[發明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201710325044.5
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN108878643B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 李岱螢;吳昭誼;林榆瑄
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種半導體結構包括一存儲結構。該存儲結構包括一存儲元件、一第一阻障層、和一第二阻障層。存儲元件包括氧氮化鈦。第一阻障層包括硅和氧化硅之中至少一者。第一阻障層設置在存儲元件上。第二阻障層包括鈦和氧化鈦之中至少一者。第二阻障層設置在第一阻障層上。

技術領域

本發明是關于一種半導體結構及其形成方法。本發明特別是關于一種包括存儲結構的半導體結構及其形成方法。

背景技術

可變電阻式存儲器(RRAM)是一種類型的非易失性存儲器，其提供簡單的結構、小的存儲單元尺寸、可擴縮性(scalability)、超高速操作、低功率操作、與互補金屬氧化物半導體(CMOS)的兼容性、和低成本等優點。RRAM包括存儲元件，其可具有能夠通過施加電脈沖而在二或更多個穩定的電阻范圍之間改變的電阻。RRAM可還包括元件如頂電極、和底電極等等。用于形成存儲元件和RRAM的其他元件的材料，可加以選擇和調整。借此，可達成較大的感測區間(sensing window)、較長的保存時間、較佳的耐久性、和/或其他性能方面的改善。

發明內容

本發明是關于存儲裝置的改善，特別是對于RRAM的改善。

根據一些實施例，提供一種半導體結構。此種半導體結構包括一存儲結構。該存儲結構包括一存儲元件、一第一阻障層、和一第二阻障層。存儲元件包括氧氮化鈦。第一阻障層包括硅和氧化硅之中至少一者。第一阻障層設置在存儲元件上。第二阻障層包括鈦和氧化鈦之中至少一者。第二阻障層設置在第一阻障層上。

根據一些實施例，提供一種半導體結構的形成方法。此種形成方法包括形成一存儲結構，其包括下列步驟。形成一存儲元件。存儲元件包括氧氮化鈦。在存儲元件上形成一第一阻障層。第一阻障層包括硅和氧化硅之中至少一者。在第一阻障層上形成一第二阻障層。第二阻障層包括鈦和氧化鈦之中至少一者。

為了對本發明的上述及其他方面有更好的了解，下文特舉實施例，并配合所附附圖詳細說明如下：

附圖說明

圖1繪示根據實施例的一例示性半導體結構。

圖2繪示根據實施例的另一例示性半導體結構。

圖3A～圖3H繪示根據實施例的一例示性半導體結構的形成方法。

圖4A～圖4M繪示根據實施例的另一例示性半導體結構的形成方法。

圖5A～圖5B示出根據實施例的半導體結構的電性性質。

【符號說明】

100、200：存儲結構

102、202：底電極

104、204：存儲元件

106、206：第一阻障層

108、208：第二阻障層

110、210：頂電極

120、220：初步結構

130、230：晶體管

132、134、232、234：重摻雜區

136、236：柵電極

138、238：柵介電質

140、142、240、242：輕摻雜區

144、244：基板

146、246：介電層

148、150、248、250：導電連接件

158、258：金屬層

160、260：部分