非易失性存储装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种非易失性存储装置的制造方法，是电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法，与适合于微小铜布线形成的双金属镶嵌工艺之间的匹配性、且能够实现大容量及高集成化，其包括：形成电阻变化元件、接触孔（106）以及布线槽（108a）的工序；以及，以覆盖布线槽（108a）且不覆盖接触孔（106）的底面的方式，在层间绝缘层（102）以及（112）以及电阻变化层（104）上形成双向二极管元件的电流控制层（111）的工序。

Method for manufacturing nonvolatile memory device

The present invention provides a method for manufacturing nonvolatile memory device, a resistance change type manufacturing method of nonvolatile memory device, and the fit between the dual damascene process in small copper wiring formed by matching, and can achieve high capacity and high integration, which comprises: a resistance change element the contact hole (106) and the wiring groove (108a) process; and, to cover the wiring groove (108a) and does not cover the contact hole (106) in the bottom surface of the interlayer insulating layer (102) and (112) and (104) resistance change layer formed on the current bidirectional diode element control layer (111) process.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电阻变化型的，该电阻变化型的非易失性存储装置使用了通过施加电压脉冲而电阻值变化、且能够非易失性地保持其电阻值的电阻变化元件。
技术介绍
近年来，随着数字技术的进展，便携信息设备、信息家电等电子设备进一步高性能化。随着这些电子设备的高性能化，所使用的半导体元件的微小化以及高速化快速发展。其中，以闪存为代表的那种大容量的非易失性存储器的用途快速扩大。并且，作为替换该闪存的下一代的新型非易失性存储器，使用了所谓电阻变化元件的电阻变化型的非易失性存储装置的研究开发正在进行。在此，电阻变化元件是指如下元件:具有根据电信号而电阻值可逆地变化的性质，并且能够将与该电阻值对应的信息非易失性地存储的元件。作为搭载了该电阻变化元件的大容量非易失存储器的一个例子，提出有交叉点型的非易失性存储装置(交叉点存储器)。例如，在专利文献I中公开有作为存储部而使用了电阻变化膜、作为开关元件而使用了二极管元件的构成的非易失性存储装置。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2010/64340号
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在专利文献I记载的中，不能够实现与适合于微小铜布线形成的双金属镶嵌工艺之间的匹配性良好、且能够实现大容量及高集成化的电阻变化型的。本专利技术的目的在于提供电阻变化型的，与适合于微小铜布线形成的双金属镶嵌工艺之间的匹配性良好、且能够实现大容量及高集成化。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术一个方案的非易失性半导体存储装置的制造方法，是电阻变化型的，其特征在于，包括:在基板上形成多个条纹状的第一布线的工序；在上述多个第一布线上形成第一层间绝缘层的工序；形成贯通上述第一层间绝缘层并与上述第一布线连接的多个存储单元孔的工序；在上述存储单元孔中埋入电阻变化元件的至少一方的电极和电阻变化层的工序；在上述第一层间绝缘层上形成了第二层间绝缘层之后，形成贯通上述第一层间绝缘层以及上述第二层间绝缘层并与上述第一布线连接的接触孔的工序；形成贯通上述第二层间绝缘层并与上述接触孔以及上述电阻变化元件连接的上述布线槽的工序；以覆盖上述布线槽且不覆盖上述接触孔的底面的方式，在上述第一层间绝缘层、上述第二层间绝缘层以及上述电阻变化层上形成双向二极管元件的电流控制层的工序；以及在上述接触孔以及上述布线槽内，形成由成为上述双向二极管元件的上部电极的下层和由布线材料形成的上层构成的第二布线，由此形成与上述电阻变化元件连接的上述双向二极管元件和上述接触孔的接触插塞的工序。专利技术的效果根据本专利技术，能够实现电阻变化型的，与适合于微小铜布线形成的双金属镶嵌工艺之间的匹配性、且能够实现大容量及高集成化。附图说明图1A是表示本专利技术第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的平面图。图1B是表示本专利技术第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的截面图。