[發明專利]具有復合式頂部電極的內嵌式存儲器裝置

有效

• 申請號: 201710840815.4
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN108123034B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 林杏蓮;金海光;張耀文
• 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: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 路勇

1.一種存儲器胞，其包含：

底部電極，其安置于襯底上方；

切換介電層，其安置于所述底部電極上方且具有可變電阻；

覆蓋層，其安置于所述切換介電層上方；及

復合式頂部電極，其安置于所述覆蓋層上方且鄰接所述覆蓋層，其中所述復合式頂部電極包含一個氮化鉭TaN層及直接安置于所述氮化鉭TaN層上的一個氮化鈦TiN膜；

其中所述氮化鈦TiN膜具有第一氮濃度，且所述氮化鉭TaN層具有第二氮濃度，所述第一氮濃度大于所述第二氮濃度。

2.根據權利要求1所述的存儲器胞，其中所述復合式頂部電極的所述氮化鈦TiN膜具有等于1的氮與鈦的摩爾比。

3.根據權利要求1所述的存儲器胞，其中所述復合式頂部電極的所述氮化鉭TaN層具有主要部分和安置于所述主要部分上的上部分，其中所述主要部分具有在3:10到1:2范圍內的氮與鉭的摩爾比，且所述上部分具有在所述上部分的頂表面處減小到為零的不斷減小的氮與鉭的摩爾比。

4.根據權利要求1所述的存儲器胞，其進一步包含：

底部金屬化線，其通過導電底部電極通路耦合到所述底部電極；以及

頂部金屬化線，其通過頂部電極通路耦合到所述復合式頂部電極，所述頂部電極通路包含具有被鉭粘膠層或氮化鉭粘膠層環繞的底部和側壁表面的銅塊體。

5.根據權利要求4所述的存儲器胞，其中所述底部電極通路包括比上部分窄的下部分，其中所述上部分具有與所述底部電極的側壁和所述切換介電層豎直對準的側壁。

6.根據權利要求5所述的存儲器胞，其進一步包含：

硬掩模，其安置于所述復合式頂部電極上方；以及

側壁間隔物，其安置于所述切換介電層的上表面上且沿著所述覆蓋層、所述復合式頂部電極和所述硬掩模向上延伸。

7.根據權利要求6所述的存儲器胞，其進一步包含：

下介電層，其環繞所述底部電極通路的所述下部分；以及

上介電層，其安置于所述下介電層上且沿著所述底部電極通路的所述上部分的側壁、所述底部電極、所述切換介電層、所述側壁間隔物和所述硬掩模延伸，并且進一步在所述硬掩模的上表面上延伸。

8.根據權利要求1所述的存儲器胞，其中所述覆蓋層的側壁和所述復合式頂部電極的側壁彼此對準，并且不與所述底部電極的側壁對準。

9.一種嵌入式存儲器胞，其包含：

底部互連結構，其包括被底部層間介電ILD層環繞的底部金屬化線；

底部電極通路，其安置于所述底部互連結構上且被下介電層環繞；

底部電極，其通過所述底部電極通路電連接到所述底部金屬化線；

電阻切換元件和覆蓋層，所述電阻切換元件安置于所述底部電極上方且所述覆蓋層安置于所述電阻切換元件上方；以及

復合式頂部電極，其安置于所述覆蓋層上方且包括下TaN頂部電極層和上TiN頂部電極層，所述上TiN頂部電極層的厚度比所述下TaN頂部電極層小；

其中所述上TiN頂部電極層的氮摩爾比大于所述下TaN頂部電極層的氮摩爾比。

10.根據權利要求9所述的嵌入式存儲器胞，其進一步包含：

側壁間隔物，其安置于所述覆蓋層和所述復合式頂部電極旁邊；以及

上介電層，其安置于所述下介電層上且覆蓋所述底部電極、所述電阻切換元件和所述側壁間隔物。

11.根據權利要求10所述的嵌入式存儲器胞，其進一步包含：

頂部電極通路，其通過所述上介電層安置且電連接到所述復合式頂部電極的所述上TiN頂部電極層。

12.根據權利要求11所述的嵌入式存儲器胞，其中所述頂部電極通路包括具有被鉭粘膠層或氮化鉭粘膠層環繞的底部和側壁表面的銅塊體。