包括电阻存储层的半导体器件及制造其的方法技术

一种半导体器件制造方法，包括：在电阻存储层上顺序地形成界面导电层和刻蚀停止层；在刻蚀停止层上形成主导电层；通过图案化主导电层来暴露刻蚀停止层的一部分；通过图案化刻蚀停止层的所述一部分来暴露界面导电层的一部分；通过图案化界面导电层的所述一部分来形成上电极结构；清洗上电极结构的表面以及电阻存储层的暴露表面；以及使用上电极结构作为刻蚀掩膜来图案化电阻存储层。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2015年6月8日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0080657号韩国申请的优先权，该韩国申请通过引用整体合并于此。
各种实施例总体涉及一种半导体器件及制造其的方法，更具体地，涉及一种包括电阻存储层的半导体器件及制造该半导体器件的方法。
技术介绍
增大半导体器件集成度需要在有限量的衬底面积中将存储单元的数目最大化。实现其的一种方法为构建具有垂直沟道的垂直晶体管。具有电阻存储层的可变电阻存储器件使用垂直晶体管作为访问元件(access element)。电阻存储层位于垂直晶体管之上。可变电阻存储器件中的存储单元的操作特性依赖于存储单元维度。因此，需要存储单元均匀性尤其是电阻存储层均匀性以生产高质量的存储器件。
技术实现思路
根据示例性实施例，提供了一种制造半导体器件的方法。该方法可以包括：在电阻存储层上顺序地形成界面导电层和刻蚀停止层；在刻蚀停止层上形成主导电层；通过图案化主导电层来暴露刻蚀停止层的一部分；通过图案化刻蚀停止层的所述一部分来暴露界面导电层的一部分；通过图案化界面导电层的所述一部分来形成上电极结构；清洗上电极结构的表面以及电阻存储层的暴露表面；以及使用上电极结构作为刻蚀掩膜来图案化电阻存储层。根据示例性实施例，提供了一种制造半导体器件的方法。该方法可以包括：在下电极上形成电阻存储层；在电阻存储层上形成阻挡层，阻挡层包括界面导电层和刻蚀停止层；在阻挡层上形成导电层；通过图案化所述导电层直到刻蚀停止层被暴露来形成上电极；通过使用上电极作为刻蚀掩膜而图案化刻蚀停止层来形成刻蚀停止层图案；通过去除界面导电层的暴露部分来形成包括界面导电层图案和刻蚀停止层图案的阻挡层图案；以及通过使用上电极和阻挡层图案作为刻蚀掩膜而刻蚀电阻存储层来形成电阻存储层图案。此时，还可以在碳层与主导电层之间设置导电粘合层。根据示例性实施例，提供了一种半导体器件。该半导体器件可以包括下电极、电阻
存储层和上电极。电阻存储层可以形成在下电极上。上电极可以形成在电阻存储层上。上电极可以包括顺序地层叠的导电层、碳层和主导电层。根据示例性实施例，可以提供一种半导体器件。半导体器件可以包括下电极、电阻存储层、上电极和阻挡层。电阻存储层可以形成在下电极上。上电极可以形成在电阻存储层上。阻挡层可以设置在电阻存储层与上电极之间。阻挡层可以包括第一导电层、碳层和第二导电层。附图说明通过以下结合附图进行的详细描述，可以更详细地理解示例性实施例。图1至图19表示如本文中所描述的非限制性的、示例性实施例。图1至图12是图示根据示例性实施例的制造半导体器件的方法的剖视图；图13是图示根据示例性实施例的包括电阻存储层的半导体器件的剖视图；图14和图15是图示根据示例性实施例的包括电阻存储层的半导体器件的透视图；图16是图示根据示例性实施例的包括电阻存储层的半导体器件的剖视图；图17是图示根据示例性实施例的微处理器的框图；图18是图示根据示例性实施例的处理器的框图；以及图19是图示根据示例性实施例的系统的框图。具体实施方式在下文中，将参照附图来更充分地描述各种示例性实施例，其中，附图示出了一些示例性实施例。然而，本专利技术可以以许多不同的形式来实施，而不应当被解释为局限于本文中阐述的示例性实施例。相反地，这些实施例被提供使得本公开将彻底且完整，且这些实施例将把本专利技术的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中，可以为了清楚而夸大部件的大小和相对大小以及层的厚度。将理解的是，当元件或层被称作“在”另一个元件或层“上”、“连接至”或“耦接至”另一元件或层时，其可以直接在所述另一元件或层上、直接连接至或耦接至所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。与此相反，当元件被称作“直接在”另一个元件或层“上”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一个元件或层时，不存在中间元件或层。相同的附图标记始终指代相同的元件。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任意组合和全部组合。将理解的是，尽管在本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组
件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅被用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离本专利技术的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称作第二元件、组件、区域、层或部分。在本文中使用诸如“在…之下”、“在…下面”、“下”、“在…之上”、“上”等的空间相对术语，来描述如图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解的是，除图中描述的方位之外，空间相对术语还意在包括设备在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为“在”其他元件或特征“下面”或“之下”的元件然后将被定位为“在”所述其他元件或特征“之上”。因此，示例性术语“在…下面”可以包括在…之上和在…下面两种方位。