一种阻式存储器及其制作方法技术

本申请公开了一种阻式存储器及其制作方法，包括在底电路层的上表面依次沉积底电极层和硬掩膜层；采用反应离子刻蚀方式刻蚀硬掩膜层，得到图形化硬掩膜层；以图形化硬掩膜层作为掩膜，采用离子束刻蚀方式刻蚀底电极层，形成预处理底电极；底电极层未被刻穿；在预处理底电极上形成电极介质侧壁层；刻蚀电极介质侧壁层并刻穿电极层未被刻穿的区域，形成底电极；在底电极的上表面依次形成存储单元层和顶电路层，得到阻式存储器。本申请用反应离子刻蚀和离子束刻蚀相结合的方式制作底电极，解决制作小尺寸底电极过程中对设备的严格要求，能够在工艺设备或尺寸控制水平不佳情况下，满足阻式存储器对底电极的苛刻要求，降低制作难度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种阻式存储器及其制作方法


[0001]本申请涉及存储器领域，特别是涉及一种阻式存储器及其制作方法。

技术介绍

[0002]磁性随机存储器(Magnetic Random Access Memory，MRAM)、阻变式存储器(Resistive Random Access Memory，RRAM)等阻式存储器在制作过程中，普遍采用离子束刻蚀方式对存储单元进行刻蚀，为减小刻蚀过程中引起的反溅及保证主刻蚀后清洗充分，底电极需要在尺寸足够小的情况下有足够的高度。底部通过底电极与下导电层形成互联，底电极的形貌极大地限制了存储单元刻蚀后的过刻蚀工艺和侧壁清洗工艺。因为当存储单元刻蚀使用充足的过刻蚀和侧壁清洗，如果底电极尺寸过大且高度不够，将会接触到下层的金属连线，造成金属污染、刻蚀反溅以及器件性能衰减。因此，底电极的顶部关键尺寸不大于存储单元底部关键尺寸，且高度大于存储单元过刻量，即底电极需要具有较高的深宽比。
[0003]目前，在制备高深宽比的底电极时，在底电路层上沉积光刻胶，并对光刻胶进行曝光显影，然后在显影后形成的凹槽中沉积金属形成底电极。为了满足高深宽比的要求，对设备性能，如光刻、刻蚀和薄膜，提出极高的要求，导致制备难度很大，不易满足对底电极的要求。
[0004]因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种阻式存储器及其制作方法，以在制备高深宽比的底电极时降低对设备的要求，简化制作难度。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供一种阻式存储器制作方法，包括：
[0007]在底电路层的上表面依次沉积底电极层和硬掩膜层；
[0008]采用反应离子刻蚀方式刻蚀所述硬掩膜层，得到图形化硬掩膜层；
[0009]以所述图形化硬掩膜层作为掩膜，采用离子束刻蚀方式刻蚀所述底电极层，形成预处理底电极；所述底电极层未被刻穿；
[0010]在所述预处理底电极上形成电极介质侧壁层；
[0011]刻蚀所述电极介质侧壁层并刻穿所述电极层未被刻穿的区域，形成底电极；
[0012]在所述底电极的上表面依次形成存储单元层和顶电路层，得到阻式存储器。
[0013]可选的，所述采用离子束刻蚀方式刻蚀所述底电极层形成预处理底电极之后，还包括：
[0014]氧化所述预处理底电极的外表面形成氧化层；
[0015]相应的，在所述预处理底电极上形成电极介质侧壁层包括：
[0016]在所述预处理底电极的所述氧化层上形成电极介质侧壁层。
[0017]可选的，所述氧化所述预处理底电极的外表面形成氧化层包括：
[0018]使用过氧化物溶液对所述预处理底电极的外表面进行氧化，形成所述氧化层。
[0019]可选的，所述氧化所述预处理底电极的外表面形成氧化层包括：
[0020]在刻蚀腔体内将气体电离出等离子体，并用所述等离子体对所述预处理底电极的外表面进行氧化，形成所述氧化层；其中，所述气体为氧气，或者，氧气和惰性气体的混合气体。
[0021]可选的，所述氧化所述预处理底电极的外表面形成氧化层包括：
[0022]在高温的环境下，在去胶设备内将气体电离出等离子体，并用所述等离子体对所述预处理底电极的外表面进行氧化，形成所述氧化层；其中，所述气体为氧气，或者，氧气和惰性气体的混合气体。
[0023]可选的，当所述底电路层与所述底电极连接处为铜导电体，刻蚀所述电极介质侧壁层并刻穿所述电极层未被刻穿的区域形成底电极时，控制所述底电极下表面的关键尺寸大于所述铜导电体上表面的尺寸。
[0024]可选的，在所述底电极的上表面形成存储单元层时，在所述底电极上回填介质材料形成介质层时，所述介质层为氮化硅和二氧化硅双层结构。
