[發明專利]阻變式存儲結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201310337331.X
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN104051617B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 涂國基;張至揚;陳俠威;廖鈺文;楊晉杰;朱文定
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

1.一種半導體結構，包括：

存儲區域；以及

存儲結構，設置在所述存儲區域上，所述存儲結構包括：

第一電極，在所述存儲區域上具有頂面；

阻變層，具有至少第一部分和第二部分，所述第一部分被設置在所述第一電極的頂面上方，并且所述第二部分從所述第一部分向上延伸并且限定腔體；

保護材料，其中，所述保護材料為單層結構并且環繞所述阻變層的第二部分和所述第一電極的一部分，并且所述第一電極的最下部部分位于所述保護材料的最下部部分下方，所述保護材料被配置成保護所述阻變層中的至少一條導電路徑；和

第二電極，設置在所述阻變層的上方并至少部分位于所述腔體中。

2.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述阻變層的第一部分被選擇性地配置成在所述第一電極和所述第二電極之間形成所述至少一條導電路徑。

3.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述阻變層包括遠離所述第二部分水平延伸的第三部分。

4.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述保護材料包含氮化硅。

5.根據權利要求1所述的半導體結構，進一步包括環繞所述第一電極的蝕刻停止層。

6.根據權利要求5所述的半導體結構，其中，所述蝕刻停止層在組成上不同于所述保護材料。

7.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述阻變層包含高k介電材料、二元金屬氧化物或過渡金屬氧化物。

8.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述第二電極的一部分延伸超出所述第一電極的邊緣。

9.根據權利要求1所述的半導體結構，進一步包括：

周圍區域；以及

第一金屬線層和相鄰的第二金屬線層，均設置在所述周圍區域和所述存儲區域上；

其中，在所述存儲區域中，所述存儲結構介于所述第一金屬線層和所述第二金屬線層之間，而在所述周圍區域中，無器件結構介于所述第一金屬線層和所述第二金屬線層之間。

10.根據權利要求1所述的半導體結構，進一步包括環繞所述保護材料的介電材料，所述介電材料在組成上不同于所述保護材料。

11.一種半導體結構，包括：

存儲區域；以及

存儲結構，設置在所述存儲區域上，所述存儲結構包括：

第一電極，具有頂面和第一外側壁表面；

阻變層，具有至少第一部分和第二部分，所述第一部分設置在所述第一電極的頂面上方，所述第二部分從所述第一部分向上延伸并具有第二外側壁表面，所述第二外側壁表面與所述第一電極的第一外側壁表面對準，并且所述第二部分限定腔體；和

保護材料，其中，所述保護材料為單層結構并且環繞所述阻變層的第二部分和所述第一電極的一部分，并且所述第一電極的最下部部分位于所述保護材料的最下部部分下方；

第二電極，設置在所述阻變層上方并至少部分位于所述腔體中。

12.根據權利要求11所述的半導體結構，其中，所述阻變層的第一部分被選擇性地配置成在所述第一電極和所述第二電極之間形成至少一條導電路徑。

13.根據權利要求11所述的半導體結構，進一步包括：

周圍區域；以及

第一金屬線層和相鄰的第二金屬線層，均設置在所述周圍區域和所述存儲區域上；

其中，在所述存儲區域中，所述存儲結構介于所述第一金屬線層和所述第二金屬線層之間，而在所述周圍區域中，無器件結構介于所述第一金屬線層和所述第二金屬線層之間。

14.根據權利要求11所述的半導體結構，其中，所述阻變層包括遠離所述第二部分水平延伸的第三部分。

15.根據權利要求11所述的半導體結構，其中，所述第二電極包括延伸至被所述阻變層的第二部分環繞的開口中的垂直部分以及延伸超出所述阻變層的第二部分的第二外側壁表面的水平部分。

16.根據權利要求11所述的半導體結構，所述保護材料具有與所述第一電極的第一外側壁表面對準的第三側壁表面。

17.根據權利要求16所述的半導體結構，其中，所述保護材料被配置成保護所述阻變層中的至少一條導電細絲。