设备可以被另外定位(例如，旋转90度或在其他方位)，且本文中使用的空间相对描述符被相应地解释。本文中使用的术语仅用于描述特定示例性实施例，而非意在限制本专利技术。如本文中所使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或其变型说明存在陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和\\或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其他组件、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。在本文中，参照作为理想示例性实施例(和中间结构)的示意图的剖视图来描述示例性实施例。这样，将预期出现由例如制造技术和/或公差导致的示图的形状的变化。因此，示例性实施例不应当被解释为局限于本文中示出的区域的特定形状，而应当包括由例如制造所导致的形状上的偏差。例如，被示出为矩形的注入区域在其边缘处通常将具有圆形或弯曲的特征和/或注入浓度的梯度，而非从注入区域至非注入区域的突然改变。同样地，通过注入形成的掩埋区可以导致在掩埋区与注入发生的表面之间的区域。因此，图中示出的区域实质上是示意性的，并且它们的形状并非意在图示设备的区域的实际形状，且并非意在限制本专利技术的范围。除非另外限定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域的技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非在本文中清楚地限定，否则术语(诸如在通用词典中定义的术语)应当被解释为具有与相关领域的环境中它们的意思一致的意思，而将不以理想或过于正式的含义来解释。在下文中，将参照附图来详细地解释示例性实施例。图1至图12是图示根据示例性实施例的制造半导体器件的方法的剖视图。参见图1，可以在半导体衬底100的上表面上形成电阻存储层110。电阻存储层110可以包括相可变层。相可变层可以包括含锗、锑和碲的硫族化物(GST)。半导体衬底100可以包括访问器件(access device)和下电极(未示出)。可以在电阻存储层110的上表面上形成第一导电层115。第一导电层115可以具有范围从大约到大约的厚度。第一导电层115可以包括W、Cu、TiN、TaN、WN、MoN、NbN、TiSiN、TiAlN、TiBN、ZrSiN、WSiN、WBN、ZrAlN、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：在电阻存储层上顺序地形成界面导电层和刻蚀停止层；在刻蚀停止层上形成主导电层；通过图案化主导电层来暴露刻蚀停止层的一部分；通过图案化刻蚀停止层的所述一部分来暴露界面导电层的一部分；通过图案化界面导电层的所述一部分来形成上电极结构；清洗上电极结构的表面以及电阻存储层的暴露表面；以及使用上电极结构作为刻蚀掩膜来图案化电阻存储层。

【技术特征摘要】
2015.06.08 KR 10-2015-00806571.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：在电阻存储层上顺序地形成界面导电层和刻蚀停止层；在刻蚀停止层上形成主导电层；通过图案化主导电层来暴露刻蚀停止层的一部分；通过图案化刻蚀停止层的所述一部分来暴露界面导电层的一部分；通过图案化界面导电层的所述一部分来形成上电极结构；清洗上电极结构的表面以及电阻存储层的暴露表面；以及使用上电极结构作为刻蚀掩膜来图案化电阻存储层。2.如权利要求1所述的方法，其中，界面导电层与主导电层中的一种或更多种包含从W、Cu、TiN、TaN、WN、MoN、NbN、TiSiN、TiAlN、TiBN、ZrSiN、WSiN、WBN、ZrAlN、MoSiN、MoAlN、TaSiN、TaAlN、Ti、Mo、Ta、TiSi、TaSi、TiW、TiON、TiAlON、WON和TaON中选择的一种或更多种。3.如权利要求2所述的方法，其中，图案化主导电层的步骤包括：使用包括Cl和/或F的刻蚀气体来干法刻蚀主导电层。4.如权利要求1所述的方法，其中，刻蚀停止层包含碳。5.如权利要求4所述的方法，其中，图案化刻蚀停止层的所述一部分的步骤包括：使用包括N2/H2和/或N2/O2/Ar的刻蚀气体来干法刻蚀刻蚀停止层的所述一部分。6.如权利要求1所述的方法，其中，使用具有大约6.5至大约7.0的pH的缓冲氧化物刻蚀剂BOE化学品和/或按重量计包括大约0.1％至大约5％的有机酸且具有大约3至大约7的pH的化学品来执行清洗上电极结构的表面以及电阻存储层的表面的步骤。7.如权利要求1所述的方法，其中，图案化界面导电层的所述一部分的步骤包括：氧化界面导电层的暴露部分，其中，清洗上电极结构的表面以及电阻存储层的表面的步骤包括：去除界面导电层的被氧化部分，以及其中，清洗上电极结构的表面以及电阻存储层的表面的步骤去除在图案化主导电层的步骤、图案化刻蚀停止层的所述一部分的步骤以及图案化界面导电层的所述一部分的步骤中产生的副产物。8.如权利要求7所述的方法，其中，氧化界面导电层的暴露部分的步骤包括：使用臭氧水来湿法氧化界面导电层。9.如权利要求7所述的方法，其中，氧化界面导电层的暴露部分的步骤包括：使用等离子体来干法氧化界面导电层。10.如权利要求7所述的方法，其中，清洗上电极结构的表面以及电阻存储层的表面的步骤通过具有大约6.5至大约7.0的pH的缓冲氧化物刻蚀剂BOE化学品和/或具有大约10至大约12的pH的NH4化学品来去除界面导电层的被氧化部分以及所述副产物。11.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：形成作为刻蚀停止层与主导电层之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金奎显，金大原，李秉起，曹汉宇，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR