开关及其形成方法.pdf

本发明提供一种开关及其形成方法。一种存储器装置，其包括存储器单元，该存储器单元包括储存节点、第一电极和第二电极，该储存节点储存电荷，并且当第二电极通电时，第一电极移动从而连接至储存节点。

1.  一种存储器装置，包括：
存储器单元，所述存储器单元包括储存节点、第一电极和第二电极，所述储存节点被构造为储存电荷，以及当所述第二电极通电时，所述第一电极是可移动的从而连接至所述储存节点。

2.  如权利要求1所述的存储器装置，其中，所述第一电极包括垂直部、第一水平部和第二水平部，所述垂直部相对于设置有所述存储器单元的衬底的主水平面基本上垂直，以及所述第一水平部和第二水平部相对于所述衬底的所述主水平面基本上平行。

3.  如权利要求2所述的存储器装置，其中，所述垂直部的第一端部连接至所述第一水平部的第一端部，所述第一水平部的第二端部固定至在所述第二电极上方形成的绝缘体图案，所述垂直部的第二端部连接至所述第二水平部的第一端部。

4.  如权利要求3所述的存储器装置，其中，在所述第一电极的所述垂直部和所述储存节点与所述第二电极之间形成间隙。

5.  如权利要求4所述的存储器装置，其中，当所述第二电极不通电时，通过所述间隙使所述垂直部的所述第二端部与所述储存节点分离。

6.  如权利要求5所述的存储器装置，其中，当所述第二电极通电时，所述垂直部的所述第二端部接触所述储存节点。

7.  如权利要求3所述的存储器装置，其中，所述垂直部的所述第二端部朝向所述储存节点突出。

8.  如权利要求1所述的存储器装置，其中，当施加电压时，所述第二电极通电。

9.  如权利要求1所述的存储器装置，其中，所述储存节点包括电容器，所述第一电极包括位线，以及所述第二电极包括字线。

10.  一种存储器装置，包括：
存储器单元，所述存储器单元包括第一电极、第二电极和储存节点，用第一间隙使所述第一电极与所述第二电极分离，以及用第二间隔使所述第一电极与所述储存节点分离，并且当所述第二电极通电时，所述第一电极移动从而连接至所述储存节点。

11.  如权利要求10所述的存储器装置，其中，所述第一间隙和所述第二间隙基本上相同。

12.  如权利要求10所述的存储器装置，其中，所述第一间隙大于所述第二间隙。

13.  一种存储器装置，包括：
第一存储器单元，包括第一字线、第一电容器和第一位线；
第二存储器单元，包括第二字线、第二电容器和连接至所述第一位线的第二位线；
其中当所述第一字线通电时所述第一位线是可移动的从而连接至所述第一电容器，以及当所述第二字线通电时所述第二位线是可移动的从而连接至所述第二电容器。

14.  如权利要求13所述的存储器装置，其中，所述第一存储器单元中的所述第一位线包括第一垂直部，所述第二存储器单元中的所述第二位线包括第二垂直部，所述第一垂直部和所述第二垂直部相对于设置有所述第一存储器单元和所述第二存储器单元的衬底的主水平面基本上垂直，并且所述第一垂直部和所述第二垂直部基本上相互平行。

15.  如权利要求14所述的存储器装置，其中，当所述第一字线不通电时，所述第一垂直部的端部与所述第一电容器分离，以及当所述第一字线通电时，所述第一垂直部的所述端部接触所述第一电容器。

16.  如权利要求15所述的存储器装置，其中，所述第一垂直部的所述端部朝向所述第一电容器突出。

17.  如权利要求14所述的存储器装置，其中，当所述第二字线不通电时，所述第二垂直部的端部与所述第二电容器分离，以及当所述第二字线通电时，所述第二垂直部的所述端部接触所述第二电容器。

18.  如权利要求17所述的存储器装置，其中，所述第二垂直部的所述端部朝向所述第二电容器突出。

19.  如权利要求13所述的存储器装置，其中，当施加电压时，所述第一字线和所述第二字线通电。

20.  如权利要求13所述的存储器装置，其中，在所述第一字线和所述第二字线上方形成绝缘体图案，以及所述第一位线和第二位线固定至所述绝缘体图案。

21.  如权利要求20所述的存储器装置，其中，所述第一位线和所述第二位线相对于所述绝缘体图案基本上对称。

22.  一种存储器装置，包括：
衬底；
形成在所述衬底上的电容器，所述电容器储存电荷；
设置在所述电容器上方的字线；以及
固定至绝缘体图案的位线，所述绝缘体图案形成在所述字线上方，用间隙使所述位线与所述字线和所述电容器分离，所述位线具有相对于所述衬底的主水平面基本上垂直的垂直部，
其中，当所述字线通电时，所述位线的所述垂直部是可移动的从而连接至所述电容器。

