阻变随机存储器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115394915A(43)申请公布日2022.11.25(21)申请号202210629601.3(22)申请日2022.06.06(71)申请人昕原半导体（杭州）有限公司地址311305浙江省杭州市临安区青山湖街道崇文路1788号(72)发明人仇圣棻陈亮李晓波杨芸潘国华曹恒(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327专利代理师王迎袁文婷(51)Int.Cl.H01L45/00(2006.01)H01L27/24(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称阻变随机存储器及其制备方法(57)摘要本发明提供一种阻变随机存储器及制备方法，其中的阻变随机存储器包括：在底层上进行金属沉积，形成下电极金属结构，并对下电极金属结构进行刻蚀，形成规则分布的线状下电极；在下电极上形成ReRAM切换层；在ReRAM切换层上填充介电材料层并处理至下电极的上表面，保留两ReRAM切换层之间的介电材料层；在介电材料层上设置下电极的金属接触，金属接触延伸至相邻的两个ReRAM切换层之间，以形成阻变随机存储器。利用上述的发明能够提高存储单元密度，避免蚀刻工艺对结构造成的损伤。CN115394915ACN115394915A权利要求书1/1页1.一种阻变随机存储器的制备方法，其特征在于，包括：在底层上进行金属沉积，形成下电极金属结构，并对所述下电极金属结构进行刻蚀，形成规则分布的线状下电极；在所述下电极上形成ReRAM切换层；在所述ReRAM切换层上填充介电材料层并处理至所述下电极的上表面，保留两ReRAM切换层之间的介电材料层；在所述介电材料层上设置下电极的金属接触，所述金属接触延伸至相邻的两个ReRAM切换层之间，以形成所述阻变随机存储器。2.如权利要求1所述的阻变随机存储器的制备方法，其特征在于，在所述下电极上形成ReRAM切换层的过程包括：通过原子层沉积和/或化学气相沉积和/或物理气相沉积和/或蒸镀和/或溅镀和/或热生长的方式，在所述下电极上生长所述ReRAM切换层。3.如权利要求2所述的阻变随机存储器的制备方法，其特征在于，对位于相邻两个所述下电极之间的底部的ReRAM切换层进行去除，以使相邻两ReRAM切换层之间相互间隔设置。4.如权利要求1所述的阻变随机存储器的制备方法，其特征在于，在所述ReRAM切换层上填充介电材料层并处理至所述下电极的上表面，包括：通过原子层沉积和/或化学气相沉积和/或物理气相沉积和/或热生长的方式，在所述ReRAM切换层上设置覆盖所述ReRAM切换层的介电材料层；对所述介电材料层进行平坦化处理至所述下电极的上表面，形成阻变随机存储器的基础结构。5.如权利要求4所述的阻变随机存储器的制备方法，其特征在于，在所述介电材料层上设置下电极的金属接触的过程包括：在所述基础结构上设置表面介电层；在相邻的两个ReRAM切换层之间设置金属孔；在所述金属孔内填充金属介质，所述金属介质的表面延伸至所述表面介电层处。6.如权利要求5所述的阻变随机存储器的制备方法，其特征在于，所述金属孔的纵截面为锥形结构，所述金属孔的横截面为圆形或者椭圆形结构。7.如权利要求5所述的阻变随机存储器的制备方法，所述金属孔通过ALD、PVD、CVD、热生长、电镀、蒸镀或溅镀的方式设置在所述基础结构内。8.如权利要求1所述的阻变随机存储器的制备方法，其特征在于，在所述下电极上形成ReRAM切换层之后，还包括：在所述ReRAM切换层上进行光刻，所述光刻的方向与所述下电极的延伸方向相垂直；在所述光刻位置填充显影胶并进行刻蚀，以形成交叉开关矩阵。9.如权利要求1所述的阻变随机存储器的制备方法，其特征在于，所述ReRAM切换层的材料包括非金属、金属氧化物、金属氮化物以及惰性金属。10.一种阻变随机存储器，其特征在于，利用如权利要求1至9任一项所述的阻变随机存储器的制备方法进行制备。2CN115394915A说明书1/5页阻变随机存储器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及半导体加工技术领域，更为具体地，涉及一种阻变随机存储器及其制备方法。背景技术[0002]目前，阻变随机存储器(ReRAM，ResistiveRandomAccessMemory)基于其具有的高编程/擦写速度、高器件密度、可微缩、低功耗、抗辐射、断电后仍然能够保持数据、且与CMOS(ComplementaryMetal‑OxideSemiconductor)工艺兼容等一系列突出的优点，使其成为替代多晶硅浮栅(FG，FloatingGate)存储器的有力竞争者之一，其作为一种采用非电荷存储机制的存储器，在32nm工艺节点及以下的高端应用中，将有很大的发展空间。[0003]然而，随着半导体器件集成度的不断提高