本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，尤其涉及一種電阻式存儲器(resistive?memory)結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、電阻式存儲器器件具備低功耗與高速運(yùn)作的潛在優(yōu)勢，因此非常適合作為下一世代的存儲器器件。然而，如何進(jìn)一步地提升電阻式存儲器器件的可靠度與數(shù)據(jù)保存能力為不斷努力的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種電阻式存儲器結(jié)構(gòu)及其制造方法，其可提升電阻式存儲器器件的可靠度與數(shù)據(jù)保存能力。

2、本發(fā)明提出一種電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，包括襯底、介電層、導(dǎo)電插塞(conductiveplug)、電阻式存儲器器件、間隔件(spacer)與保護(hù)層。介電層位于襯底上。導(dǎo)電插塞位于介電層中。導(dǎo)電插塞具有位于介電層的外部的突出部。電阻式存儲器器件位于導(dǎo)電插塞上。電阻式存儲器器件包括第一電極、可變電阻層(variable?resistance?layer)與第二電極。第一電極位于導(dǎo)電插塞上。可變電阻層位于第一電極上。第二電極位于可變電阻層上。間隔件位于電阻式存儲器器件的側(cè)壁上。保護(hù)層位于突出部的側(cè)壁上以及第一電極與介電層之間。

3、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電插塞的頂面可高于介電層的頂面。

4、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電插塞的頂面與保護(hù)層的頂面可為共平面。

5、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，保護(hù)層可直接接觸第一電極、介電層與突出部。

6、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，間隔件可直接接觸第一電極、可變電阻層與第二電極。

7、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，間隔件還可直接接觸保護(hù)層。

8、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，間隔件可完全覆蓋第一電極的側(cè)壁。

9、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，間隔件可完全覆蓋可變電阻層的側(cè)壁。

10、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，間隔件的頂部可低于第二電極的頂面。

11、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，第一電極的材料例如是鈦。

12、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，可變電阻層的材料例如是氧化鉭(tao)或氧化鉿。

13、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，第二電極的材料例如是鈦。

14、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，間隔件的材料例如是氮化硅。

15、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)中，保護(hù)層的材料例如是氮化硅。

16、本發(fā)明提出一種電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟。提供襯底。在襯底上形成介電層。在介電層中形成導(dǎo)電插塞。導(dǎo)電插塞具有位于介電層的外部的突出部。在導(dǎo)電插塞上形成電阻式存儲器器件。電阻式存儲器器件包括第一電極、可變電阻層與第二電極。第一電極位于導(dǎo)電插塞上?？勺冸娮鑼游挥诘谝浑姌O上。第二電極位于可變電阻層上。在電阻式存儲器器件的側(cè)壁上形成間隔件。在突出部的側(cè)壁上以及第一電極與介電層之間形成保護(hù)層。

17、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法中，導(dǎo)電插塞的形成方法可包括以下步驟。在介電層上形成保護(hù)材料層。在保護(hù)材料層與介電層中形成開口。在保護(hù)材料層上與開口中形成導(dǎo)電層。移除位于開口的外部的導(dǎo)電層，而形成導(dǎo)電插塞。

18、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法中，位于開口的外部的導(dǎo)電層的移除方法例如是化學(xué)機(jī)械拋光(chemical?mechanical?polishing，cmp)法。

19、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法中，間隔件與保護(hù)層的形成方法可包括以下步驟。在電阻式存儲器器件與保護(hù)材料層上形成間隔件材料層。對間隔件材料層與保護(hù)材料層進(jìn)行回刻蝕工藝(etch?back?process)，而形成間隔件與保護(hù)層。

20、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法中，回刻蝕工藝?yán)缡歉墒娇涛g工藝。

21、依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法中，保護(hù)層可直接接觸第一電極、介電層與突出部。

22、基于上述，在本發(fā)明所提出的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)及其制造方法中，保護(hù)層位于突出部的側(cè)壁上以及第一電極與介電層之間，由此可防止介電層中的離子(如，氧離子)擴(kuò)散到第一電極與可變電阻層中，進(jìn)而提升電阻式存儲器器件的可靠度與數(shù)據(jù)保存能力。

23、為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

技術(shù)特征：

1.一種電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電插塞的頂面高于所述介電層的頂面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電插塞的頂面與所述保護(hù)層的頂面為共平面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保護(hù)層直接接觸所述第一電極、所述介電層與所述突出部。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述間隔件直接接觸所述第一電極、所述可變電阻層與所述第二電極。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述間隔件還直接接觸所述保護(hù)層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述間隔件完全覆蓋所述第一電極的側(cè)壁。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述間隔件完全覆蓋所述可變電阻層的側(cè)壁。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述間隔件的頂部低于所述第二電極的頂面。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一電極的材料包括鈦。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述可變電阻層的材料包括氧化鉭或氧化鉿。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二電極的材料包括鈦。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述間隔件的材料包括氮化硅。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保護(hù)層的材料包括氮化硅。

15.一種電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述導(dǎo)電插塞的形成方法包括：

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，位于所述開口的外部的所述導(dǎo)電層的移除方法包括化學(xué)機(jī)械拋光法。

18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述間隔件與所述保護(hù)層的形成方法包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述回刻蝕工藝包括干式刻蝕工藝。

20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電阻式存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述保護(hù)層直接接觸所述第一電極、所述介電層與所述突出部。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種電阻式存儲器結(jié)構(gòu)及其制造方法。上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)包括襯底、介電層、導(dǎo)電插塞、電阻式存儲器器件、間隔件與保護(hù)層。介電層位于襯底上。導(dǎo)電插塞位于介電層中。導(dǎo)電插塞具有位于介電層的外部的突出部。電阻式存儲器器件位于導(dǎo)電插塞上。電阻式存儲器器件包括第一電極、可變電阻層與第二電極。第一電極位于導(dǎo)電插塞上?？勺冸娮鑼游挥诘谝浑姌O上。第二電極位于可變電阻層上。間隔件位于電阻式存儲器器件的側(cè)壁上。保護(hù)層位于突出部的側(cè)壁上以及第一電極與介電層之間。上述電阻式存儲器結(jié)構(gòu)可提升電阻式存儲器器件的可靠度與數(shù)據(jù)保存能力。

技術(shù)研發(fā)人員：王溫壬,葉宇寰,王泉富
受保護(hù)的技術(shù)使用者：聯(lián)華電子股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6