[发明专利]阻变存储器、阻变元件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻变元件的制备方法，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，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。能够有效减少制备过程中对于阻变层的损伤；同时，保持阻变层的固定形状和固定侧壁氧浓度，并通过尖端集中导电细丝形成的位置；本发明还公开了一种阻变元件以及具有其的阻变存储器。

技术领域

本发明涉及存储技术领域，特别涉及一种阻变元件的制备方法、一种阻变元件以及一种具有该阻变元件的阻变存储器。

背景技术

相关技术中，在进行阻变元件的制备过程中，多采用对多种材料进行一次沉积；然后，对沉积后的多种材料进行刻蚀以生成阻变结构。这种方式难以避免地会对阻变材料的侧壁造成损伤；进而影响最终阻变元件的性能。

发明内容

本发明旨在至少从一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种阻变元件的制备方法，能够有效减少制备过程中对于阻变层的损伤；同时，保持阻变层的固定形状和固定侧壁氧浓度，并通过尖端集中导电细丝形成的位置。

本发明的第二个目的在于提出一种阻变元件。

本发明的第三个目的在于提出一种阻变存储器。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的一种阻变元件的制备方法，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。

根据本发明实施例的阻变元件的制备方法，阻变元件包括底电极、顶电极以及设置在底电极与顶电极之间的阻变层，以形成MIM结构，制备方法包括以下步骤：首先，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，以制备底电极、阻变层和顶电极；接着，在制备阻变层的过程中，采用一层保护层先保护住阻变材料，再进行蚀刻或磨平,而非在一次沉积之后对多层材料进行刻蚀，以便减少阻变层的侧壁损伤及保持阻变层的固定形状和固定侧壁氧浓度；从而实现有效减少制备过程中对于阻变层的损伤；同时，保持阻变层的固定形状和固定侧壁氧浓度，并通过尖端集中导电细丝形成的位置。

另外，根据本发明上述实施例提出的阻变元件的制备方法还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，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。

可选地，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。

可选地，采用侧墙工艺形成所述阻氧层形状。