本申請涉及半導(dǎo)體，具體涉及一種存儲器及其制備方法、電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、可變電阻式存儲器（resistive?random?access?memory，rram）是一種新型的非易失性存儲器，通過對可變電阻式存儲器中的金屬氧化物薄膜施加脈沖電壓，進而產(chǎn)生大的電阻差值來存儲數(shù)字信號“0”和數(shù)字信號“1”以存儲數(shù)據(jù)，可變電阻式存儲器具有消耗電力低、重寫速度高以及結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。

2、然而，傳統(tǒng)的制備可變電阻式存儲器的工藝制程異常復(fù)雜，導(dǎo)致制備的成本高且周期長，不利于規(guī)?；慨a(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的之一是提供一種存儲器及其制備方法、電子設(shè)備，至少能夠解決將可變電阻式存儲器嵌入到cmos中的流程復(fù)雜、制備成本高等問題，有利于規(guī)模化量產(chǎn)。為實現(xiàn)本申請的目的，本申請?zhí)峁┝巳缦碌募夹g(shù)方案：

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N存儲器制備方法，包括：

3、提供襯底，襯底頂面包括介質(zhì)層；

4、基于同一光罩同步形成沿靠近襯底頂面的第一方向貫穿介質(zhì)層的第一通孔、存儲孔；存儲孔的平行于第一方向的截面為“t型”；

5、于第一通孔內(nèi)形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)后，于存儲孔的內(nèi)表面及底面形成頂面低于襯底頂面的第一電極，第一電極內(nèi)包覆有犧牲層；

6、去除犧牲層后，于存儲孔內(nèi)形成覆蓋第一電極的頂面及裸露表面的阻變層，阻變層的頂面低于襯底頂面；

7、于存儲孔內(nèi)形成覆蓋阻變層頂面的第二電極。

8、上述實施例中的存儲器制備方法，通過基于同一光罩同步形成沿靠近襯底頂面的第一方向，貫穿襯底頂面上介質(zhì)層的第一通孔、存儲孔；存儲孔的平行于第一方向的截面為“t型”；然后在于第一通孔內(nèi)形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)后，于存儲孔的內(nèi)表面及底面形成頂面低于襯底頂面的第一電極，第一電極內(nèi)包覆有犧牲層；便于后續(xù)將犧牲層替換為阻變層后，得到覆蓋第一電極的阻變層，并使得第一電極包覆阻變層的底面及部分側(cè)壁；然后再形成覆蓋阻變層頂面的第二電極，利用沿第一方向依次分布的第一電極、阻變層及第二電極共同構(gòu)成可變電阻式存儲器，實現(xiàn)利用制備導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的光罩，制備出可變電阻式存儲器，在沒有額外增加光罩設(shè)計及制備成本的情況下，將可變電阻式存儲器嵌入到介質(zhì)層內(nèi)，避免因可變電阻式存儲器的引入而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件體積增加，提高了半導(dǎo)體器件的集成度及電性能，且有利于規(guī)?；慨a(chǎn)。

9、在一些實施例中，形成第一電極，包括：

10、采用原子層沉積工藝形成覆蓋存儲孔的內(nèi)表面及底面的第一電極材料層；

11、于存儲孔內(nèi)填充犧牲層；

12、回刻犧牲層、第一電極材料層，得到頂面齊平且低于襯底頂面的第一電極、犧牲層。

13、上述實施例中的存儲器制備方法，利用原子層沉積工藝的良好成膜厚度均一性，形成覆蓋存儲孔的內(nèi)表面及底面的厚度均一的第一電極材料層，然后于存儲孔內(nèi)填充犧牲層，使得犧牲層與第一電極材料層共同填滿存儲孔，便于同步回刻犧牲層、第一電極材料層，得到頂面齊平且低于襯底頂面的第一電極、犧牲層，便于后續(xù)將犧牲層替換為阻變層后，得到覆蓋第一電極的阻變層，并使得第一電極包覆阻變層的底面及部分側(cè)壁，利用阻變層將第一電極、第二電極相互隔離，形成可變電阻式存儲器。

