[发明专利]阻变存储器、阻变元件及其制备方法

权利要求书

1.一种阻变元件的制备方法，其特征在于，所述阻变元件包括底电极、顶电极以及设置在所述底电极与所述顶电极之间的阻变层，以形成MIM结构，所述制备方法包括以下步骤：

在制备好第一金属块M1后，采用刻蚀工艺、沉积工艺和磨平工艺交叉进行，以制备所述底电极、所述阻变层和所述顶电极；

在制备所述阻变层的过程中，采用一层保护层先保护住阻变材料，再进行蚀刻或磨平,以便减少所述阻变层的侧壁损伤及保持所述阻变层的固定形状和固定侧壁氧浓度。

2.如权利要求1所述的阻变元件的制备方法，其特征在于，在制备好所述第一金属块M1后，

先后沉积介质阻挡层和氧化层，并对所述介质阻挡层和氧化层进行蚀刻以定义底电极形状；

沉积底电极层，并沉积吸氧层，以及对所述吸氧层和所述底电极层进行磨平；

沉积超低K材料层，并对所述超低K材料层进行蚀刻以定义阻变元件形状；

沉积阻氧层，并对所述阻氧层进行蚀刻以定义阻氧层形状；

沉积阻变材料层，并沉积顶电极层，以及对所述顶电极层和所述阻变材料层进行磨平，以根据所述阻氧层形状形成包覆所述顶电极的阻变层；

沉积超低K材料层，并对所述超低K材料层进行蚀刻以定义第二金属块M2的形状，以及沉积第二金属层以形成所述第二金属块M2。

3.如权利要求2所述的阻变元件的制备方法，其特征在于，所述介质阻挡层为氮化物掺杂碳化硅薄膜NDC，所述氧化层为增强型氧化层PEOX。

4.如权利要求2所述的阻变元件的制备方法，其特征在于，采用侧墙工艺形成所述阻氧层形状。

5.如权利要求1所述的阻变元件的制备方法，其特征在于，在制备好所述第一金属块M1后，

沉积底电极层，并沉积吸氧层，对所述吸氧层和所述底电极层进行蚀刻以定义底电极形状；

沉积超低K材料层，并对所述超低K材料层进行磨平；

沉积氮化物保护层，并对所述氮化物保护层进行磨平；

对所述氮化物保护层进行蚀刻以定义阻变元件形状，并沉积阻变材料层；

沉积顶电极层，并对所述顶电极层和所述阻变材料层进行磨平，以根据所述阻变元件形状形成包覆所述顶电极的阻变层；

沉积超低K材料层，并对所述超低K材料层进行蚀刻以定义第二金属块M2的形状，以及沉积第二金属层以形成所述第二金属块M2。

6.如权利要求1所述的阻变元件的制备方法，其特征在于，在制备好所述第一金属块M1后，

沉积底电极层，并沉积吸氧层，以及沉积氮化物层；

对所述氮化物层进行蚀刻以定义阻变元件形状，并沉积阻变材料层和顶电极层；

对所述顶电极层和所述阻变材料层进行磨平，以根据所述阻变元件形状形成包覆所述顶电极的阻变层；

对底电极层、吸氧层、阻变层和顶电极层进行蚀刻，以通过蚀刻形成通道对底电极层、吸氧层、阻变层和顶电极层进行打断；

沉积超低K材料层，并对所述超低K材料层进行蚀刻以定义第二金属块M2的形状，以及沉积第二金属层以形成所述第二金属块M2。

7.如权利要求1-6中任一项所述的阻变元件的制备方法，其特征在于，所述第一金属块M1的上方形成所述底电极，所述顶电极的上方形成所述第二金属块M2。

8.如权利要求1-6中任一项所述的阻变元件的制备方法，其特征在于，制备所述第一金属块M1，包括：

形成超低K材料层，并对所述超低K材料层进行蚀刻以定义第一金属块M1的形状，并沉积第一金属层以形成所述第一金属块M1。

9.一种阻变元件，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一项所述的制备方法制成。

10.一种阻变存储器，其特征在于，包括多个如权利要求9所述的阻变元件，多个所述阻变元件呈阵列排布。