23.  如权利要求22所述的存储器装置，进一步包括形成在所述字线与所述电容器之间的第一层间电介质层。

24.  如权利要求23所述的存储器装置，进一步包括形成在所述字线与所述绝缘体图案之间的第二层间电介质层。

25.  如权利要求22所述的存储器装置，其中所述位线进一步包括：平行部，所述平行部的第一端部连接至所述垂直部的第一端部，并且所述平行部的第二端部固定至所述绝缘体图案。

26.  如权利要求25所述的存储器装置，其中，当所述字线不通电时，所述位线的所述垂直部的第二端部与所述电容器分离。

27.  如权利要求26所述的存储器装置，其中，当所述字线通电时，所述位线的所述垂直部的第二端部接触所述电容器。

28.  如权利要求27所述的存储器装置，其中，所述垂直部的所述第二端部朝向所述电容器突出。

29.  如权利要求22所述的存储器装置，其中，当施加电压时，所述字线通电。

30.  如权利要求22所述的存储器装置，其中，所述位线包括至少两层。

开关及其形成方法
相关申请的交叉引用
本申请要求在2008年12月2日提交给韩国知识产权局(KIPO)的韩国专利申请10-2008-0121327的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开涉及一种机电开关及其形成方法，并且更具体而言，涉及一种具有可移动地连接至储存节点的电极的机电开关及其形成方法。
背景技术
动态RAM(DRAM)是一种需要刷新以保持数据有效的固态存储器。DRAM中的存储器单元包括电容器和MOS晶体管。电容器的电荷由于泄漏而衰减，因此存储器必须周期性地刷新以保持电荷。MOS晶体管用作存储器单元中的开关。如果将读取存储器，则由读出放大器在数据线上感测电容器上的电压。如果要求写入或刷新操作，则数据线变为输入线。在适当的地址使DRAM单元中的MOS晶体管导通时，通过数据输入可以对电容器进行充电或放电。
一种增加DRAM容量的方法是减小MOS晶体管的尺寸。然而，MOS晶体管尺寸的减小产生了诸如短沟道或结泄漏的其他问题。此外，在存储器单元中使用MOS晶体管时，半导体衬底必须用于容纳其上的MOS晶体管，并且该半导体衬底必须在具有MOS晶体管的存储器单元的上阵列与下阵列之间形成。
因此需要一种用于在存储器装置中使用的改进的开关装置。
发明内容
根据本发明的示例性实施例，一种存储器装置包括存储器单元，该存储器单元包括储存节点、第一电极和第二电极，该储存节点储存电荷，并且当第二电极通电时第一电极移动从而连接至储存节点。
该存储器装置可以进一步包括衬底，在所述衬底上形成存储器单元。
第一电极可以包括垂直部、第一水平部和第二水平部，该垂直部相对于衬底基本上垂直并且第一和第二水平部相对于衬底基本上平行。
该垂直部的第一端部可以连接至第一水平部的第一端部，第一水平部的第二端部固定至在第二电极上形成的绝缘体图案，垂直部的第二端部连接至第二水平部的第一端部。
在第一电极的垂直部和储存节点与第二电极之间可以形成间隙。
当第二电极不通电时，通过该间隙使垂直部的第二端部可以与储存节点分离。
当第二电极通电时，垂直部的第二端部可以接触储存节点。
垂直部的第二端部可以朝向储存节点突出。
当施加电压时，第二电极可以通电。
储存节点可以包括电容器，第一电极包括位线，并且第二电极包括字线。
根据本发明的示例性实施例，一种存储器装置包括存储器单元，该存储器单元包括第一电极、第二电极和储存节点，通过第一间隙使第一电极与第二电极分离并且通过第二间隙使第一电极与储存节点分离，并且当第二电极通电时第一电极移动从而连接至储存节点。
第一间隙和第二间隙可以基本上相同。
第一间隙可以大于第二间隙。
根据本发明的示例性实施例，一种存储器装置包括：第一存储器单元，其包括第一字线、第一电容器以及位线；第二存储器单元，其包括第二字线、第二电容器以及位线，并且当第一字线通电时位线移动从而连接至第一电容器并且当第二字线通电时位线移动从而连接至第二电容器。
存储器装置可以进一步包括衬底，在所述衬底上形成第一存储器单元和第二存储器单元。
第一存储器单元中的位线可以包括第一垂直部，第二存储器单元中的位线包括第二垂直部，第一和第二垂直部相对于衬底的主水平面基本上垂直并且基本上相互平行。
当第一字线不通电时第一垂直部的端部可以与第一电容器分离，并且当第一字线通电时第一垂直部的端部接触第一电容器。
第一垂直部的端部可以朝向第一电容器突出。
当第二字线不通电时第二垂直部的端部可以与第二电容器分离，并且当第二字线通电时第二垂直部的端部接触第二电容器。
第二垂直部的端部可以朝向第二电容器突出。
当施加电压时，第一字线和第二字线可以通电。
在第一字线和第二字线上可以形成绝缘体图案，并且位线固定至绝缘体图案。
位线可以相对于掩模图案基本上对称。
根据本发明的示例性实施例，一种存储器装置包括衬底；电容器，其形成在衬底上，该电容器储存电荷；字线，其被设置在电容器上；以及位线，其固定至在字线上形成的绝缘体图案，通过间隔使位线与字线和该电容器分离，位线具有相对于衬底基本上垂直的垂直部，当字线通电时，位线的垂直部移动从而连接至电容器。
