[发明专利]存储单元

说明书

提供一种存储单元及形成所述存储单元的方法。存储单元包括底部电极、顶部电极、储存元件层及保护层。储存元件层设置在底部电极与顶部电极之间。保护层覆盖储存元件层及顶部电极，且保护层的材料衍生自储存元件层。还提供一种具有存储单元的半导体器件。

技术领域

本发明的实施例是涉及一种存储单元。

背景技术

快闪存储器是一种广泛使用的非易失性存储器类型。然而，预期快闪存储器会遇到按比例缩放的困难。因此，正在开发替代类型的非易失性存储器。相变存储器(phasechange memory，PCM)是这些替代类型的非易失性存储器之中的一种。PCM是采用PCM的相位来表示数据单位的一种非易失性存储器。PCM具有读取及写入时间快、非破坏性读取及可缩放性高。然而，PCM的相变层容易与水、湿气及卤素气体发生反应，而使相变层的化学计量组合物比率发生改变，进而致使相变层的可转换性能劣化。

发明内容

根据本公开的一些实施例，一种存储单元包括底部电极、顶部电极、储存元件层及保护层。储存元件层设置在底部电极与顶部电极之间。保护层覆盖储存元件层及顶部电极，且保护层的材料衍生自储存元件层。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，能最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据行业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。事实上，为论述的清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1到图7是根据第一实施例的形成具有存储单元的半导体器件的方法的剖视图。

图8是根据第二实施例的具有存储单元的半导体器件的剖视图。

图9是根据第三实施例的具有存储单元的半导体器件的剖视图。

具体实施方式

以下公开内容提供诸多不同的实施例或实例以实施所提供主题的不同特征。下文阐述组件及排列的具体实例以简化本公开。当然，这些仅是实例并不旨在进行限制。举例来说，在以下说明中，第一特征形成在第二特征之上或形成在第二特征上可包括其中第一特征与第二特征形成为直接接触的实施例，且还可包括其中在第一特征与第二特征之间可形成有附加特征以使得所述第一特征与所述第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。此种重复是出于简明及清晰目的，而并非自身指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。

此外，为便于说明起见，本文中可使用例如“在…下面(beneath)”、“在…下方(below)”、“下部的(lower)”、“在…上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所例示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征之间的关系。除图中所绘示的定向之外，所述空间相对性用语还旨在囊括器件在使用或操作中的不同定向。可以其他方式对设备进行定向(旋转90度或处于其他定向)，且同样地可据此对本文中所使用的空间相对性描述语加以解释。

根据一些实施例，通过离子轰击工艺图案化相变材料以形成相变层，且在同一步骤中对相变材料的被移除部分进行重新溅镀以在硬掩模层的表面、顶部电极的表面、相变层的表面上形成保护层。在此情形下，保护层能够防止相变层受到湿气和/或有害气体的侵袭，从而维持相变层的可转换性能。另外，由于在形成金属间介电(inter-metaldielectric，IMD)层之前相变层被保护层覆盖，因此能够延长暴露的相变层的等待时间(queue time，Q-time)，从而增加生产灵活性并促进大量生产。

图1到图7是根据第一实施例的形成具有存储单元的半导体器件的方法的剖视图。以下实施例中所例示的存储单元可适用于但不限于相变随机存取存储器(phase changerandom access memory，PCRAM)单元，在后文中被称为PCM单元。