[發(fā)明專利]包含釕摻雜的氧化鉭基電阻型存儲器及其制備方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010175641.2 | 申請日： | 2010-05-13 |
| 公開（公告）號： | CN102244193A | 公開（公告）日： | 2011-11-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 林殷茵;田曉鵬 | 申請（專利權(quán)）人： | 復(fù)旦大學(xué) |
| 主分類號： | H01L45/00 | 分類號： | H01L45/00;H01L27/24 |
| 代理公司： | 上海正旦專利代理有限公司 31200 | 代理人： | 陸飛;盛志范 |
| 地址： | 20043*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 包含 摻雜 氧化 電阻 存儲器 及其 制備 方法 | ||
1.一種氧化鉭基電阻型存儲器，包括上電極、下電極，其特征在于，還包括設(shè)置在上電極和下電極之間的包含釕摻雜的氧化鉭基存儲介質(zhì)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鉭基電阻型存儲器，其特征在于，所述存儲介質(zhì)層是通過對TaOx薄膜層進行Ru的退火擴散摻雜形成，或者過對TaOx薄膜層進行Ru離子注入摻雜形成，其中，2≤x≤3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧化鉭基電阻型存儲器，其特征在于，所述存儲介質(zhì)層的厚度為1納米至200納米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鉭基電阻型存儲器，其特征在于，還包括位于所述下電極上方的第一介質(zhì)層以及貫穿所述第一介質(zhì)層中形成的孔洞，所述存儲介質(zhì)層位于所述孔洞的底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鉭基電阻型存儲器，其特征在于，所述下電極為銅互連后端結(jié)構(gòu)中形成于溝槽中的銅引線，所述存儲介質(zhì)層形成于銅栓塞底部；或者，所述下電極為銅互連后端結(jié)構(gòu)中的銅栓塞，所述存儲介質(zhì)層形成于銅栓塞的頂部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化鉭基電阻型存儲器，其特征在于，所述銅互連后端結(jié)構(gòu)為32納米或32納米以下工藝節(jié)點的銅互連后端結(jié)構(gòu)，其中銅擴散阻擋層采用Ru/TaN的復(fù)合層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鉭基電阻型存儲器，其特征在于，所述存儲介質(zhì)層中，釕元素占存儲介質(zhì)層的原子百分含量為0.001％-20％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鉭基電阻型存儲器，其特征在于，所述存儲介質(zhì)層中，釕元素以納米晶的形式存在于存儲介質(zhì)層中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鉭基電阻型存儲器，其特征在于，所述上電極是Ta、TaN、Ti、TiN、W、Ni、Al、Co、Cu或者Ru金屬層，或者是以上任意單層結(jié)構(gòu)組合所形成的復(fù)合層。
10.一種如權(quán)利要求1所述氧化鉭基電阻型存儲的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)構(gòu)圖形成下電極；
(2)在所述下電極上構(gòu)圖形成包含釕摻雜的氧化鉭基存儲介質(zhì)層；
(3)在所述存儲介質(zhì)層上構(gòu)圖形成上電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)包括以下步驟：
(2a)在所述下電極上形成TaOx薄膜層，其中，2≤x≤3；
(2b)在所述TaOx薄膜層上沉積釕金屬薄膜層或者釕氧化物層；
(2c)退火擴散摻雜形成包含釕摻雜的氧化鉭基存儲介質(zhì)層；
或者，所述步驟(2)包括以下步驟：
(2a)在所述下電極上形成釕金屬薄膜層或者釕氧化物層；
(2b)在所述釕金屬薄膜層上沉積TaOx薄膜層，其中，2≤x≤3；
(2c)退火擴散摻雜形成包含釕摻雜的氧化鉭基存儲介質(zhì)層；
或者所述步驟(2)包括以下步驟：
(2a)在所述下電極上形成第一釕金屬薄膜層或者第一釕氧化物層；
(2b)在所述第一釕金屬薄膜層上沉積TaOx薄膜層，其中，2≤x≤3；
(2c)在所述TaOx薄膜層上沉積第二釕金屬薄膜層或者第二釕氧化物層；
(2d)退火擴散摻雜形成包含釕摻雜的氧化鉭基存儲介質(zhì)層；
或者所述步驟(2)包括以下步驟：
(2a)在所述下電極上形成第一TaOx薄膜層，其中，2≤x≤3；
(2b)在所述TaOx薄膜層上沉積釕金屬薄膜層或者釕氧化物層；
(2c)在所述釕金屬薄膜層上形成第二TaOx薄膜層；
(2d)退火擴散摻雜形成包含釕摻雜的氧化鉭基存儲介質(zhì)層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述釕金屬薄膜層的厚度范圍為0.3納米至10納米；所述釕氧化物層的厚度范圍為0.3納米至10納米。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述TaOx薄膜層的厚度范圍為約1納米至約200納米。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述TaOx薄膜層通過對鉭金屬氧化形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備方法，其特征在于，所述氧化為高溫下含氧氣體中氧化、高溫氧等離子體下氧化或者濕法氧化。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述釕氧化物層為RuO2，在退火時，選擇400℃～900℃的溫度范圍，RuO2發(fā)生以下分解反應(yīng)：RuO2→Ru+O2。
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