一种半导体器件及其制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115884668A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211638595.4(22)申请日2022.12.20(71)申请人厦门半导体工业技术研发有限公司地址361008福建省厦门市软件园三期诚毅北大街62号109单元0206号(72)发明人李武新邱泰玮沈鼎瀛(74)专利代理机构北京乐知新创知识产权代理事务所(普通合伙)11734专利代理师王曌寅(51)Int.Cl.H10N70/20(2023.01)H10B63/00(2023.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种半导体器件及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种半导体器件及其制造方法，衬底中具有多个第一通孔，第一通孔的第一面位于衬底的下表面，用于连接第一金属层，通孔的第二面位于衬底的上表面，器件包括：第一介电层，覆盖于衬底上表面；竖直孔洞，位于第一介电层中，与第一通孔一一对应，且垂直于第一通孔的第二面；底电极，覆盖在竖直孔洞底部和侧壁；阻变层，覆盖在竖直孔洞的底电极上，以及覆盖在第一介电层的上表面；抓氧层，填充竖直孔洞，并覆盖阻变层；顶电极，覆盖抓氧层。可以通过调节竖直孔洞的深度来调节阻变结构的大小。CN115884668ACN115884668A权利要求书1/2页1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，衬底中具有多个第一通孔，所述第一通孔的第一面位于所述衬底的下表面，用于连接第一金属层，所述第一通孔的第二面位于所述衬底的上表面，该方法包括：在所述衬底的上表面沉积第一介电层，对所述第一介电层进行刻蚀，使得所述第一介电层中形成与所述第一通孔一一对应的竖直孔洞，所述竖直孔洞垂直于所述第一通孔的第二面；沉积底电极层，所述底电极层覆盖在所述第一介电层的上表面以及覆盖在所述竖直孔洞的底部和侧壁；在所述竖直孔洞中填充有机材料并进行平坦化；依次沉积有机层和硅氧类介质层，依次刻蚀所述硅氧类介质层、有机层和底电极层，将所述竖直孔洞以外的底电极层去除，得到竖直孔洞中的底电极；沉积阻变层，以使所述阻变层覆盖在所述第一介电层的上表面以及随型覆盖在所述竖直孔洞的底电极上；沉积抓氧层并，以使所述抓氧层覆盖在所述阻变层的上表面并填充所述竖直孔洞；在所述抓氧层之上沉积顶电极层；刻蚀所述顶电极层、抓氧层和所述阻变层，以使相邻两个竖直孔洞之间的阻变层、抓氧层和顶电极断开。2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述衬底的上表面沉积介电层之前，该方法还包括：在所述衬底的上表面沉积刻蚀停止层；相应地，在所述刻蚀停止层之上沉积所述第一介电层。3.根据权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，该方法还包括：对所述介电层和所述刻蚀停止层进行刻蚀，得到所述竖直孔洞。4.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，每相邻两个竖直孔洞之间的阻变层、抓氧层和顶电极均断开。5.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在由竖直孔洞组成的阵列中，同一排的相邻两个竖直孔洞的顶电极之间、抓氧层之间和阻变层之间均连通；同一列的相邻两个竖直孔洞的顶电极之间、抓氧层之间和阻变层之间均断开。6.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，通过原子层沉积ALD工艺沉积所述底电极层和所述阻变层。7.一种半导体器件，其特征在于，衬底中具有多个第一通孔，所述第一通孔的第一面位于所述衬底的下表面，用于连接第一金属层，所述通孔的第二面位于所述衬底的上表面，所述器件包括：第一介电层，覆盖于所述衬底上表面；竖直孔洞，位于所述第一介电层中，与所述第一通孔一一对应，且垂直于所述第一通孔的第二面；底电极，覆盖在所述竖直孔洞底部和侧壁；阻变层，覆盖在所述竖直孔洞的底电极上，以及覆盖在所述第一介电层的上表面；抓氧层，填充所述竖直孔洞，并覆盖所述阻变层；2CN115884668A权利要求书2/2页顶电极，覆盖所述抓氧层。8.根据权利要求7所示的半导体器件，其特征在于，所述器件还包括刻蚀停止层，覆盖于所述衬底上表面，相应的，所述第一介电层覆盖所述刻蚀停止层，所述竖直孔洞位于所述第一介电层和刻蚀停止层中。9.根据权利要求7所示的半导体器件，其特征在于，每相邻两个竖直孔洞之间的阻变层、抓氧层和顶电极断开。10.根据权利要求7所示的半导体器件，其特征在于，在由竖直孔洞组成的阵列中，同一排的相邻两个竖直孔洞的顶电极之间、抓氧层之间和阻变层之间均连通；同一列的相邻两个竖直孔洞的顶电极之间、抓氧层之间和阻变层之间均断开。3CN115884668A说明书1/7页一种半导体器件及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体器件及其制造方法。背景技术[0002]现有技术中，阻变式存储器(R