[發明專利]半導體結構的處理方法

有效

• 申請號: 201710778937.5
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN109427967B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 林昱佑;李峰旻;曾柏皓;許凱捷
• 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

本發明公開了一種半導體結構的處理方法，包括：提供具有多個存儲器元件的半導體結構；進行一形成工藝，以初始化存儲器元件的操作；對半導體結構進行一形成熱處理；以及在進行形成熱處理之后，存儲數據至存儲器元件。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，涉及一種半導體結構的處理方法，且特別是有關于一種可改善數據保留的半導體結構的處理方法。

背景技術

近年來，導電橋接的可變電阻式存儲器(Conductive bridge resistive randomaccess memory)由于其高的開關電流比、高速操作和良好的可擴展性，而引起相關研究者的興趣。一導電橋接的可變電阻式存儲器一般包括一底電極；一存儲器層(例如氧化硅)，形成于底電極和一離子供給層(ion supplying layer，亦即一上電極，形成于存儲器層上)之間。硫族化合物的離子供給層，例如鍺銻碲合金(Ge₂Se₂Te₅，GST)包括金屬離子如銅離子的一來源。銅與硫族化合物反應而形成一銅-GST化合物，其可迅速釋放銅離子。在設置操作(SET operation)時，施加一偏壓于存儲器元件以造成銅離子移動至存儲器層中并形成導電絲(conducting filaments，CF)，其過程如同電子沉積(electro-deposition)。當導電絲長到足以跨接存儲器層，則達到一低阻態(low resistance state，LRS)。在復位操作(RESET operation)中，施加反向偏壓以造成導電絲的銅在存儲器層中溶解并回到離子供給層。當導電絲崩解，則回到一高阻態(high resistance state，HRS)。CB ReRAM典型的阻值轉換特性由電解反應(electrolytic reactions)控制，而存儲器層中的導電絲的形成(設置)和崩解(復位)則分別為低阻態和高阻態。

還有可在設置(SET)和復位(RESET)狀態之間進行切換操作的其他已知形態的可變電阻式存儲器。以過渡金屬氧化物(transition metal oxide，TMO)的可變電阻式存儲器為例，其切換機制是根據氧的移動和重新分布(oxygen movement and re-distribution)。TMO可變電阻式存儲器元件包括一底電極(bottom electrode)、一存儲器層(memorylayer)(i.e包括過渡金屬氧化物材料例如氧化鉿、氧化鉭、氧化鈦等)和一上電極。操作時，對元件施加電壓以移動氧(或移動氧空缺)并重新分布氧濃度以具有一高阻值或一低阻值。在設置操作(SET operation)中，可形成一氧空缺導電絲(oxygen vacancy filament)在存儲器層中而造成低阻態；而在復位操作(RESET operation)中，導電絲(亦即空缺所排成的路徑)崩解而在元件中形成一具高阻值的膜層，造成高阻態。

在制造過程中，ReRAM元件(ex：芯片)會安裝于一電路板，其中以一回流焊接工藝(soldering reflow process)進行元件安裝。為了減少成本，在封裝芯片安裝于電路板之前最好先寫入數據于封裝芯片中。回焊后，寫入存儲器元件的數據必須維持或仍有足夠的存儲器窗口以辨識0/1數值，以符合存儲器元件的要求(代表在高溫回焊后編碼數據仍必須維持)。然而，典型的ReRAM元件其編碼數據都有高溫下容易流失的問題，例如在250℃～260℃的回流焊接工藝期間，其編碼數據容易流失。

發明內容

本發明有關于一種半導體結構的處理方法，特別是一種具有多個存儲器元件的半導體結構的處理方法，以改善回流焊接工藝后存儲器元件的數據保留性質。

根據一實施例，提出一種半導體結構的處理方法，包括：提供具有多個存儲器元件的半導體結構；進行一形成工藝(forming process)以初始化存儲器元件的操作；對半導體結構進行一形成熱處理(forming thermal treatment)；以及在進行形成熱處理之后，存儲數據至存儲器元件。

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

附圖說明