System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 半导体元件及其制造方法技术_技高网

半导体元件及其制造方法技术

技术编号:44893993 阅读:4 留言:0更新日期:2025-04-08 00:33
本发明专利技术公开一种半导体元件及其制造方法,其中该半导体元件包括电阻式存储器(RRAM)元件、双镶嵌结构以及间隔件。双镶嵌结构设置于RRAM元件旁,间隔件设置于RRAM元件的侧壁上。RRAM元件包括下电极、金属氧化物层与上电极。金属氧化物层配置于下电极上,上电极设置于金属氧化物层上。双镶嵌结构包括通孔与设置于通孔上的导线,其中导线的顶部与RRAM元件中的上电极的顶部共平面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体元件及其制造方法,且尤其涉及一种同时形成电阻式存储器(rram)元件与互连的半导体元件及其制造方法。


技术介绍

1、rram元件是一种非易失性存储器的类型,具有小的存储单元尺寸、超高速操作、低功率操作、高耐久性等特性,因此成为近年来广为研究的一种非易失性存储器。然而,rram元件在制作过程需要至少三道光掩模工艺。而且,rram元件的工艺目前并没有与双镶嵌结构的工艺整合的研究。


技术实现思路

1、本专利技术是针对一种半导体元件,能以较少的光掩模工艺制作出rram元件与双镶嵌结构。

2、本专利技术还针对一种半导体元件的制造方法,能整合rram元件的工艺与双镶嵌结构的工艺。

3、根据本专利技术的实施例,一种半导体元件包括电阻式存储器(rram)元件、双镶嵌结构以及间隔件(spacer)。双镶嵌结构设置于rram元件旁,间隔件设置于rram元件的侧壁上。rram元件包括下电极、金属氧化物层与上电极。金属氧化物层配置于下电极上,上电极设置于金属氧化物层上。双镶嵌结构包括通孔与设置于通孔上的导线,其中导线的顶部与rram元件中的上电极的顶部共平面。

4、在根据本专利技术的实施例的半导体元件中,间隔件的顶部也可与rram元件的上电极的顶部共平面。

5、在根据本专利技术的实施例的半导体元件中,间隔件的顶部可与导线的顶部共平面。

6、在根据本专利技术的实施例的半导体元件中,在剖面图中,上述间隔件的形状为矩形。

7、在根据本专利技术的实施例的半导体元件中,在剖面图中,位于上述rram元件的右侧的间隔件的厚度不同于位于上述rram元件的左侧的所述间隔件的厚度。

8、在根据本专利技术的实施例的半导体元件中,金属氧化物层是u形。

9、在根据本专利技术的实施例的半导体元件中,下电极的底面和双镶嵌结构的底部共平面。

10、在根据本专利技术的实施例的半导体元件中,下电极的材料可为钛,金属氧化物层的材料可为氧化铪,且上电极的材料可为氮化钛。

11、根据本专利技术的实施例,一种半导体元件的制造方法包括在具有金属层的衬底上形成一电介质层,并在所述电介质层中形成开口,以暴露金属层;然后在开口的侧壁上形成间隔件,在开口的底部形成下电极;保角地形成一金属氧化物层在下电极上,而后在金属氧化物层上形成上电极并填充开口;在开口旁的电介质层中形成具有孔洞和沟槽的双镶嵌孔,再用导电材料填充双镶嵌孔,接着执行平坦化工艺,以同时去除部分导电材料和部分上电极。

12、在根据本专利技术的另一实施例的制造方法中,形成上述间隔件的方法包括先以氮化物层填充上述开口,再在电介质层上形成一图案化掩模,并暴露出部分氮化物层,然后以上述图案化掩模作为蚀刻掩模,蚀刻暴露出的部分氮化物层,直至暴露出上述金属层。

13、在根据本专利技术的另一实施例的制造方法中,形成上述间隔件的方法包括在上述开口的内表面保角地沉积氮化物层,再回蚀刻氮化物层,直至暴露出上述金属层。

14、在根据本专利技术的另一实施例的制造方法中,形成上电极的步骤包括在开口以外的电介质层上方形成有多余部分。形成上述双镶嵌孔的方法包括图案化电介质层上方的所述多余部分,以形成第一图案化掩模。以所述第一图案化掩模作为蚀刻掩模来蚀刻电介质层,以在电介质层中形成沟槽,然后在沟槽中形成第二图案化掩模,以暴露部分电介质层。以所述第二图案化掩模作为蚀刻掩模来蚀刻电介质层,以在沟槽下方的电介质层中形成孔洞。

15、在根据本专利技术的另一实施例的制造方法中,形成上述下电极的方法包括以导电层填充上述开口,平坦化所述导电层,再回蚀刻所述导电层。

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【技术保护点】

1.一种半导体元件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,所述间隔件的顶部与所述电阻式存储器元件的所述上电极的顶部共平面。

3.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,所述间隔件的顶部与所述导线的顶部共平面。

4.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,在剖面图中,所述间隔件的形状为矩形。

5.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,在剖面图中,位于所述电阻式存储器元件的右侧的所述间隔件的厚度不同于位于所述电阻式存储器元件的左侧的所述间隔件的厚度。

6.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,所述金属氧化物层是U形。

7.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,所述下电极的底面和所述双镶嵌结构的底部共平面。

8.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,所述下电极的材料包括钛,所述金属氧化物层的材料包括氧化铪,且所述上电极的材料包括氮化钛。

9.一种半导体元件的制造方法,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的半导体元件的制造方法,其特征在于,形成所述间隔件的方法包括:

11.根据权利要求9所述的半导体元件的制造方法,其特征在于,形成所述间隔件的方法包括:

12.根据权利要求9所述的半导体元件的制造方法,其特征在于,形成所述上电极的步骤包括在所述开口以外的所述电介质层上方有多余部分,且形成所述双镶嵌孔的方法包括:

13.根据权利要求9所述的半导体元件的制造方法,其特征在于,形成所述下电极的方法包括:

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【技术特征摘要】

1.一种半导体元件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,所述间隔件的顶部与所述电阻式存储器元件的所述上电极的顶部共平面。

3.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,所述间隔件的顶部与所述导线的顶部共平面。

4.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,在剖面图中,所述间隔件的形状为矩形。

5.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,在剖面图中,位于所述电阻式存储器元件的右侧的所述间隔件的厚度不同于位于所述电阻式存储器元件的左侧的所述间隔件的厚度。

6.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,所述金属氧化物层是u形。

7.根据权利要求1所述的半导体元件,其特征在于,所述下电极的底面和所...

【专利技术属性】
技术研发人员:王温壬叶宇寰王泉富
申请(专利权)人:联华电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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