[發明專利]一種CuxO基電阻型存儲器及其制備方法

有效

• 申請號: 200910145691.3
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101740717A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 林殷茵;呂杭炳;王明;周鵬
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24;H01L21/82
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 包兆宜

1.一種電阻型存儲器，包括上電極、銅下電極，其特征在于，還包 括設置在上電極和銅下電極之間的CuxO基存儲介質，所述CuxO 基存儲介質是通過對覆蓋在銅下電極上的CuSi化合物緩沖層氧 化處理形成的、包含硅元素的CuxO基存儲介質，其中，1＜x≤2。

2.根據權利要求1所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述電阻型 存儲器還包括：在所述銅下電極上方形成的第一介質層和貫穿所 述第一介質層中形成的孔洞，位于所述孔洞底部的CuSi化合物緩 沖層。

3.根據權利要求1所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述電阻型 存儲器還包括形成于銅下電極之上、CuxO基存儲介質之下的CuxO 層，其中，1＜x≤2。

4.根據權利要求1所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述電阻型 存儲器還包括形成于CuxO基存儲介質與上電極之間的SiO2薄膜 層。

5.根據權利要求1所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述CuSi化 合物緩沖層是通過對銅下電極硅化處理形成。

6.根據權利要求5所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述硅化處 理是在含硅氣體中硅化完成。

7.根據權利要求5所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述硅化處 理是在硅等離子體中硅化中完成。

8.根據權利要求5所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述硅化處 理是通過硅的離子注入方法完成。

9.根據權利要求2所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述CuSi化 合物緩沖層的厚度范圍為0.5nm-500nm。

10.根據權利要求2所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述CuxO基 存儲介質形成于所述孔洞之中。

11.根據權利要求1所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述氧化處 理是等離子氧化、熱氧化、離子注入氧化之一。

12.根據權利要求1所述的電阻存儲器，其特征在于，所述下電極為 銅互連工藝中形成于溝槽中的銅引線，所述CuxO基存儲介質形成 于銅栓塞底部。

13.根據權利要求1所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述銅下電 極是銅互連工藝中的銅栓塞，所述CuxO基存儲介質形成于銅栓塞 頂部。

14.根據權利要求1所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述CuxO基 存儲介質是CuxO中摻Si的存儲介質。

15.根據權利要求1所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述CuxO基 存儲介質是CuxO與氧化硅的納米復合層。

16.根據權利要求1所述的電阻型存儲器，其特征在于，所述CuxO基 存儲介質是CuxO-SiO納米復合材料與CuxO材料的堆疊層。

17.根據權利要求14或15或16所述的電阻型存儲器，其特征在于， 所述CuxO基存儲介質的硅元素的質量百分比含量范圍為 0.001％-60％。

18.根據權利要求1至13任意一所述的電阻存儲器，其特征在于，所 述上電極是TaN、Ta、TiN、Ti、Cu、Al、Ni、Co之一。

19.一種如權利要求1所述的電阻型存儲器的制備方法，其特征在于 包括步驟：

(1)對銅下電極構圖硅化處理生成CuSi化合物緩沖層；

(2)對所述CuSi化合物緩沖層氧化，生成CuxO基存儲介質；

(3)在所述CuxO基存儲介質上構圖形成上電極。

20.根據權利要求19所述的制備方法，其特征在于，在所述第(1) 步驟之前還包括步驟(a1)：開孔暴露銅下電極。

21.根據權利要求19所述的制備方法，其特征在于，所述硅化處理是 在含硅氣體中硅化完成。

22.根據權利要求19所述的制備方法，其特征在于，所述硅化處理是 在硅等離子體中硅化完成。