存储器装置可以进一步包括第一层间电介质层，其形成在字线与电容器之间。
存储器装置可以进一步包括第二层间电介质层，其形成在字线与绝缘体图案之间。
位线可以进一步包括平行部，该平行部的第一端部连接至该垂直部的第一端部，并且该平行部的第二端部固定至绝缘体图案。
当字线不通电时，位线的垂直部的第二端部可以与电容器分离。
当字线通电时，位线的垂直部的第二端部可以接触该电容器。
垂直部的第二端部可以朝向电容器突出。
当施加电压时，字线可以通电。
该位线可以包括至少两个层。
根据本发明的示例性实施例，一种存储器装置包括存储器单元，该存储器单元包括电容器、字线以及梁线(beam line)，该存储器单元形成在衬底上设置的传导板上，该梁线的第一端部被设置在该传导板上，该梁线相对于衬底基本上垂直，并且当字线通电时，梁线的第二端部移动从而连接至电容器。
附图说明
通过结合附图进行的下面的描述，可以更加详细地理解本发明的示例性实施例，在附图中：
图1是示出根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图；
图2是示出根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图；
图3是示出根据本发明示例性实施例的机电开关的立体图；
图4是根据本发明示例性实施例的沿图3中的线A-A’截取的机电开关的截面图；
图5是根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图；
图6是根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图；
图7是根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图；
图8是示出根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图；
图9是示出根据本发明示例性实施例的存储器装置的截面图；
图10是示出根据本发明示例性实施例的存储器装置的截面图；
图11至图19示出形成具有根据本发明示例性实施例的机电开关的存储器装置的方法；
图20示出根据本发明示例性实施例的形成掩埋传导图案352的方法；
图21示出根据本发明示例性实施例的形成凹陷开关(dimpledswitch)结构的方法。
图22A和22B示出具有根据本发明示例性实施例的机电开关的存储器装置；
图23至图27示出根据本发明示例性实施例的形成存储器装置的方法；
图28是根据本发明示例性实施例的存储器装置的截面图；
图29A和29B示出根据本发明示例性实施例的形成存储器装置的方法；
图30示出根据本发明示例性实施例的存储器装置；
图31示出根据本发明示例性实施例的机电开关；以及
图32示出包括根据本发明示例性实施例形成的存储器装置的系统。
具体实施方式
现将参考示出本发明示例性实施例的附图来更加全面地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式来实现并且不应被解释为限于此处阐述的示例性实施例。
将理解，在将元件或层称为“在另一元件或层上”、“连接至”或“耦合至”另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层上，直接连接或耦合至另一元件或层，或者可以存在中间的元件或层。相反地，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接连接至”或“直接耦合至”另一元件或层时，不存在中间的元件或层。如此处使用的术语“和/或”包括一个或多个关联的列出项目的任何和所有组合。
将理解，尽管此处使用术语第一、第二、第三等描述各种不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于使一个元件、组件、区域、层或部分区别于另一区域、层或部分。因此，在不偏离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。
为了便于描述，此处使用空间关系术语，诸如“下面”、“下方”、“底部”、“下”、“上面”、“顶部”、“上”等，以描述如图所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解，除了图中示出的取向之外，该空间关系术语意欲涵盖使用或操作中的装置的不同取向。例如，如果图中的装置翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将取向为在其他元件或特征“上面”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上面和下方的取向。装置可以以其他方式取向(旋转90度或处于其他取向)并且相应地解释此处使用的空间关系描述。此外，如此处使用的，“垂直”指的是与水平方向基本上正交的方向。
