[發明專利]一種半導體結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202010121614.0
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111403599B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 肖韓;劉毅華;黃如
• 申請（專利權）人: 杭州未名信科科技有限公司;浙江省北大信息技術高等研究院
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

1.一種半導體結構，其特征在于：包括：

半導體襯底；

底部電極；形成于所述半導體襯底上；

阻變層；

頂部電極，所述頂部電極形成于所述阻變層上；

過渡層，所述過渡層形成于所述阻變層與所述頂部電極之間；

所述過渡層包含Si元素；

所述過渡層的寬度等于所述阻變層和所述頂部電極的寬度；

所述過渡層是通過Si離子注入形成的，其中通過控制硅離子的注入角度和注入能量、注入劑量來使得硅離子到達所述阻變層與所述頂部電極的界面，從而使得所述阻變層與所述頂部電極的界面發生改變。

2.如權利要求1所述的半導體結構，其特征在于：所述Si元素以游離Si的形式存在于所述過渡層。

3.如權利要求1所述的半導體結構，其特征在于：所述頂部電極的材料為TaN、TiN、Pt、Ir、Cu中的任一種；所述底部電極的材料為TaN、TiN、Pt、Ir、Cu中的任一種。

4.如權利要求1所述的半導體結構，其特征在于：所述阻變層的材料為HfO_x、TaO_x、WO_x中的任一種。

5.如權利要求4所述的半導體結構，其特征在于：所述x值為1.5-2.5。

6.如權利要求1所述的半導體結構，其特征在于：所述過渡層的材料為Ta-Si-O_X-Ta。

7.如權利要求6所述的半導體結構，其特征在于：還包括界面層，所述界面層形成于底部電極與所述阻變層之間，所述界面層不包含Si。

8.如權利要求7所述的半導體結構，其特征在于：所述界面層的材料為Ta-O-N-Ta。

9.權利要求1-8任一項所述的半導體結構的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

提供半導體襯底；

形成底部電極；

于所述底部電極上形成阻變層；

于所述阻變層上形成頂部電極；

進行Si離子注入，注入深度在頂部電極和阻變層之間，形成包含Si元素的過渡層。

10.如權利要求9所述的半導體結構的制備方法，其特征在于：所述Si離子注入的角度為：10～30°。

11.如權利要求9所述的半導體結構的制備方法，其特征在于：形成底部電極的步驟包括：在半導體襯底上沉積底部電極材料，刻蝕部分底部電極材料，暴露出部分半導體襯底；于所述半導體襯底的暴露區域填充阻擋層，并進行平坦化；

形成頂部電極步驟還包括：刻蝕部分頂部電極和阻變層，保留底部電極上方的頂部電極和阻變層；且頂部電極和阻變層覆蓋部分阻擋層；

進行Si離子注入后，刻蝕所述阻擋層至所述底部電極露出。