[发明专利]阻变式存储器单元的制造方法

说明书

本公开涉及阻变式存储器单元的制造方法。一种氧化物基直接存取阻变式存储型非易失存储器，其在集成电路的互连部内包括存储平面，存储平面包括在垂直的第一和第二方向(X，Y)上延伸的电容性存储单元(CEL)且每个存储单元(CEL)均包括第一电极(BE)、电介质区(MOX)和第二电极(TE)。存储平面(PM)包括：形成所述第一电极的正方形或矩形的导电焊垫；所述电介质层(MOX)和第二导电层(CC2)的所述堆叠结构，所述堆叠结构在第一方向(X)上覆盖所述焊垫，且在第二方向(Y)上形成在所述焊垫之上和之间延伸的导电条带(BDY)；第二电极(TE)由面对所述焊垫的所述第二条带(BDY)的区域形成。

技术领域

本发明的实施例和制造方法涉及阻变式存储器类型的非易失性存储器。

背景技术

诸如氧化物基的直接存取存储器(OxRAM)、电解式存储器 (CBRAM)或铁磁存储器(FRAM)的阻变式存储器(RRAM)具有许多优点和特性，尤其是非常短的读写时间、低工作电压、低功耗、易于集成、几乎无限大的耐久性以及潜在非常高的密度。

RRAM阻变式存储器通常包括能够存储一个字节的存储节点，其中存储节点在存储平面中以矩阵阵列的方式分布在多个行和列中。存储节点通过横贯存储平面的多个行的字线和横贯存储平面的多个列的位线来进行存取。

在RRAM阻变式存储器中，每个存储节点通常包括电容性金属- 氧化物-金属(MOM)结构或存储单元。电容性MOM结构的金属层形成所谓的顶部和底部电极，其设置在例如金属氧化类型的电介质层的两侧上。

由于它们由氧化物和金属构成，所以电容式存储单元可以有利地制造在集成电路的互联部中，该部分位于衬底之上且通常在本领域中由首字母缩写BEOL(back-end ofline)表示。

制造RRAM阻变式存储器的工艺包括传统的光刻步骤，其中以期望的图案曝光在形成的结构上沉积的光刻胶层。然后移除被曝光 (或未曝光)的光刻胶，以便于形成光刻胶掩模，以经由光刻胶掩模蚀刻所述结构的曝光部分。

图1描述了以上述工艺形成的沉积在阻变式存储器的存储平面 PM上的传统的光刻胶掩模。光刻胶掩模包括在存储平面PM的行X 和列Y方向周期性重复的正方形的“焊垫”1。这些焊垫1最后限定电容单元CEL的尺寸。

在光刻工艺中，投影图像呈现出不规则形状，例如圆角。此外，尽管执行光学邻近校正(OPCs)，光刻胶的正方形部分倾向于在其角部形成圆弧状且直到变成圆形结束，如虚线2所示。因而，光刻胶焊垫所占面积变小。

面积越小，光刻胶粘附出现问题的可能越大且剥离会产生严重制造缺陷的风险越大。

因而，RRAM型存储器的密度受限于光刻胶粘附的问题。

发明内容

由此，根据一些制造方法，工艺目的是形成允许存储节点的尺寸不受所述粘附问题的影响而降低的RRAM阻变式存储器存储单元或存储平面。

这使得可以增加RRAM存储器的密度且还可以控制所制造单元的纵横比。

根据一方面，工艺的目的是制造至少一个电容性存储单元，其在集成电路的互联部分内具有第一电极和通过电介质区域隔离的第二电极。

根据该方面的一般特征，工艺包括：

第一蚀刻步骤，其中，在第一导电层中，形成在第一方向上延伸的第一条带；

在被蚀刻的第一导电层上，形成电介质层和第二导电层，以及

第二蚀刻步骤，其中，在第二导电层、电介质层和被蚀刻的第一导电层中，形成在垂直于第一方向的第二方向上延伸的第二条带，

第一电极通过第一条带和第二条带的第一导电层中的交叉点形成以及

第二电极通过面对第一电极的第二导电层的区域形成。