此处参考示意性说明理想化实施例(和中间结构)的横截面图来描述示例性实施例。这样，可以预见到由于例如制造技术和/或容限导致的形状变化。因此，实施例不应被解释为限于此处所示的区域的特定形状，而是应包括由例如制造导致的形状偏离。例如，被示出为矩形的注入区域在其边缘处将典型地具有圆形的或弯曲的特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二元改变。同样地，通过注入形成的掩埋区域可以导致掩埋区域与进行注入所通过的表面之间的区域中的某种注入。因此，图中示出的区域在本质上是示意性的，并且其形状不旨在说明器件区域的实际形状并且不旨在限制本发明的范围。
图1是示出根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图。例如，机电开关可以用于构成诸如动态随机存取存储器(DRAM)的存储器装置的存储器单元中。机电开关还可用于除了存储器装置之外的电子装置中。
参考图1，存储器单元包括储存节点、第一电极和第二电极。储存节点是电荷储存装置的电节点。在示例性实施例中，储存节点可以是电容器111a的电节点。在示例性实施例中，储存节点可以是由绝缘体围绕的传导图案的节点。第一电极可以是字线114a。第二电极可以是位线124a。电压感测电路可以位于位线124a的端部处。当电连接时，电荷可以经由位线124a从电容器111a移动到电压感测电路。
电容器111a可以包括上电极109a、下电极105a以及在上电极109a与下电极105a之间形成的电介质层107a。位线124a可以设置在字线114a上方，在其之间具有层间电介质层116a。字线114a可以设置在电容器111a上方，在其之间具有层间电介质层112a。电容器111a可以形成在衬底100上。例如，衬底100可以包括玻璃、半导体或塑料。在示例性实施例中，下电极105a的第一侧面接触衬底100。传导板102的第一侧面形成在衬底100上。下电极105a的第二侧面接触传导板102的第二侧面。
在示例性实施例中，第一存储器单元和第二存储器单元可以具有相对于虚构线I-I’的镜像。第一存储器单元包括位线124a、电容器111a和字线114a，并且第二存储器单元包括位线124a、电容器111b和字线114b。位线124a与第一存储器单元的字线114a和第二存储器单元的字线114b交叉。第二存储器的电容器111b包括上电极109b、下电极105b和在其之间形成的电介质层107b。
在示例性实施例中，通过其之间的间隙使位线124a与字线114a和电容器111a分离，与字线114b和电容器111a分离，并且与衬底100分离。位线124a可以基于在字线114a与位线124a之间生成的电磁功率在间隙中移动。在示例性实施例中，位线124a设置在层间电介质层116a上形成的掩模图案118上并且固定至层间电介质层116a上形成的掩模图案118。在示例性实施例中，当在不使用粘合剂的情况下将位线124a淀积在掩模图案上时，位线124a可以固定至掩模图案118a。这样，位线124a相对于虚构线I-I’基本上对称形成。
图2是示出根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图。参考图1和图2，当字线114a通电时，位线124a可以可移动地连接至电容器111a的上电极109a。当施加电压时，字线114a可以通电。位线124a包括第一存储器单元中的第一水平部H1a、第二水平部H2a和垂直部Va。位线124a包括第二存储器单元中的第一水平部H1b、第二水平部H2b和垂直部Vb。垂直部Va的上端部连接至水平部H1a的左端部。水平部H1a的右端部固定在掩模图案118上。水平部H2a的右端部连接至垂直部Va的下端部。水平部H2a的左端部连接至相邻存储器单元的垂直部的另一下端部。在示例性实施例中，第一水平部H1a、H1b可以形成有凹进部和突出部，如图1所示。在示例性实施例中，如图6或图31所示，第一水平部H1a、H1b可以被形成为基本上平坦的。
当字线114a不通电时，垂直部Va可以被形成为相对于衬底100的主水平面基本上垂直。第一水平部H1a和第二水平部H2a可以被形成为相对于衬底100的主水平面基本上平行。垂直部Va相对于第一水平部H1a和第二水平部H2a基本上垂直。由于位线124a的垂直部Va和Vb相对于衬底100基本上垂直，因此可以使单位存储器单元的占地面积(footprint)最小。这样，根据本发明的示例性实施例可以实现高密度存储器装置。
当字线114a不通电时，垂直部Va的下端部与电容器111a的上电极109a分离。当字线114a通电时，垂直部Va的下端部移动从而连接至上电极109a。相类似地，在第二存储器单元中，当字线114b通电时垂直部Vb的下端部移动从而连接至上电极109b。第一存储器单元中的垂直部Va的移动不会影响第二存储器单元中的垂直部Vb的移动。即，当垂直部Vb静止时，垂直部Va的下端部移动从而接触上电极109a。
