可以以多层堆叠。多个第二电极150可以垂直地与所堆叠的第一电极110交叉。例如，沿着第一电极110的延伸方向，多对第二电极150可在堆叠的第一电极110的两侧上彼此隔开。每个第二电极150延伸成与第一电极110交叉，使得每个第二电极150被沿着堆叠的第一电极110设置的存储单元所共用。例如，第一电极110和第二电极150可以彼此垂直交叉。
多个数据存储层130可以设置在第一电极110与第二电极150彼此交叉的区域。第一电极110、数据存储层130和第二电极150可以形成二极管。多对二极管可以形成在第一电极110的第一表面118和第二表面119中的每个表面上。
根据示例实施例的非易失性存储装置，多个存储单元可以设置为3维结构。通过调节第一电极110和第二电极150的数目和长度可以容易地调节存储单元的数目。因此，非易失性存储装置可以容易地高度集成，因而非易失性存储装置适合于高容量产品。
根据非易失性存储装置的结构，第一电极110可以沿着纵向方向延伸。在示例实施例中，第一电极110的电阻增加，因此在非易失性存储装置的运行过程中会导致不期望的结果。然而，根据示例实施例的非易失性存储装置可以包括电阻率比第一半导体层114的电阻率低的第一导电层112，因而可以降低第一电极110的电阻。因此，可以克服多层结构的非易失性存储装置中的不期望的结果。
在示例实施例中，示出了第一电极110的数目、第二电极150的数目和数据存储层130的数目，并且可根据非易失性存储装置的容量适当地调节这些数目。选择性地，如在图4中示出的，第二电极150可以在基板101上垂直地延伸。然而，示例实施例不局限于此，并且第一电极110可以在基板101上垂直地延伸。
图5至图15是用于描述根据示例实施例制造非易失性存储装置的方法的示图。参照图5和图6，可示出用于形成第一电极的初始阶段的堆叠结构。首先，在第一导电层112上可以形成具有第一导电类型的第三半导体层113。还可以在第一导电层112和具有第一导电类型的第三半导体层113的顶部和底部上形成介电层111。介电层111可以示出为一层，但不局限于此。因此，介电层111可以包括由各种绝缘材料形成的复合层。例如，顺序地堆叠、图案化第一介电层(未示出)、第一导电层112和具有第一导电类型的第三半导体层113，并且可将第二介电层(未示出)填充在图案之间，从而形成图5和图6的结构。
根据非易失性存储装置的容量，可以适当地确定重复地堆叠第一导电层112和第三半导体层113的工艺的数目，并且重复地堆叠第一导电层112和第三半导体层113的工艺的数目不限制示例实施例的范围。因此，重复地堆叠第一导电层112和第三半导体层113的工艺的数目可以为一或更多。
参照图7和图8，可以形成沟槽115来暴露第一导电层112和第三半导体层113的第一表面118和/或第二表面119。例如，可以通过光刻工艺和刻蚀技术形成沟槽115。
参照图9和图10，第一半导体层114可以从具有第一导电类型的第三半导体层113的侧面选择性地生长。第三半导体层113的侧面表示第三半导体层113的从第一表面118和第二表面119暴露的表面。选择性地生长的第一半导体层114可以为第一导电类型，并且可以形成为覆盖第一导电层112的侧面。因此，半导体层113可以用作用于使第一半导体层114生长的种子层。
用于使第一导电类型的第一半导体层114选择性地生长的技术包括沉积和图案化多晶硅的第一种子层并在外延生长炉(epitaxial reactor)中使该层选择性地生长，例如，在Microsystem Technology[12]，953(2006)中公开的文章“Micro-Electro-Mechanical Systems Fast Fabrication bv Selective ThickPolysilicon Growth in Epitaxial Reactor”中更详细地描述了该技术。
参照图11，可以在图10的结构的第一表面118和第二表面119上形成数据存储层130。数据存储层130被示出为在第一表面118和第二表面119上竖直地连续的层，但是可以设置在第一电极110和第二电极150彼此交叉的区域。可以通过沉积工艺形成数据存储层130。
参照图12，在形成数据存储层130之后，可以利用与第一导电类型相反的第二导电类型的第二导电层140’填充由数据存储层130限定的沟槽区。
参照图13和图14，可以以第二电极150的形状图案化第二导电类型的第二导电层140’。第二电极150的数目可以根据非易失性存储装置的容量适当地确定，并且不限制示例实施例的范围。例如，第二电极150可以设置在第一电极110的一侧上或作为一对设置在第一电极110的两侧上。
数据存储层130可以设置在彼此交叉的第一电极110和第二电极150之间。在图13中，数据存储层130被示出为在图10中的第一表面118和第二表面119的整个表面上连续的层。第二电极150可以包括与第一导电类型相反的第二导电类型的第二半导体层140。然而，如在图15中所示，数据存储层130可以设置在第一电极110和第二电极150彼此交叉的区域。根据上面描述的制造非易失性存储装置的方法，可以一次性地经济地制造具有堆叠结构的非易失性存储装置。
图16是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的堆叠结构的透视图。参照图16，多个第二电极150以柱形沿着z方向延伸。至少一对第一电极110中的每对第一电极110设置在第二电极150的一侧和另一侧上并且沿着x方向延伸。所述至少一对第一电极110可以彼此平行地延伸。然而，这样的布置只是示例。例如，设置在第二电极150的一侧和另一侧上的所述至少一对第一电极110可以不平行但是彼此不接触。数据存储层130可以设置在第一电极110和第二电极150之间。第二电极150可以包括与第一导电类型相反的第二导电类型的第二半导体层140。第一电极110可以具有第一导电层112、第一导电类型的第三半导体层113和介电层111的堆叠结构至少重复一次的结构。
在非易失性存储装置中，第一电极110可以用作字线部分，第二电极150可以用作位线部分。因此，非易失性存储装置可以为共用位线(如第二电极150)的存储单元。
当第一电极110的纵向方向(x方向)被设计得与第二电极150的纵向方向(z方向)相比较长时，第一电极110的电阻增加，因此，会限制每条线的存储单元的数目。然而，根据非易失性存储装置，第一电极110可以包括包含金属层和/或硅化物层的第一导电层112，因此可以抑制第一电极110的电阻的增加。
图17是示出根据示例实施例的卡400的概念示图。参照图17，可以设置控制器410和存储器420来交换电信号。例如，存储器420和控制器410可以根据控制器410的指令来交换数据。因此，卡400可以在存储器420中存储数据并且可以从存储器420向外输出数据。
存储器420可以包括参照图1到图16描述的非易失性存储装置。非易失性存储装置的类型不受限制，非易失性存储装置可以为DRAM、SRAM、闪速存储器或相变RAM(PRAM)。卡400可以用于各种便携式电子装置，例如，多媒体卡(MMC)和安全数字(SD)卡。
图18是示出根据示例实施例的系统500的概念示图。参照图18，处理器510、输入/输出装置530和存储器520可以利用总线540彼此间发送数据/接收数据。处理器510可以执行程序并且可以控制系统500。输入/输出装置530可以用于输入或输出系统500的数据。通过使用输入/输出装置530，系统500可以连接到外部设备(如个人计算机或网络)从而与外部设备交换数据。
存储器520可以存储用于操作处理器510的代码和数据。存储器520可以包括参照图1到图16描述的非易失性存储装置。不限制非易失性存储装置的类型，非易失性存储装置可以为DRAM、SRAM、闪速存储器或PRAM。例如，系统500可以用于各种便携式电子装置，如移动电话、MP3播放器、导航系统、固态盘(SSD)和家用电器。
图19是示出根据示例实施例的非易失性存储装置的透视图。参照图19，多个第一电极110可以以多层堆叠。多个第二电极150可以垂直地与堆叠的第一电极110交叉。例如，沿着第一电极110的延伸方向，多对第二电极150可在堆叠的第一电极110的两侧上彼此隔开。每个第二电极150延伸成与第一电极110交叉，从而使每个第二电极150被沿着堆叠的第一电极110设置的存储单元所共用。例如，第一电极110和第二电极150可以彼此垂直地交叉。
多个数据存储层130可以设置在第一电极110和第二电极150彼此交叉的区域。第一电极110、数据存储层130和第二电极150可以形成二极管。多对二极管可以形成在第一电极110的第一表面118和第二表面119中的每个表面上。
根据示例实施例的非易失性存储装置，多个存储单元可以设置为3维结构。通过调节第一电极110和第二电极150的数目和长度，可以容易地调节存储单元的数目。因此，非易失性存储装置可以容易地高度集成，因而适合于高容量产品。
根据非易失性存储装置的结构，第一电极110可以沿着纵向方向延伸。在示例实施例中，第一电极110的电阻增加，因此在非易失性存储装置的运行过程中会导致不期望的结果。然而，根据示例实施例的非易失性存储装置可以包括电阻率比第一半导体层114的电阻率低的第一导电层112，因而可以降低第一电极110的电阻。因此，可以克服多层结构的非易失性存储装置中的不期望的结果。
在示例实施例中，示出了第一电极110的数目、第二电极150的数目和数据存储层130的数目，并且根据非易失性存储装置的容量可以适当地调节这些数目。选择性地，如在图19中示出的，第二电极150可以在基板101上垂直地延伸。然而，示例实施例不局限于此，并且第一电极110可以在基板101上垂直地延伸。与第一电极110类似，第二电极150还可以包括第二导电层135。第二导电层135具有比第二半导体层140的电阻率低的电阻率。
虽然参照本发明的示例实施例具体地示出和描述了本发明的构思，但是应该理解，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，在此可以在形式和细节上作出各种改变。