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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体,具体涉及一种存储器及其制备方法、电子设备。
技术介绍
1、可变电阻式存储器(resistive random access memory,rram)是一种新型的非易失性存储器,通过对可变电阻式存储器中的金属氧化物薄膜施加脉冲电压,进而产生大的电阻差值来存储数字信号“0”和数字信号“1”以存储数据,可变电阻式存储器具有消耗电力低、重写速度高以及结构简单等优点。
2、然而,传统的制备可变电阻式存储器的工艺制程异常复杂,导致制备的成本高且周期长,不利于规模化量产。
技术实现思路
1、本申请的目的之一是提供一种存储器及其制备方法、电子设备,至少能够解决将可变电阻式存储器嵌入到cmos中的流程复杂、制备成本高等问题,有利于规模化量产。为实现本申请的目的,本申请提供了如下的技术方案:
2、第一方面,本申请提供了一种存储器制备方法,包括:
3、提供衬底,衬底顶面包括介质层;
4、基于同一光罩同步形成沿靠近衬底顶面的第一方向贯穿介质层的第一通孔、存储孔;存储孔的平行于第一方向的截面为“t型”;
5、于第一通孔内形成导电结构后,于存储孔的内表面及底面形成顶面低于衬底顶面的第一电极,第一电极内包覆有牺牲层;
6、去除牺牲层后,于存储孔内形成覆盖第一电极的顶面及裸露表面的阻变层,阻变层的顶面低于衬底顶面;
7、于存储孔内形成覆盖阻变层顶面的第二电极。
8、上述实施例中的存储器制备方法,通过基
9、在一些实施例中,形成第一电极,包括:
10、采用原子层沉积工艺形成覆盖存储孔的内表面及底面的第一电极材料层;
11、于存储孔内填充牺牲层;
12、回刻牺牲层、第一电极材料层,得到顶面齐平且低于衬底顶面的第一电极、牺牲层。
13、上述实施例中的存储器制备方法,利用原子层沉积工艺的良好成膜厚度均一性,形成覆盖存储孔的内表面及底面的厚度均一的第一电极材料层,然后于存储孔内填充牺牲层,使得牺牲层与第一电极材料层共同填满存储孔,便于同步回刻牺牲层、第一电极材料层,得到顶面齐平且低于衬底顶面的第一电极、牺牲层,便于后续将牺牲层替换为阻变层后,得到覆盖第一电极的阻变层,并使得第一电极包覆阻变层的底面及部分侧壁,利用阻变层将第一电极、第二电极相互隔离,形成可变电阻式存储器。
14、在一些实施例中,牺牲层的平行于第一方向的截面为“t型”;形成阻变层,包括:
15、去除牺牲层后,于存储孔内填充阻变材料层;
16、回刻阻变材料层,得到覆盖第一电极的顶面及裸露表面,且顶面低于介质层顶面的阻变层。
17、上述实施例中的存储器制备方法,由于牺牲层的平行于第一方向的截面为“t型”,在去除牺牲层后,经由向存储孔内填充阻变材料层,再回刻阻变材料层,即可得到覆盖第一电极的顶面及裸露表面,且顶面低于介质层顶面的阻变层,从而在于阻变层顶面形成第二电极后,得到经由阻变层隔离的第一电极、第二电极,形成可变电阻式存储器,在没有因可变电阻式存储器的引入而增加体积的情况下,将可变电阻式存储器嵌入到介质层内,提高了半导体器件的集成度及电性能,且有利于规模化量产。
18、在一些实施例中,形成第一通孔、存储孔包括:
19、基于同一光罩于介质层顶面形成图形化光刻胶层,图形化光刻胶层包括第一开口及第二开口,第一开口用于定义第一通孔,第二开口用于定义存储孔;
20、基于图形化光刻胶层图形化介质层,形成位于介质层内的第一初始通孔及第二初始通孔;
21、刻蚀并增加第一初始通孔、第二初始通孔的开口,得到纵截面呈“t型”的第一通孔、存储孔。
22、在一些实施例中,衬底内包括间隔排布的第一晶体管、第二晶体管;第一通孔暴露出第一晶体管的栅极的顶面;存储孔暴露出第二晶体管的栅极的顶面。
23、在一些实施例中,介质层包括覆盖第一晶体管的栅极、第二晶体管的栅极的第一介电层,以及位于第一介电层顶面的第二介电层;基于图形化光刻胶层图形化介质层,包括:
24、以图形化光刻胶层为掩膜版,刻蚀介质层,在刻蚀到第一介电层时,过刻蚀至暴露出部分栅极。
25、第二方面,本申请实施例还提供一种存储器,包括:
26、衬底,衬底顶面包括介质层;衬底上包括沿靠近衬底顶面的第一方向贯穿介质层的导电结构、存储结构;导电结构、存储结构基于同一光罩形成;
27、其中,存储结构包括沿第一方向依次排布的第一电极、阻变层及第二电极;阻变层覆盖第一电极的顶面,第一电极包覆阻变层的部分侧壁及底面。
28、上述实施例中的存储器,通过基于同一光罩形成导电结构、可变电阻式存储器,可以在制备多个导电结构的过程中,将其中至少一个导电结构替换为可变电阻式存储器,在没有额外增加光罩设计及制备成本的情况下,将可变电阻式存储器嵌入到介质层内,避免因可变电阻式存储器的引入而导致半导体器件体积增加,提高了半导体器件的集成度及电性能,有利于规模化量产。
29、在一些实施例中,衬底内包括间隔排布的第一晶体管、第二晶体管;导电结构与第一晶体管的栅极电连接;存储结构与第二晶体管的栅极电连接。
30、在一些实施例中,导电结构的工艺制程先于存储结构的工艺制程。
31、第三方面,本申请实施例还提供一种电子设备,包括:
32、采用上述任一实施例中存储器制备方法制备而成的存储器;或
33、上述任一项所述的存储器。
34、上述实施例中的电子设备,包括上述任一项的存储器,通过基于同一光罩形成导电结构、可变电阻式存储器,可以在制备多个导电结构的过程中,将其中至少一个导电结构替换为可变电阻式存储器,在没有额外增加光罩设计及制备成本的情况下,将可变电阻式存储器嵌入到介质层内,避免因可变电阻式存储器的引入而导致半导体器件体积增加,提高了半导体器件的集成度及电性能,有利于规模化量产。
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1.一种存储器制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的存储器制备方法,其特征在于,形成所述第一电极,包括:
3.根据权利要求1所述的存储器制备方法,其特征在于,所述牺牲层的平行于所述第一方向的截面为“T型”;形成所述阻变层,包括:
4.根据权利要求1-3任一项所述的存储器制备方法,其特征在于,形成所述第一通孔、所述存储孔包括:
5.根据权利要求4所述的存储器制备方法,其特征在于,所述衬底内包括间隔排布的第一晶体管、第二晶体管;
6.根据权利要求5所述的存储器制备方法,其特征在于,所述介质层包括覆盖所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的栅极的第一介电层,以及位于所述第一介电层顶面的第二介电层;
7.一种存储器,其特征在于,包括:
8.根据权利要求7所述的存储器,其特征在于,所述衬底内包括间隔排布的第一晶体管、第二晶体管;
9.根据权利要求8所述的存储器,其特征在于,所述导电结构的工艺制程先于所述存储结构的工艺制程。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:
【技术特征摘要】
1.一种存储器制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的存储器制备方法,其特征在于,形成所述第一电极,包括:
3.根据权利要求1所述的存储器制备方法,其特征在于,所述牺牲层的平行于所述第一方向的截面为“t型”;形成所述阻变层,包括:
4.根据权利要求1-3任一项所述的存储器制备方法,其特征在于,形成所述第一通孔、所述存储孔包括:
5.根据权利要求4所述的存储器制备方法,其特征在于,所述衬底内包括间隔排布的第一晶体管、第二晶体管;<...
【专利技术属性】
技术研发人员:于海龙,赵朵朵,孟昭生,董信国,贾超超,
申请(专利权)人:上海积塔半导体有限公司,
类型:发明
国别省市:
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