电容器111a可以被设置在位线124a的垂直部Va的下端部附近。例如，上电极109a可以具有基本上矩形形状。垂直部Va的下端部接触上电极109a的表面。根据本发明的示例性实施例，垂直部Va的下端部与上电极109a的表面之间的接触可以是点、线或面。
当字线114a拉动位线124a的垂直部Va时，字线114a与垂直部Va之间的距离变得更小，但是字线114a和垂直部Va不相互接触。然而，垂直部Va的下端部接触电容器111a的上电极109a。在数据写入操作中，电子通过该接触对电容器111a进行充电。在数据读取操作中，字线114a拉动位线124a的垂直部Va，并且垂直部Va的下端部接触上电极109a。利用该接触，位线124a感测电容器111a中的电子的存在。在第二存储器单元中，当字线114b拉动垂直部Vb时，位线124a的垂直部Vb接触电容器111b。这样，当字线114a通电时垂直部Va可移动地连接至电容器111a，并且当字线114b通电时垂直部Vb可移动地连接至电容器111b。
垂直部Va的下端部从第一位置P1移动到第二位置P2，用于读出在电容器111a中储存的电荷或者用于将电荷写入到电容器111a。当字线114a通电时，垂直部Va的下端部处于第二位置P2以接触电容器111a。在示例性实施例中，第一位置P1和第二位置P2之间的第一距离D1与字线114a和垂直部Va的对应部之间的第二距离D2基本上相同。在示例性实施例中，第一距离D1和第二距离D2可以为约10nm至约15nm。
在示例性实施例中，位线124a可以是包括例如Ti、TiN、Ti金属合金、Ta、TaN、Ta金属合金或碳纳米管的单层结构。在示例性实施例中，位线124a可以是两层结构，其中第一层层叠在第二层上。例如，第一层可以包括SiO₂或SiN，并且第二层可以包括诸如Ti、TiN、Ti金属合金、Ta、TaN、Ta金属合金或碳纳米管的传导材料。在示例性实施例中，悬浮梁线160(suspended beam line)可以是多层结构。例如，在三层结构中，第一层可以包括SiO₂，第二层可以包括TiN，并且第三层可以包括TaN。具有包含不同材料的两个或两个以上层的位线124a相比于单个材料层位线能够是更加挠性的。
图3是示出根据本发明示例性实施例的机电开关的立体图。第一对存储器单元PM1包括第一存储器单元和第二存储器单元。第二对存储器单元PM2包括第三存储器单元和第四存储器单元。第一对存储器单元PM1和第二对存储器单元PM2通过位线124a连接。这样，例如，沿位线124a可以以规则的间隔来连接和设置一对以上的存储器单元。在字线方向上，一对以上的存储器单元以一定间隔设置在各个位线124a之间。因此，存储器单元阵列可以形成在衬底100上。线A-A’指示出其中形成位线124a的存储器装置的区域。线B-B’指示出其中不形成位线124a的存储器装置的区域。
图4是根据本发明示例性实施例的沿图3中的线A-A’截取的机电开关的截面图。具有字线114c、电容器111c和位线124a垂直部Vc的第三存储器单元被形成为与第一存储器单元相邻。第三存储器单元的垂直部Vc可以通过水平部H连接至第一存储器单元的垂直部Va。当字线114c拉动垂直部Vc时，垂直部Vc的下端部接触电容器111c的上电极109c。因而，D1由于垂直部Vc和垂直部Va相互连接而变得更大。
图5是根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图。参考图5，机电开关形成在衬底350上，其中，在衬底350中形成掩埋传导图案352。绝缘层354形成在掩埋传导图案352上。传导板102可以经由传导图案360连接至掩埋传导图案352，该传导图案360被形成为通过绝缘层354。阻挡层358可以形成在传导图案360与掩埋传导图案352之间。根据本发明的示例性实施例，掩埋传导图案352可以用作DRAM的p板。
图6是根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图。参考图6，垂直部Vd的下端部朝向电容器111b突出。电容器111b与垂直部Vd的突出下端部之间的第一距离D3小于字线114b与垂直部Vd的对应部之间的第二距离D4。在示例性实施例中，第一距离D3可以为约10nm至约15nm，并且第二距离D4可以为约20nm至约25nm。由于D4大于D3，所以当字线114b拉动垂直部Vd时，可以防止位线382的垂直部Vd接触字线114b。即，当D3是零时，D4仍然可以保持距离。如果字线114b接触位线382的垂直部Vd，则在字线114b和/或位线382的垂直部Vd中会发生损坏。在示例性实施例中，可以降低存储器装置的操作电压以保持D4的最小距离。
图7是根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图。参考图7，在衬底400上形成位线402，位线402包括第一水平部H1、第二水平部H2以及垂直部Va、Vb和Vc。在两个垂直部Va和Vb之间，形成电容器414a和414b、传导板412和字线408a和408b。位线402的第一水平部H1形成在衬底400上。层间电介质层406形成在水平部H1上。字线408a和408b形成在层间电介质层406上。层间电介质层410形成在字线408a和408b上。电容器414a和414b形成在层间电介质层410上。与电容器414a和414b相接触的传导板412形成在层间电介质层410上。当字线408a拉动垂直部Va时，垂直部Va的上端部移动从而接触电容器414a。当字线408b拉动垂直部Vb时，垂直部Vb的上端部移动从而接触电容器414b。
图8是示出根据本发明示例性实施例的机电开关的截面图。参考图8，表面传导图案402b形成在衬底400上。传导梁402a形成在表面传导图案402b上。传导梁402a相对于表面传导图案402b和衬底400基本上垂直。在两个传导梁之间，形成电容器414a和414b、传导板412以及字线408a和408b。在传导梁402a和电容器414b之间以及在传导梁402a和字线408b之间存在空间。这样，当字线408b拉动传导梁402a时，传导梁402a的上端部移动从而接触电容器414b。当字线408b未通电时，传导梁402a的上端部返回初始位置。可以基于对应的电容器的位置来确定传导梁402a的高度。例如，传导梁402a的上端部可以放置在电容器414b的上端部P5与下端部P6之间。
图9是示出根据本发明示例性实施例的存储器装置的截面图。参考图9，包括机电开关的存储器单元形成在单元区域中，并且金属氧化物硅(MOS)开关形成在外围区域中。在外围区域中，栅极绝缘层202形成在半导体衬底100上。栅电极204形成在栅极绝缘层202上。源/漏区域206被形成为与栅极绝缘层202相邻。层间电介质层208形成在栅电极204和源/漏区域206上。传导图案210形成在层间电介质层208上。传导图案210通过接触插塞233连接至源/漏区域206。诸如沟槽隔离100a的虚置图案可以形成在半导体衬底100上。由于衬底100包括半导体，因此绝缘层170形成在单元区域中的衬底100上
图10是示出根据本发明示例性实施例的存储器装置的截面图。参考图10，包括机电开关的存储器单元形成在单元区域中，并且平面开关300形成在外围区域中。在外围区域中，传导图案302形成在衬底100上。层间电介质层304形成在传导图案302和衬底100上。接触插塞306被形成为通过层间电介质层304，以接触传导图案302。诸如字线308的信号线和诸如电容器310的电极形成在层间电介质层304上。悬浮梁线312形成在接触插塞306上。字线308被设置在悬浮梁线312下方。传导图案302通过接触插塞306电连接至悬浮梁线312。
在示例性实施例中，悬浮梁线312包括在相反方向上延伸的第一挠性伸展部FE1和第二挠性伸展部FE2。第一挠性伸展部FE1和第二挠性伸展部FE2被设置在接触插塞306上并且固定到接触插塞306。悬浮梁线312可以相对于接触插塞306基本上对称。第一挠性伸展部FE1的长度可以与第二挠性伸展部FE2的长度基本上相同。第一挠性伸展部FE1和第二挠性伸展部FE2可以基本上是直的。可替选地，第一挠性伸展部FE1和第二挠性伸展部FE2可以具有多个凹进部和突出部，所述多个凹进部和突出部与在第一挠性伸展部FE1和第二挠性伸展部FE2下方设置的表面的图案是一致的。
在示例性实施例中，当字线308通电时，字线308拉动悬浮梁线308的第一伸展部FE1。然后，第一挠性伸展部FE1的尖端部移动从而接触电容器310。在该示例性实施例中，由于MOS晶体管不形成在外围区域中，因此例如可以使用诸如玻璃或塑料的任何类型衬底。外围区域中形成的平面开关300不需要半导体衬底。
图11至19示出形成具有根据本发明示例性实施例的机电开关的存储器装置的方法。
参考图11A、11B和12，线形传导图案102形成在衬底100上。线形传导图案102可以例如包括诸如钨或铜的任何传导材料。在示例性实施例中，传导图案102可以例如包括诸如WSix或CoSix的金属硅化物。第一电极层104、电介质层106和第二电极层108顺序地形成在传导图案102和衬底100上。然后，对第一电极层104、电介质层106和第二电极层108构图以形成第一电极层图案104a、电介质层图案106a和第二电极层图案108a。在示例性实施例中，可以使用光刻对上述层进行构图。在构图过程中，在其中不形成传导图案的区域中，可以暴露传导图案102的顶表面TS。
参考图13A和13B，电介质层110可以设置在第二电极层图案108a、传导图案102和衬底100上。在示例性实施例中，电介质层110可以被形成为达到传导图案102的顶表面TS。这样，在平坦化工艺中，可以去除被形成为超出电介质层110之上的层。层间电介质层112形成在传导图案102和电介质层110的平坦化表面上。初步字线层形成在层间电介质层112上。初步字线层被构图以形成初步字线114。
参考图14A、14B和15，电介质层116形成在初步字线114上。掩模图案118形成在电介质层116上。使用掩模图案118，在其下方形成的层可以被构图。这样，形成掩模图案118、层间电介质层图案116a、字线114a、114b、层间电介质层图案112a、电容器111a、111b和传导图案102。
参考图1、16A和16B，第一牺牲层122形成在字线114a、114b、电容器111a、111b、掩模图案118、层间电介质层112a、116a和衬底100上。第一牺牲层122具有使掩模图案118的顶表面暴露的开口120。第一牺牲层122可以具有与包括位线124a的材料不同的蚀刻选择性，位线124a在随后的工艺中将要在第一牺牲层122上方形成。例如，多晶硅、原子层淀积(ALD)氧化物、SiGe、SiN、掺杂硅或掺杂氧化硅可以用作第一牺牲层122。距离D1和D2可以由第一牺牲层122的厚度来控制。这是因为D1和D2对应于在随后的工艺中被去除的第一牺牲层122的厚度。在示例性实施例中，第一牺牲层122在整个单元区域上具有基本上相同的厚度，开口120除外。这样，D1和D2可以是相同的。传导层124形成在第一牺牲层122上。第二牺牲层126形成在传导层124上。
参考图17A、17B和图18，掩模图案128形成在传导层124和第二牺牲层126上。使用掩模图案128在构图工艺之后形成位线124a。图17A示出根据本发明示例性实施例的沿图18中的线B-B’截取的截面图。图17B示出根据本发明示例性实施例的沿图18中的线A-A’截取的截面图。
参考图17B和19，去除掩模图案128以及第一牺牲层122和第二牺牲层140。在示例性实施例中，第一牺牲层122和第二牺牲层126包括相同的材料。当在随后的工艺中去除牺牲层122和126时，在位线124a周围形成空间。例如，该空间允许位线124a从左向右移动。该空间可以例如是真空状态或者填充有诸如N2的惰性气体。在示例性实施例中，第一牺牲层122和第二牺牲层126可以通过湿法蚀刻工艺去除。
图20示出根据本发明示例性实施例的形成掩埋传导图案352的方法。参考图5、图20A、图20B和图20C，掩埋传导图案352形成在衬底350上。具有缝356的绝缘层354形成在掩埋传导图案352上。阻挡层图案358沿缝(slit)356的壁形成。具有比缝356的宽度更宽的宽度的传导图案360形成在阻挡层358上，由此填充缝356。第一电极层104、电介质层106和第二电极层108顺序地形成在传导图案360和绝缘层354上。
图6和21示出根据本发明示例性实施例的形成凹陷开关结构的方法。第一牺牲层380形成在字线114a、114b、电容器111a、111b、掩模图案118、层间电介质层112a、116a以及衬底100上。第一牺牲层380具有使掩模图案118的顶表面暴露的开口120。第一牺牲层380可以具有与包括位线382的材料不同的蚀刻选择性，位线382在随后的工艺中将要在第一牺牲层380上方形成。例如，多晶硅、原子层淀积(ALD)氧化物、SiGe、SiN、掺杂硅或者掺杂氧化硅可以用作第一牺牲层380。距离D3和D4可以由第一牺牲层380的厚度d3和d4来控制。这是因为图6中的空间距离D3和D4对应于在随后的工艺中被去除的第一牺牲层380的厚度d3和d4。在示例性实施例中，与位线382的突出部相对应的厚度d3小于d4，以形成凹陷间隙结构。
图22A和22B示出具有根据本发明示例性实施例的机电开关的存储器装置。参考图22A和22B，存储器单元的上阵列UM形成在存储器单元的下阵列LM上，在其之间具有层间电介质层146和148。图22A示出沿其中不形成位线的区域截取的存储器装置的截面图。图22B示出沿其中形成位线的区域截取的存储器装置的截面图。在示例性实施例中，存储器单元的多个层可以相互堆叠。
具有多个细孔146a的层间电介质层146形成在存储器单元的下阵列LM上。层间电介质层148形成在具有多个细孔146a的层间电介质层146上。存储器单元的上阵列UM可以形成在层间电介质层148上。由于本发明示例性实施例的机电开关可以直接形成在电介质层上，所以在上存储器单元UM和下存储器单元LM之间可以省略存储器单元的下阵列LM中需要的衬底100。细孔146a可以用作传输气体或液体的路径，以去除在位线124a周围形成的牺牲层。在示例性实施例中，电介质图案142a可以形成在位线124a的两个垂直部之间。电介质图案142a可以控制位线124a的移动。例如，位线124a不能摆动到超过电介质图案142a的左侧或右侧。
图23至图27示出根据本发明示例性实施例的形成存储器装置的方法。
参考图23，第二牺牲层140可以保形地形成在传导层124上。参考图24，电介质图案层142形成在第二牺牲层140上，由此填充在位线124a的两个垂直部之间形成的空间。图25A示出沿其中不形成位线的区域截取的存储器装置的截面图。图25B示出沿其中形成位线的区域截取的存储器装置的截面图。参考图25B，掩模图案144形成在电介质图案层142和第二牺牲层140上。使用掩模图案144对传导层124构图以形成位线124a。对电介质图案层142进行构图以形成电介质图案142a。
