[發明專利]非易失性存儲器的電阻性元件與存儲單元及其相關制作方法

在審

• 申請號: 201410090527.8
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN104810474A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 林崇榮
• 申請（專利權）人: 林崇榮
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24;G11C13/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張然;李昕巍

1.一種非易失性存儲器的電阻性元件的制造方法，包括下列步驟：

(a)在一導電區域的一表面上形成一電性絕緣層；

(b)蝕刻該電性絕緣層并形成一穿透洞，且該穿透洞被蝕刻至該導電區域的該表面；

(c)形成一介電層覆蓋于該穿透洞的內壁與底部；

(d)形成一障壁層覆蓋于該介電層；

(e)形成一金屬層填滿于該穿透洞；以及

(g)反應該介電層與該障壁層而形成一過渡層。

2.如權利要求1的電阻性元件的制造方法，其中，該介電層的材料為SiO₂。

3.如權利要求2的電阻性元件的制造方法，其中該障壁層的材料為Hf、HfOx、HfOxNy、Mg、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、Ta、TaOx、TaNx、TiOxNy、Ti、TiOx或者TiNx。

4.如權利要求3的電阻性元件的制造方法，其中，該過渡層的材料為HfOx、HfOxNy、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、TaOx、TaNx、TiOxNy、TiOx或者TiNx。

5.如權利要求1的電阻性元件的制造方法，其中，該第一金屬層的材料為銅、鋁或者鎢。

6.一種非易失性存儲器的電阻性元件，包括：

一導電區域，具有一表面；

一電性絕緣層，覆蓋于該導電區域的該表面；

一穿透洞形成于該電性絕緣層內，且該穿透洞的底部暴露出該導電區域；

一介電層覆蓋于該穿透洞的內壁與底部；

一障壁層覆蓋于該介電層；以及

一金屬層填滿于該穿透洞；

其中，該介電層與該障壁層經由一反應而形成一過渡層。

7.如權利要求6的電阻性元件，其中，該介電層的材料為SiO₂。

8.如權利要求7的電阻性元件，其中該障壁層的材料為Hf、HfOx、HfOxNy、Mg、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、Ta、TaOx、TaNx、TiOxNy、Ti、TiOx或者TiNx。

9.如權利要求8的電阻性元件，其中，該過渡層的材料為HfOx、HfOxNy、MgOx、MgOxNy、NiOx、NiOxNy、TaOxNy、TaOx、TaNx、TiOxNy、TiOx或者TiNx。

10.如權利要求6的電阻性元件，其中，該第一金屬層的材料為銅、鋁、或者鎢。

11.一種非易失性存儲器的存儲單元制造方法，包括下列步驟：

(a)提供一晶體管，包括一第一源/漏極區域、一第二源/漏極區域、一柵極結構，其中該第一源/漏極區域與該第二源/漏極區域位于一基板的一表面下方，且該柵極結構位于該第一源/漏極區域與該第二源/漏極區域之間的該表面上方；

(b)形成一電性絕緣層，覆蓋于該一第一源/漏極區域；

(c)蝕刻該電性絕緣層并形成一第一穿透洞，且該第一穿透洞被蝕刻至該第一源/漏極區域；

(d)形成一介電層覆蓋于該第一穿透洞的內壁與底部；

(e)形成一障壁層覆蓋于該介電層；

(f)形成一第一金屬層填滿于該第一穿透洞；以及

(g)反應該介電層與該障壁層而形成一過渡層。

12.如權利要求11的存儲單元制造方法，其中，該柵極結構包括：

一柵介電層形成于該基板的該表面上；

一柵極形成于該柵介電層上；以及

一間隙壁形成于該柵極與該柵介電層的側部。

13.如權利要求12的存儲單元制造方法，其中步驟(b)還包括：

(b1)形成一阻檔保護層，覆蓋于該第一源/漏極區域、部分的該間隙壁與部分的該柵極；

(b2)形成一第一金屬硅化物層覆蓋于未被該阻檔保護層所覆蓋的該柵極，且形成一第二金屬硅化物層覆蓋于該第二源/漏極區域；以及

(b3)形成一層間絕緣層覆蓋于該阻擋保護層、該間隙壁、該第一金屬硅化物層與該第二金屬硅化物層；

其中，該阻檔保護層與該層間絕緣層組合成為該電性絕緣層。