[发明专利]电阻型随机存取存储单元制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及存储器领域，尤其是涉及一种电阻型随机存取存储单元制造方法。

【背景技术】

随着技术的发展，传统的NAND型闪存技术已经到达容量、功耗以及存取速度的瓶颈。

电阻型随机存取存储器(Resistance Switch Random Access Memory，RRAM)是一种新的非易失性随机存储器。其基本原理是利用特殊金属氧化物在阈值电压两侧表现出电阻突变的特性，来实现存储单元的0、1操作表示。RRAM具有更大的容量、更低的功耗以及更快的存取速度。

RRAM基本的存储单元包括两个金属层以及夹于金属层之间的电阻层，传统作为电阻层的材料为氧化钨(WO_x)。RRAM制程与传统的MOS工艺兼容，制程包括在底层金属上填充钨塞，对钨研磨后氧化，继而叠加上层金属。

然而上述工艺制程存在诸多问题，会使晶圆上电阻分布不均匀。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种电阻分布均匀的电阻型随机存取存储单元制造方法。

一种电阻型随机存取存储单元制造方法，包括以下步骤：在表面平整的第一金属层上形成电阻层；在所述电阻层上形成钝化层；刻蚀得到多个基本单元，所述基本单元包括依次叠加的第一金属层、电阻层以及钝化层；淀积绝缘介质层并作平坦化处理；刻蚀所述绝缘介质层及钝化层形成与所述基本单元对应的接触孔；在所述接触孔内填充金属连线；形成第二金属层。

优选地，所述在第一金属层上形成电阻层的步骤具体包括：在所述第一金属层上淀积电阻基材层；对所述电阻基材层氧化得到所述电阻基材层的氧化物，形成电阻层。

优选地，所述电阻基材层为钨金属层，所述电阻层为氧化钨层。

优选地，所述在电阻层上形成钝化层的步骤具体为采用化学气相沉积法在所述电阻层上淀积氮化物层。

优选地，所述第一金属层和第二金属层均为铝层。

上述制造方法，由于是首先在第一金属层上形成电阻层，而第一金属层可以简单地达到表面平整，因此形成电阻层时，特别是采用金属氧化法得到电阻层时，会得到均匀的电阻分布。

【附图说明】

图1为电阻型随机存取存储单元工作原理图；

图2为一实施例的电阻型随机存取存储单元制造方法流程图；

图3为层状结构示意图；

图4为形成多个基本单元的示意图；

图5为淀积绝缘介质层后的示意图；

图6为形成接触孔后的示意图；

图7为填充金属连线后的示意图；

图8为形成第二金属层后的示意图。

【具体实施方式】

如图1所示，为电阻型随机存取存储单元工作原理图。电阻型随机存取存储单元包括两个金属层及夹于两个金属层间的电阻层。加于两个金属层的脉冲电压会使电阻层的电阻率发生突变，得到两种完全不同大小的阻值。

电阻型随机存储器包括大量的图1所示的电阻型随机存取存储单元，每一个存储单元具有两种可表示0和1的状态，因此可以用来存储数据。

如图2所示，为一实施例的电阻型随机存取存储单元制造方法流程图。该方法包括以下步骤：

S110：在表面平整的第一金属层上形成电阻层。如图3所示，第一金属层10表面平整，且其上叠加电阻层20。第一金属层10优选为铝层，电阻层20为特殊的金属氧化物，如氧化钨、氧化镍等，电阻层20具有在阈值电压两侧表现出电阻突变的特性。本实施例中，电阻层20优选为氧化钨。

步骤S110的具体步骤包括：

在第一金属层10上淀积电阻基材层。电阻基材层是用于形成特殊金属氧化物的金属，例如钨(W)、镍(Ni)等。

对所述电阻基材层氧化得到所述电阻基材层的氧化物，形成电阻层。即形成氧化钨(WOx)、氧化镍(NiO)等。

S120：在所述电阻层上形成钝化层。如图3所示，钝化层30层叠于电阻层20之上，为保护层，用于保护电阻层20。本实施例的钝化层30优选为氮化物层，采用化学气相沉积法形成。

S130：刻蚀得到多个基本单元，所述基本单元包括依次叠加的第一金属层、电阻层以及钝化层。图3所示的层状结构经过掩膜光刻，得到如图4所示的多个基本单元40。基本单元40同图3的层状结构一样包括依次叠加的第一金属层10、电阻层20以及钝化层30。