一种阻变存储器及其制造方法技术

本申请实施例公开了一种阻变存储器及其制造方法，通过提供基底，在基底上形成有金属栓塞作为下电极，在下电极上形成阻变功能层、上电极层和互连金属层，根据金属栓塞的位置，对互连金属层、上电极层、阻变功能层进行刻蚀，以使互连金属层、上电极层、阻变功能层和金属栓塞对准。由于本申请实施例中，互连金属层、上电极层和阻变功能层是一次性刻蚀的，因此可以实现这三个膜层的自对准，在技术上来说，即使这三个膜层的面积大于金属栓塞的面积，也不影响器件的实现，因此相比于现有技术中在上电极层上形成阻挡层，对阻挡层进行刻蚀，形成与金属栓塞对准的通孔，并在通孔中形成互连金属层来说，对准要求更低，因此提高了良品率。

【技术实现步骤摘要】
一种阻变存储器及其制造方法
本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种阻变存储器及其制造方法。
技术介绍
随着可携式个人设备的流行，非挥发性存储器由于具有在无电源供应时仍能维持记忆状态和操作低功耗等优点，逐渐成为半导体工业中的研发重点。目前市场上的非挥发性存储器仍以闪存(Flash)为主流，但是由于闪存存在操作电压过大、操作速度慢、耐久力不够好以及由于器件尺寸缩小过程中隧穿氧化层不断减薄导致保持时间不够长等缺点，现在的研发重点逐渐转向了可以取代闪存的新型非挥发性存储器。与传统的Flash的电荷存储机制不同，阻变存储器(ResistiveRandomAccessMemory，RRAM)是非电荷存储机制，因此可以解决Flash中因隧穿氧化层变薄而造成的电荷泄漏问题,具有更好的可缩小性。而阻变存储器由于还具有写入操作电压低、写入擦除时间短、记忆时间长、非破坏性读取、多值存储、结构简单以及存储密度高等优点，因此逐渐成为目前新型非挥发性存储器件中的研究重点，有望代替DRAM，SRAM和Flash等成为通用存储器，是未来新一代存储技术的有力竞争者。RRAM的基本存储单元为金属-绝缘体-金属(Metal-Insulator-Metal，MIM)结构的电阻器，借由电压或电流脉冲，可以使MIM结构的电阻在高低电阻态之间转换，从而实现0和1的存储，以实现数据的写入和擦除。其中，这里的绝缘体为阻变层材料，可以发生电阻转变，阻变层材料可以是钙钛矿氧化物、过渡金属二元氧化物、固态电解质材料或有机材料等。在RRAM的制备过程中，可以现在基底上形成MIM结构，再对MIM结构进行刻蚀，利用刻蚀形成的通孔进行互连，随着RRAM存储单元的尺寸逐渐缩小，刻蚀难度越来越大，一旦刻蚀出现偏差，则器件性能也将出现偏差。因此，现有技术较难形成较高质量的RRAM器件。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种阻变存储器及其制造方法，为阻变存储器的制备工艺提供便捷，并提高器件的良品率。本申请实施例提供了一种阻变存储器的制造方法，所述方法包括：提供基底，所述基底上形成有金属栓塞作为下电极；在所述下电极上依次形成阻变功能层、上电极层和互连金属层；根据所述金属栓塞的位置，一次性对所述互连金属层、所述上电极层、所述阻变功能层进行刻蚀，以使所述互连金属层、所述上电极层、所述阻变功能层和所述金属栓塞对准。可选的，所述阻变功能层包括：HfO2、Al2O3、TaOx、TiOx中的至少一种。可选的，所述金属栓塞为钨塞。可选的，所述上电极层为氮化钛层。可选的，所述互连金属层为铝层。可选的，所述在所述下电极上依次形成阻变功能层、上电极层和互连金属层，包括：在所述下电极上依次形成阻变功能层和上电极层；对互连的金属栓塞上的阻变功能层和上电极层进行刻蚀，以包括所述互连的金属栓塞；在所述上电极层上和暴露出的金属栓塞上形成互连金属层。可选的，所述基底上设置有MOS管，所述MOS管包括源/漏极，所述金属栓塞通过以下方式形成：在MOS器件源/漏极上方形成栓孔；向所述栓孔内填充第一电极材料，形成金属栓塞作为第一电极。可选的，所述向所述栓孔内填充第一电极材料，形成金属栓塞作为第一电极，包括：向所述栓孔内填充第一电极材料，并对所述第一电极材料进行平坦化，形成金属栓塞作为第一电极。本申请实施例还提供了一种阻变存储器，包括：形成于基底上的金属栓塞作为下电极；依次形成于所述下电极上的阻变功能层、上电极层和互连金属层；所述阻变功能层、所述上电极层和所述互连金属层根据所述金属栓塞的位置被一次性刻蚀，且与所述金属栓塞对准。可选的，所述阻变功能层包括：HfO2、Al2O3、TaOx、TiOx中的至少一种。在本申请实施例中提供了一种阻变存储器及其制造方法，通过提供基底，在基底上形成有金属栓塞作为下电极，在下电极上形成阻变功能层、上电极层和互连金属层，根据金属栓塞的位置，对互连金属层、上电极层、阻变功能层进行刻蚀，以使互连金属层、上电极层、阻变功能层和金属栓塞对准。