图26A示出沿其中不形成位线的区域截取的存储器装置的截面图。图26B示出沿其中形成位线的区域截取的存储器装置的截面图。参考图26A，具有多个细孔146a的层间电介质层146形成在层间绝缘层147上。参考图26B，在去除掩模图案144之后，具有多个细孔146a的层间电介质层146形成在第二牺牲层140和电介质图案142a上。
参考图27，去除第一牺牲层122和第二牺牲层140。细孔146a可以用作传输在去除第一和第二牺牲层122、140时使用的气体或液体的路径。去除的牺牲层122、140也可以通过孔146a传输。例如，当通过湿法蚀刻工艺去除牺牲层122、140时，蚀刻化学物质可以通过细孔146a传输。每个细孔可以具有约10nm至约20nm的直径。在示例性实施例中，细孔146a可以被形成为矩形图案。在示例性实施例中，在电介质层146被设置在第二牺牲层140上之后，可以在电介质层146中形成细孔146a。电介质层146可以例如包括聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
图28是根据本发明示例性实施例的存储器装置的截面图。参考图28，存储器单元的上阵列UM形成在存储器单元的下阵列LM上，在其之间具有层间电介质层146和148。在示例性实施例中，存储器单元的多个层可以相互堆叠。在示例性实施例中，在位线124a的两个垂直部之间不形成电介质图案142a。
图29A和29B示出根据本发明示例性实施例的形成存储器装置的方法。图29A示出沿其中不形成位线的区域截取的存储器装置的截面图。图29B示出沿其中形成位线的区域截取的存储器装置的截面图。参考图29B，省略了电介质图案42a。
图30示出根据本发明示例性实施例的存储器装置。参考图30，存储器单元的下阵列LM包括外围区域中的MOS晶体管和单元区域中的机电开关。存储器单元的上阵列UM包括单元区域和外围区域中的机电开关。层间电介质层146和148形成在存储器单元的上阵列UM与存储器单元的下阵列LM之间。在示例性实施例中，可以使用图10所示的平面开关结构，而不是使用存储器单元的下阵列LM的外围区域中的MOS晶体管。
图31示出根据本发明示例性实施例的机电开关。开关1000的使用不限于存储器装置。参考图31，开关1000包括第一电极12、第二电极16和第三电极20。第一电极12形成在衬底10上。第二电极16形成在第一电极12上，在其之间具有层间电介质层14。第三电极20形成在第二电极16上，在其之间具有层间电介质层18。第三电极20与第一电极12和第二电极16分离。第三电极20与衬底10分离。当第二电极16通电时，第一电极20的下边缘移动从而连接至第一电极12。当第一电极12和第三电极20连接时，开关1000处于接通(ON)状态。开关1000可以相对于穿过开关1000中心的虚构线具有镜像。
参考图32，系统500包括控制器510、输入/输出装置520、存储器530、接口540和总线550。系统500可以包括诸如个人数据助理(PDA)、便携式计算机、web写字板、无线电话、移动电话、数字音乐播放器或存储器卡的移动系统。在示例性实施例中，系统500可以是发射和/或接收信息的任何系统。控制器510可以包括例如，微处理器、数字信号处理器或微控制器。I/O装置520可以包括微型键盘、键盘或显示器。存储器530可以包括例如，DRAM或闪速存储器。存储器530可以存储由控制器510执行的命令。存储器530和接口540可以通过总线550来组合。系统550可以使用接口540以将数据发射到通信网络中或者从通信网络接收数据。
本发明的示例性实施例提供了一种具有机电开关的存储器装置，其中由于该机电开关中的低的结泄漏或零结泄漏，因此实现了好的电荷保持。
本发明的示例性实施例提供了一种具有垂直结构开关的存储器装置，使得可以减少单位单元(unit cell)的占地面积。
本发明的示例性实施例提供了一种具有机电开关的存储器装置，其中由于该机电开关可以形成在许多不同类型的衬底上，因此可以使用多种类型的衬底。
本发明的示例性实施例提供了一种具有可以堆叠的多个存储器单元阵列的存储器装置。由于在两个相邻存储器单元阵列之间可以省略衬底，因此在多个阵列中可以实现高封装密度。
本发明的示例性实施例提供了一种使用电极作为开关的一部分以断开和闭合电路的机电开关。这样，可以省略用于断开或闭合电路的附加开关元件。
本发明的示例性实施例提供了一种具有比MOS晶体管小的机电开关的存储器装置。这样，可以减小根据本发明示例性实施例的存储器装置的尺寸。
本发明的示例性实施例提供了一种在单元区域和外围区域中同时形成机电开关的方法。
尽管此处通过参考附图描述了本发明的示例性实施例，但是将理解，本发明不应该限于那些明确的实施例并且在不偏离本发明的范围或精神的前提下本领域的普通技术人员可以对其进行各种不同的其他改变和修改。所有这样的改变和修改意欲包括在如附属权利要求限定的本发明的范围内。