[发明专利]1T1R和1R阻变存储器集成结构及其实现方法

权利要求书

1.1T1R和1R阻变存储器集成结构，其特征在于，所述集成结 构包括：衬底晶体管，在所述衬底晶体管的漏极和源极的上方依次形 成的第一层金属前介质、第一层栓塞、第一层金属、第二层层间介质、 第二层栓塞、MIM结构层、第三层层间介质、第三层栓塞、第二层 金属和钝化层。

2.如权利要求1所述的1T1R和1R阻变存储器集成结构，其特 征在于，所述MIM结构层包括：下电极、阻变介质层和上电极，其 中所述下电极的材料为TiN，所述阻变介质层为HfO₂，所述上电极的 材料为Ti和TiN组成的复合层。

3.如权利要求2所述的1T1R和1R阻变存储器集成结构，其特 征在于，所述下电极的厚度为100nm，所述阻变材料的厚度为10nm， 所述上电极的厚度为10nmTi和100nmTiN。

4.如权利要求1所述的1T1R和1R阻变存储器集成结构，其特 征在于，在所述第一层金属前介质中形成所述第一层栓塞，用于连接 所述衬底晶体管和所述第一层金属；

在所述第二层层间介质中形成所述第二层栓塞，用于连接所述第 一层金属和所述MIM结构层；

在所述第三层层间介质中形成所述第三层栓塞，用于连接所述 MIM结构层和所述第二层金属。

5.如权利要求1或4所述的1T1R和1R阻变存储器集成结构， 其特征在于，所述第一层金属前介质中包括：第一扩散阻挡层，位于 所述第一层金属前介质与所述第一层栓塞之间，防止所述第一层栓塞 扩散进所述第一层金属前介质中，并作为所述第一层栓塞的粘附层；

所述第二层层间介质中包括：第二扩散阻挡层，位于所述第二层 层间介质与所述第二层栓塞之间，防止所述第二层栓塞扩散进所述第 二层层间介质中，并作为所述第二层栓塞的粘附层；

所述第三层层间介质中包括：第三扩散阻挡层，位于所述第三层 层间介质与所述第三层栓塞之间，防止所述第三层栓塞扩散进所述第 三层层间介质中，并作为所述第三层栓塞的粘附层。

6.如权利要求1所述的1T1R和1R阻变存储器集成结构，其特 征在于，所述第一层栓塞包括第一栓塞和第二栓塞，所述第一栓塞位 于所述衬底晶体管的漏极，用于连接所述衬底晶体管的漏极和所述第 一层金属，所述第二栓塞位于所述衬底晶体管的源极，用于连接所述 衬底晶体管的源极和所述第一层金属。

7.1T1R和1R阻变存储器集成结构的实现方法，其特征在于， 所述方法包括：在衬底晶体管的源极和漏极同时制作阻变存储器，并 通过所述漏极和所述源极实现所述衬底晶体管与所述阻变存储器的 串联；

所述在衬底晶体管的源极和漏极同时制作阻变存储器具体包括：

S1、在衬底晶体管上沉积第一层金属前介质，并在所述第一层金 属前介质中形成第一层栓塞，所述第一层栓塞形成在所述衬底晶体管 的漏极和源极上；

S2、在所述第一层金属前介质上方沉积形成第一层金属；

S3、在所述第一层金属前介质上方沉积形成第二层层间介质，所 述第一层金属在所述第二层层间介质中，并在所述第二层层间介质中 所述第一层金属的上方形成第二层栓塞；

S4、在所述第二层栓塞的上方形成MIM结构层；

S5、在所述第二层层间介质上方沉积形成第三层层间介质，所述 MIM结构层在所述第三层层间介质中，并在所述第三层层间介质中所 述MIM结构层的上方形成第三层栓塞；

S6、在所述第三层栓塞的上方形成第二层金属；

S7、最后进行器件的钝化，在所述第三层层间介质上方制作覆盖 所述第二层金属的保护层。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S1中在所述第一 层金属前介质中形成第一层栓塞之前：在所述第一层栓塞与所述第一 层金属前介质接触的位置还形成第一扩散阻挡层，防止所述第一层栓 塞扩散进所述第一层金属前介质中，并作为所述第一层栓塞的粘附 层，所述第一扩散阻挡层为Ti/TiN的复合层。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S4所述形成MIM 结构层具体包括：

S41、用射频磁控溅射100nmTiN，形成下电极；

S42、在所述下电极上沉积10nmHfO₂，形成阻变介质层；

S43、在所述阻变介质层上再次溅射10nmTi和100nmTiN复合层， 形成上电极。