图2是表示本专利技术第一实施方式的电阻变化型的的主要工序的截面图。图3是表示本专利技术第一实施方式的电阻变化型的的主要工序的截面图。图4是表示本专利技术第一实施方式的电阻变化型的的主要工序的截面图。图5A是对本专利技术第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的接触孔的开口和布线槽之间的位置关系进行详细说明的截面图。图5B是将本专利技术第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的一部分放大的截面图(将图5A的X部分放大的图)。图6A是对本专利技术第一实施方式的电阻变化型的的二极管元件的电流控制层的形成工序中的材料分子的飞来方向进行说明的平面图。图6B是对本专利技术第一实施方式的电阻变化型的的二极管元件的电流控制层的形成工序中的材料分子的飞来方向进行说明的截面图。图7是对本专利技术第一实施方式的电阻变化型的的二极管元件的电流控制层的形成工序的溅射方法进行说明的截面图。图8是对本专利技术第一实施方式的电阻变化型的的二极管元件的电流控制层的形成工序的溅射后的电流控制层的形状进行说明的截面图。图9A是对本专利技术第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的接触孔的开口和布线槽的构成进行说明的平面图。图9B是表示本专利技术第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的变形例的截面图。图1OA是对本专利技术第一实施方式的电阻变化型的的二极管元件的电流控制层的形成工序中的材料分子的飞来方向的变形例进行说明的平面图。图1OB是对本专利技术第一实施方式的电阻变化型的的二极管元件的电流控制层的形成工序中的材料分子的飞来方向的变形例进行说明的截面图。图1lA是表示本专利技术第二实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的截面图。图1lB是表示本专利技术第二实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的截面图。图12是表示本专利技术第二实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的平面图。图13A是表示本专利技术第二实施方式的电阻变化型的的主要工序的截面图。图13B是表示本专利技术第二实施方式的电阻变化型的的主要工序的截面图。图14是表示本专利技术第二实施方式的电阻变化型的的主要工序的截面图。图15是表示本专利技术的第二实施方式的电阻变化型的的主要工序的截面图。图16是表示本专利技术第二实施方式的电阻变化型的的二极管元件的电流控制层的形成工序的溅射角度与电流控制层的成膜状态之间的关系的截面图。图17是表示本专利技术第二实施方式的电阻变化型的的二极管元件的电流控制层的形成工序的溅射角度与电流控制层的成膜状态之间的关系的变形例的截面图。图18是表示本专利技术第二实施方式的电阻变化型的的主要工序的变形例的截面图。图19A是表示本专利技术的实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的截面图。图19B是表示本专利技术的实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的截面图。图20是表示本专利技术的实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的平面图。图21是表示本专利技术的实施方式的电阻变化型的的主要工序的截面图。图22是表示本专利技术的实施方式的电阻变化型的的主要工序的截面图。图23是表示本专利技术的实施方式的电阻变化型的的主要工序的截面图。图24A是表示本专利技术的实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的变形例的截面图。图24B是表示本专利技术的实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的变形例的截面图。图24C是表示本专利技术的实施方式的电阻变化型的的主要工序的变形例的截面图。图25A是表示现有例的电阻变化型的非易失性存储装置的截面图。图25B是表示现有例的电阻变化型的非易失性存储装置的截面图。图26是表示现有例的电阻变化型的非易失性存储装置的平面图。图27是表示现有例的电阻变化型的的主要工序的截面图。图28是表示现有例的电阻变化型的的主要工序的 截面图。具体实施例方式(作为本专利技术基础的见解)本专利技术人发现，“
技术介绍
”部分记载的专利文献I的会产生以下的问题。图25A以及图25B是表示专利文献I的电阻变化型的非易失性存储装置40的构成例的截面图，此外，图26是表示电阻变化型的非易失性存储装置的构成例的平面图。此夕卜，从箭头方向观察图26中的由IA表示的单点划线的截面的截面图相当于图25A，从箭头方向观察图26中的由IB表示的单点划线的截面的截面图相当于图25B。如图26的平面图所示那样，在相互平行地形成为条纹形状的多个第一电极101与相互平行地形成为条纹形状的多个第三电极109交叉的位置上，形成有存储单元孔103。如图25A以及图25B所示那样，专利文献I的电阻变化型的非易失性存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：空田晴之，三河巧，富永健司，辻清孝，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：