[发明专利]阻变存储器的制备方法

说明书

本发明提供一种阻变存储器的制备方法，包括：采用物理气相沉积在介质层上依次沉积底部电极、转换层、顶部电极以及刻蚀阻挡层；对所述刻蚀阻挡层进行光刻光阻处理；根据所述光刻光阻处理形成的图像，依次对所述刻蚀阻挡层、所述顶部电极、所述转换层以及所述底部电极进行刻蚀；对刻蚀后的所述顶部电极、所述转换层以及所述底部电极的侧壁进行氧化制程。利用本发明，能够解决现有制备阻变存储器过程中，金属原子由于蚀刻作用而溅镀到转换层、顶部电极的侧壁上而导致阻变式存储器失效的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更为具体地，涉及一种阻变存储器的制备方法。

背景技术

阻变式存储器(RRAM，Resistive Random Access Memory)是以非导性材料的电阻在外加电场作用下，在高阻态和低阻态之间实现可逆转换为基础的非易失性存储器。标准的阻变存储器单元结构是一个电阻器件(Resistor device),分为顶部电极(TE，TopElectrode)、转换层(SL，Switching layer)和底部电极(BE，Bottom Electrode)三层，其中TE/BE为金属层，SL为金属氧化物。在TE/BE之间外加一定的写入电压时，金属氧化物中会形成丝极(filament)，金属氧化物从高电阻态变成低电阻态，整个电阻完成数据写入。

当电阻蚀刻时，特别是BE金属蚀刻，金属原子会因为蚀刻轰击作用而溅镀到电阻(TE/SL)的侧壁上。当侧壁上的金属原子过多时，特别是SL侧壁上的金属原子过多时，TE和BE两层金属会短路而漏电，在写入电压作用于TE/BE上时，SL无法形成丝极，电阻器件会失效，不能完成数据写入。

目前为了去除侧壁上溅镀的金属原子，在后续制程增加酸槽制程(HF/HCl)。此方法虽然可以有效去除金属原子，但是酸槽制程会产生两个致命的副作用：首先，SL在酸槽制程之后会有过蚀刻，严重时会无法产生丝极；其次，HF/HCl会在SL侧壁产生F/Cl掺杂，从而产生新的漏电路径，阻变式存储器的电阻器件也会失效。

基于上述问题，本发明亟需提供一种制备阻变存储器的制备方法。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种阻变存储器的制备方法，以解决现有制备阻变存储器过程中，金属原子由于蚀刻作用而溅镀到转换层、顶部电极的侧壁上而导致阻变式存储器失效的问题。

本发明提供一种阻变存储器的制备方法，包括：

采用物理气相沉积在介质层上依次沉积底部电极、转换层、顶部电极以及刻蚀阻挡层；

对所述刻蚀阻挡层进行光刻光阻处理；

根据所述光刻光阻处理形成的图像，依次对所述刻蚀阻挡层、所述顶部电极、所述转换层以及所述底部电极进行刻蚀；

对刻蚀后的所述顶部电极、所述转换层以及所述底部电极的侧壁进行氧化制程。

此外，优选的方案是，所述底部电极和所述顶部电极均为金属层，所述转换层为金属氧化物层。

此外，优选的方案是，所述对所述刻蚀阻挡层进行光刻光阻处理，包括如下步骤：

在所述刻蚀阻挡层涂光刻胶；

对涂有所述光刻胶的所述刻蚀阻挡层进行曝光处理，形成所需图像。

此外，优选的方案是，通过在所述顶部电极、所述转换层以及所述底部电极的侧壁上进行氧化制程，在所述顶部电极、所述转换层以及所述底部电极的侧壁上形成一层氧化层，其中，所述氧化层的厚度为

此外，优选的方案是，所述氧化制程包括O₂氧化和O₃氧化。

此外，优选的方案是，当所述氧化制程采用O₂氧化时，