[發明專利]一種氧化鎢基電阻型存儲器的制備方法有效

申請號：	201110221553.6	申請日：	2011-08-03
公開（公告）號：	CN102916128A	公開（公告）日：	2013-02-06
發明（設計）人：	林殷茵;劉易	申請（專利權）人：	復旦大學
主分類號：	H01L45/00	分類號：	H01L45/00
代理公司：	上海元一成知識產權代理事務所(普通合伙) 31268	代理人：	吳桂琴
地址：	200433 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種氧化鎢電阻存儲器制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于電阻型存儲器技術領域，涉及一種氧化鎢基電阻型存儲器的制備方法，尤其涉及與標準邏輯工藝兼容的氧化鎢基電阻型存儲器的制備方法。

背景技術

存儲器在半導體市場中占有重要的地位，由于便攜式電子設備的不斷普及，不揮發存儲器在整個存儲器市場中的份額也越來越大。最近不揮發電阻型存儲器(Resistance?Random?Access?Memory，RRAM)因為其高密度、低成本、可突破技術節點發展限制的特點引起高度關注。電阻型存儲器利用存儲介質的阻值在電信號的作用下、在高阻和低阻間可逆轉換的特性來存儲信號。存儲介質可以有很多種，包括二元或多元金屬氧化物，甚至有機化合物，其中，二元金屬氧化物由于其結構簡單、速度快、功耗低、與傳統CMOS工藝兼容性強，而備受關注。

WO_x(1＜x≤3)作為二元金屬氧化物的一種，與Al互連工藝完美兼容，無需引入新材料，而且可以在鎢栓塞上自對準形成WO_x存儲介質，成本優勢明顯。

目前報道的基于WO_x的“金屬/介質/金屬”電阻型存儲器結構(即氧化鎢基電阻型存儲器，氧化鎢基存儲介質為WO_x)采用鎢栓塞作下電極，上層互連線作為存儲器上電極，WO_x存儲介質自對準形成于鎢栓塞頂端，但實際應用中，邏輯部分的鎢栓塞(沒有集成有電阻型存儲器的部分)上不能形成WO_x，因而在制備存儲器單元的同時需要將邏輯部分遮蔽起來，確保其鎢栓塞不被氧化，這導致存儲陣列部分與邏輯部分需要分開制作，增加額外的光刻步驟制備上電極，從而增加工藝復雜度和成本。

發明內容

本發明的目的在于現有技術存在的缺陷和不足，提供一種新的氧化鎢基電阻型存儲器的制備方法，尤其涉及與標準邏輯工藝兼容的氧化鎢基電阻型存儲器的制備方法，該方法能降低工藝的復雜度和成本。

為實現以上目的或者其它目的，本發明提供了一種氧化鎢基電阻型存儲器的制備方法，所述氧化鎢基電阻型存儲器通過對互連后端結構的鎢栓塞氧化形成，所述鎢栓塞包括存儲陣列部分的鎢栓塞和邏輯部分的鎢栓塞，該制備方法包括以下步驟：

提供互連后端結構中鎢栓塞暴露的結構；

對所有暴露的鎢栓塞氧化以形成氧化鎢基阻變存儲介質層；

沉積上電極材料層以覆蓋所述氧化鎢基阻變存儲介質層；以及

構圖刻蝕所述上電極材料層以在所述存儲陣列部分的鎢栓塞上的氧化鎢基阻變存儲介質層之上形成上電極；

其特征在于，在所述刻蝕步驟中，設置所述上電極材料層的刻蝕工藝條件以使所述邏輯部分的鎢栓塞上的氧化鎢基阻變存儲介質在所述刻蝕步驟的過刻蝕過程中去除。

按照本發明提供的制備方法，其中，在所述刻蝕工藝條件下，刻蝕所述上電極材料的氣體同時能夠刻蝕所述氧化鎢基阻變存儲介質層。

在本發明的實施例中，優選地，所述上電極為鋁、鋁銅合金、氮化鈦、鈦、鉿、鈷、鋯或者Ti/TiN復合層。

在本發明制備方法的實施例中，優選地，所述刻蝕工藝采用干法刻蝕，刻蝕氣體可以是Cl₂、BCl₃、CCl₄或SiCl₄。

在本發明制備方法的實施例中，優選地，所述鎢栓塞用作所述氧化鎢基電阻型存儲器的下電極。