[發明專利]存儲器裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201810631318.8
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN109585646B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 陳昇照;蕭清泰;張耀文;匡訓沖;蔡正原
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H10B61/00
• 分類號: H10B61/00;H10B63/00;H10N70/00;H10N50/01;H10N50/10
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷

提供具有蝕刻停止層的存儲單元。存儲單元包含底部電極設置于基底上方。開關介電質設置于底部電極上方并且具有可變電阻。頂部電極設置于開關介電質上方。側壁間隔層沿著底部電極、開關介電質和頂部電極的多個側壁往上延伸。下蝕刻停止層設置于下介電層上方并且襯于側壁間隔層的外側壁。下蝕刻停止層是由與側壁間隔層不同的材料形成，并且保護頂部電極免于制造程序期間的損傷。也提供用于制造存儲單元的方法。

技術領域

本發明實施例涉及半導體制造技術，特別涉及存儲器裝置及其制造方法。

背景技術

許多現代電子裝置都包含存儲器非易失性存儲器(non-volatile?memory)，其有助于在沒有電力的情況下存儲數據。例如磁阻式隨機存取存儲器(magnetoresistiverandom-access?memory，MRAM)和電阻式隨機存取存儲器(resistive?random?accessmemory，RRAM)的存儲器非易失性存儲器，因為相對簡單的結構以及他們與互補式金屬氧化物半導體(complementary?metal-oxide-semiconductor，CMOS)邏輯生產工藝的相容性，很有可能成為下一世代的存儲器非易失性存儲器技術。

發明內容

根據本發明的一些實施例，提供存儲器裝置。此存儲器裝置包含底部電極導孔，被下介電層環繞并且設置于基底上方；底部電極，設置于底部電極導孔上；開關介電質，設置于底部電極上方并且具有可變電阻；頂部電極，設置于開關介電質上方；側壁間隔層，沿著底部電極、開關介電質和頂部電極的多個側壁往上延伸；下蝕刻停止層，設置于下介電層上方并且襯于側壁間隔層的外側壁；以及上介電層，設置于下蝕刻停止層上并且環繞側壁間隔層的上部；其中下蝕刻停止層是由與側壁間隔層不同的材料形成。

根據本發明的另一些實施例，提供存儲器裝置的制造方法。此方法包含在基底上方繼續地形成并圖案化具有不同尺寸的第一存儲單元堆疊和第二存儲單元堆疊，這些存儲單元堆疊中的每一個包含底部電極、在底部電極上方的開關介電質、在開關介電質上方的頂部電極、以及沿著第一存儲單元堆疊和第二存儲單元堆疊的多個側壁的側壁間隔層；在第一和第二存儲單元堆疊之間的基底上方形成上介電層，并且襯于第一和第二存儲單元堆疊；在上介電層上方形成上蝕刻停止層；執行第一化學機械研磨工藝，以露出在這些存儲單元堆疊正上方的上介電層；以及執行毯覆蝕刻，以移除上蝕刻停止層并且以進一步降低上介電層以及露出第一和第二存儲單元堆疊的這些頂部電極。

根據本發明的又另一些實施例，提供存儲器裝置的制造方法。此方法包含在基底上方繼續地形成并且圖案化具有不同尺寸的第一存儲單元堆疊和第二存儲單元堆疊，這些存儲單元堆疊中的每一個包含底部電極、在底部電極上方的開關介電質、在開關介電質上方的頂部電極、沿著底部電極、開關介電質和頂部電極的多個側壁的側壁間隔層；在第一和第二存儲單元堆疊之間的基底上方形成下蝕刻停止層，并且襯于第一和第二存儲單元堆疊；在下蝕刻停止層上方形成上介電層；在上介電層上方形成上蝕刻停止層；在上蝕刻停止層上方形成研磨前驅層；執行第一化學機械研磨工藝，以露出在這些存儲單元堆疊正上方的上介電層；執行第二化學機械研磨工藝，以降低在這些存儲單元堆疊之間的上蝕刻停止層，并且以露出在這些存儲單元堆疊正上方的下蝕刻停止層；以及執行毯覆蝕刻，以移除上蝕刻停止層，并且以部分地移除下蝕刻停止層以及露出第一和第二存儲單元堆疊的這些頂部電極。

附圖說明

通過以下的詳細描述配合說明書附圖，可以更加理解本發明實施例的內容。需強調的是，根據產業上的標準慣例，許多部件(feature)并未按照比例繪制。事實上，為了能清楚地討論，各種部件的尺寸可能被任意地增加或減少。

圖1A示出具有蝕刻停止層的存儲器裝置的一些實施例的剖面示意圖。

圖1B示出具有蝕刻停止層的存儲器裝置的另一些實施例的剖面示意圖。

圖2示出圖1A或圖1B的具有存儲器裝置的集成電路的一些實施例的剖面示意圖。