[发明专利]一种阻变存储器及其制造方法

说明书

本申请实施例公开了一种阻变存储器及其制造方法，通过提供基底，在基底上形成有金属栓塞作为下电极，在下电极上形成阻变功能层、上电极层和互连金属层，根据金属栓塞的位置，对互连金属层、上电极层、阻变功能层进行刻蚀，以使互连金属层、上电极层、阻变功能层和金属栓塞对准。由于本申请实施例中，互连金属层、上电极层和阻变功能层是一次性刻蚀的，因此可以实现这三个膜层的自对准，在技术上来说，即使这三个膜层的面积大于金属栓塞的面积，也不影响器件的实现，因此相比于现有技术中在上电极层上形成阻挡层，对阻挡层进行刻蚀，形成与金属栓塞对准的通孔，并在通孔中形成互连金属层来说，对准要求更低，因此提高了良品率。

技术领域

本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种阻变存储器及其制造方法。

背景技术

随着可携式个人设备的流行，非挥发性存储器由于具有在无电源供应时仍能维持记忆状态和操作低功耗等优点，逐渐成为半导体工业中的研发重点。目前市场上的非挥发性存储器仍以闪存(Flash)为主流，但是由于闪存存在操作电压过大、操作速度慢、耐久力不够好以及由于器件尺寸缩小过程中隧穿氧化层不断减薄导致保持时间不够长等缺点，现在的研发重点逐渐转向了可以取代闪存的新型非挥发性存储器。

与传统的Flash的电荷存储机制不同，阻变存储器(Resistive Random AccessMemory，RRAM)是非电荷存储机制，因此可以解决Flash中因隧穿氧化层变薄而造成的电荷泄漏问题,具有更好的可缩小性。而阻变存储器由于还具有写入操作电压低、写入擦除时间短、记忆时间长、非破坏性读取、多值存储、结构简单以及存储密度高等优点，因此逐渐成为目前新型非挥发性存储器件中的研究重点，有望代替DRAM，SRAM和Flash等成为通用存储器，是未来新一代存储技术的有力竞争者。

RRAM的基本存储单元为金属-绝缘体-金属(Metal-Insulator-Metal，MIM)结构的电阻器，借由电压或电流脉冲，可以使MIM结构的电阻在高低电阻态之间转换，从而实现0和1的存储，以实现数据的写入和擦除。其中，这里的绝缘体为阻变层材料，可以发生电阻转变，阻变层材料可以是钙钛矿氧化物、过渡金属二元氧化物、固态电解质材料或有机材料等。

在RRAM的制备过程中，可以现在基底上形成MIM结构，再对MIM结构进行刻蚀，利用刻蚀形成的通孔进行互连，随着RRAM存储单元的尺寸逐渐缩小，刻蚀难度越来越大，一旦刻蚀出现偏差，则器件性能也将出现偏差。因此，现有技术较难形成较高质量的RRAM器件。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种阻变存储器及其制造方法，为阻变存储器的制备工艺提供便捷，并提高器件的良品率。

本申请实施例提供了一种阻变存储器的制造方法，所述方法包括：

提供基底，所述基底上形成有金属栓塞作为下电极；

在所述下电极上依次形成阻变功能层、上电极层和互连金属层；

根据所述金属栓塞的位置，一次性对所述互连金属层、所述上电极层、所述阻变功能层进行刻蚀，以使所述互连金属层、所述上电极层、所述阻变功能层和所述金属栓塞对准。

可选的，所述阻变功能层包括：HfO₂、Al₂O₃、TaO_x、TiO_x中的至少一种。

可选的，所述金属栓塞为钨塞。

可选的，所述上电极层为氮化钛层。

可选的，所述互连金属层为铝层。

可选的，所述在所述下电极上依次形成阻变功能层、上电极层和互连金属层，包括：

在所述下电极上依次形成阻变功能层和上电极层；