由于本申请实施例中，互连金属层、上电极层和阻变功能层是一次性刻蚀的，因此可以实现这三个膜层的自对准，在技术上来说，即使这三个膜层的面积大于金属栓塞的面积，也不影响器件的实现，因此相比于现有技术中在上电极层上形成阻挡层，对阻挡层进行刻蚀，形成与金属栓塞对准的通孔，并在通孔中形成互连金属层来说，对准要求更低，因此提高了良品率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种阻变存储器的制造方法的流程图；图2-7为本申请实施例提供的一种阻变存储器的制备工艺中对应的结构示意图；图8为本申请实施例提供的一种阻变存储器中高低阻态分布示意图。具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本申请结合示意图进行详细描述，在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。现有的形成阻变存储器的方法中，可以在基底上形成下电极，其中下电极可以是金属栓塞，在下电极上形成阻变功能层和上电极，然后在上电极上形成绝缘层，再对绝缘层进行刻蚀，以形成和下电极对准的通孔，在该通孔中形成互连金属，这样，互连金属可以与外电路连接，以对阻变存储器进行供电。然而，专利技术人经过研究发现，对绝缘层进行刻蚀，以形成和下电极对准的通孔，在技术上较难实现，若通孔与下电极的对准出现误差，则可能导致器件失效，因此，器件的良品率较低。基于此，在本申请实施例中，提供了一种阻变存储器及其制造方法，通过提供基底，在基底上形成有金属栓塞作为下电极，在下电极上形成阻变功能层、上电极层和互连金属层，根据金属栓塞的位置，对阻变功能层、上电极层和互连金属层进行刻蚀，以使互连金属层、上电极层、阻变功能层和金属栓塞对准。在本申请实施例中，互连金属层、上电极层和阻变功能层是一次性刻蚀的，因此可以实现这三个膜层的自对准，在技术上来说，即使这三个膜层的面积大于金属栓塞的面积，也不影响器件的实现，因此相比于现有技术中在上电极上形成阻挡层，对阻挡层进行刻蚀，形成与金属栓塞对准的通孔，并在通孔中形成互连金属层来说，本申请实施例中对准要求更低，因此提高了良品率。下面结合附图对本申请实施例提供的一种阻变存储器及其制造方法进行详细的示例性说明，参考图1所示为本申请实施例提供的一种阻变存储器的制造方法的流程图，该方法包括：S101，提供基底。参考图2所示，为一种阻变存储器的制备工艺中对应的结构示意图，在基底110上形成有下电极111，其中，下电极111可以是金属栓塞，其中金属栓塞可以是钨塞。下电极111可以通过钝化层112本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻变存储器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：提供基底，所述基底上形成有金属栓塞作为下电极；在所述下电极上依次形成阻变功能层、上电极层和互连金属层；根据所述金属栓塞的位置，一次性对所述互连金属层、所述上电极层、所述阻变功能层进行刻蚀，以使所述互连金属层、所述上电极层、所述阻变功能层和所述金属栓塞对准。

【技术特征摘要】
1.一种阻变存储器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：提供基底，所述基底上形成有金属栓塞作为下电极；在所述下电极上依次形成阻变功能层、上电极层和互连金属层；根据所述金属栓塞的位置，一次性对所述互连金属层、所述上电极层、所述阻变功能层进行刻蚀，以使所述互连金属层、所述上电极层、所述阻变功能层和所述金属栓塞对准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻变功能层包括：HfO2、Al2O3、TaOx、TiOx中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属栓塞为钨塞。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上电极层为氮化钛层。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述互连金属层为铝层。6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，所述在所述下电极上依次形成阻变功能层、上电极层和互连金属层，包括：在所述下电极上依次形成阻变功能层和上电极层；对互连的金属栓塞上的阻变功能层和上电极层进行刻蚀，以包括所述互...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建峰，项金娟，刘卫兵，李俊峰，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11