[0025]可选的，当所述底电路层与所述底电极连接处为非铜导电体，刻蚀所述电极介质侧壁层并刻穿所述电极层未被刻穿的区域形成底电极时，控制所述底电极下表面的关键尺寸小于或大于或等于所述非铜导电体上表面的尺寸。
[0026]可选的，所述底电极上表面的关键尺寸不大于所述存储单元层下表面的尺寸。
[0027]本申请还提供一种阻式存储器，所述阻式存储器采用上述任一种所述的阻式存储器制作方法制得。
[0028]本申请所提供的一种阻式存储器制作方法，包括：在底电路层的上表面依次沉积底电极层和硬掩膜层；采用反应离子刻蚀方式刻蚀所述硬掩膜层，得到图形化硬掩膜层；以所述图形化硬掩膜层作为掩膜，采用离子束刻蚀方式刻蚀所述底电极层，形成预处理底电极；所述底电极层未被刻穿；在所述预处理底电极上形成电极介质侧壁层；刻蚀所述电极介质侧壁层并刻穿所述电极层未被刻穿的区域，形成底电极；在所述底电极的上表面依次形成存储单元层和顶电路层，得到阻式存储器。
[0029]可见，本申请在制作阻式存储器中的底电极时，在底电极层上沉积一层硬掩膜层，采用反应离子刻蚀方式对硬掩膜层进行图形化处理，然后在图形化硬掩膜层的保护下，利用离子束刻蚀方式对底电极层进行刻蚀但不将底电极层刻穿，得到预处理底电极，在预处理底电极上形成电极介质侧壁层之后再次进行刻蚀，将电极层未被刻穿的区域刻穿，得到还不相连的底电极，本申请中采用反应离子刻蚀方式和离子束刻蚀方式相结合的方式制作底电极，解决制作小尺寸底电极过程中对设备的严格要求，能够在工艺设备或尺寸控制水平不佳情况下，满足阻式存储器对底电极的苛刻要求，降低制作难度。
[0030]此外，本申请还提供一种阻式存储器。
附图说明
[0031]为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根
据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本申请实施例所提供的一种阻式存储器制作方法的流程图；
[0033]图2至图13为本申请实施例所提供的一种阻式存储器制作方法的工艺流程图；
[0034]图14为本申请实施例所提供的另一种阻式存储器制作方法的流程图；
[0035]图15至图24为本申请实施例所提供的另一种阻式存储器制作方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0036]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0037]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术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专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0038]正如
技术介绍
部分所述，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻式存储器制作方法，其特征在于，包括：在底电路层的上表面依次沉积底电极层和硬掩膜层；采用反应离子刻蚀方式刻蚀所述硬掩膜层，得到图形化硬掩膜层；以所述图形化硬掩膜层作为掩膜，采用离子束刻蚀方式刻蚀所述底电极层，形成预处理底电极；所述底电极层未被刻穿；在所述预处理底电极上形成电极介质侧壁层；刻蚀所述电极介质侧壁层并刻穿所述电极层未被刻穿的区域，形成底电极；在所述底电极的上表面依次形成存储单元层和顶电路层，得到阻式存储器。2.如权利要求1所述的阻式存储器制作方法，其特征在于，所述采用离子束刻蚀方式刻蚀所述底电极层形成预处理底电极之后，还包括：氧化所述预处理底电极的外表面形成氧化层；相应的，在所述预处理底电极上形成电极介质侧壁层包括：在所述预处理底电极的所述氧化层上形成电极介质侧壁层。3.如权利要求2所述的阻式存储器制作方法，其特征在于，所述氧化所述预处理底电极的外表面形成氧化层包括：使用过氧化物溶液对所述预处理底电极的外表面进行氧化，形成所述氧化层。4.如权利要求2所述的阻式存储器制作方法，其特征在于，所述氧化所述预处理底电极的外表面形成氧化层包括：在刻蚀腔体内将气体电离出等离子体，并用所述等离子体对所述预处理底电极的外表面进行氧化，形成所述氧化层；其中，所述气体为氧气，或者，氧气和惰性气体的混合气体。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：于志猛，何世坤，
申请(专利权)人：浙江驰拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：