14、在一些實施例中，犧牲層的平行于第一方向的截面為“t型”；形成阻變層，包括：

15、去除犧牲層后，于存儲孔內(nèi)填充阻變材料層；

16、回刻阻變材料層，得到覆蓋第一電極的頂面及裸露表面，且頂面低于介質(zhì)層頂面的阻變層。

17、上述實施例中的存儲器制備方法，由于犧牲層的平行于第一方向的截面為“t型”，在去除犧牲層后，經(jīng)由向存儲孔內(nèi)填充阻變材料層，再回刻阻變材料層，即可得到覆蓋第一電極的頂面及裸露表面，且頂面低于介質(zhì)層頂面的阻變層，從而在于阻變層頂面形成第二電極后，得到經(jīng)由阻變層隔離的第一電極、第二電極，形成可變電阻式存儲器，在沒有因可變電阻式存儲器的引入而增加體積的情況下，將可變電阻式存儲器嵌入到介質(zhì)層內(nèi)，提高了半導(dǎo)體器件的集成度及電性能，且有利于規(guī)模化量產(chǎn)。

18、在一些實施例中，形成第一通孔、存儲孔包括：

19、基于同一光罩于介質(zhì)層頂面形成圖形化光刻膠層，圖形化光刻膠層包括第一開口及第二開口，第一開口用于定義第一通孔，第二開口用于定義存儲孔；

20、基于圖形化光刻膠層圖形化介質(zhì)層，形成位于介質(zhì)層內(nèi)的第一初始通孔及第二初始通孔；

21、刻蝕并增加第一初始通孔、第二初始通孔的開口，得到縱截面呈“t型”的第一通孔、存儲孔。

22、在一些實施例中，襯底內(nèi)包括間隔排布的第一晶體管、第二晶體管；第一通孔暴露出第一晶體管的柵極的頂面；存儲孔暴露出第二晶體管的柵極的頂面。

23、在一些實施例中，介質(zhì)層包括覆蓋第一晶體管的柵極、第二晶體管的柵極的第一介電層，以及位于第一介電層頂面的第二介電層；基于圖形化光刻膠層圖形化介質(zhì)層，包括：

24、以圖形化光刻膠層為掩膜版，刻蝕介質(zhì)層，在刻蝕到第一介電層時，過刻蝕至暴露出部分柵極。

25、第二方面，本申請實施例還提供一種存儲器，包括：

26、襯底，襯底頂面包括介質(zhì)層；襯底上包括沿靠近襯底頂面的第一方向貫穿介質(zhì)層的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)；導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)基于同一光罩形成；

27、其中，存儲結(jié)構(gòu)包括沿第一方向依次排布的第一電極、阻變層及第二電極；阻變層覆蓋第一電極的頂面，第一電極包覆阻變層的部分側(cè)壁及底面。

28、上述實施例中的存儲器，通過基于同一光罩形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、可變電阻式存儲器，可以在制備多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的過程中，將其中至少一個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)替換為可變電阻式存儲器，在沒有額外增加光罩設(shè)計及制備成本的情況下，將可變電阻式存儲器嵌入到介質(zhì)層內(nèi)，避免因可變電阻式存儲器的引入而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件體積增加，提高了半導(dǎo)體器件的集成度及電性能，有利于規(guī)模化量產(chǎn)。

29、在一些實施例中，襯底內(nèi)包括間隔排布的第一晶體管、第二晶體管；導(dǎo)電結(jié)構(gòu)與第一晶體管的柵極電連接；存儲結(jié)構(gòu)與第二晶體管的柵極電連接。

30、在一些實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的工藝制程先于存儲結(jié)構(gòu)的工藝制程。

31、第三方面，本申請實施例還提供一種電子設(shè)備，包括：

32、采用上述任一實施例中存儲器制備方法制備而成的存儲器；或

33、上述任一項所述的存儲器。

34、上述實施例中的電子設(shè)備，包括上述任一項的存儲器，通過基于同一光罩形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、可變電阻式存儲器，可以在制備多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的過程中，將其中至少一個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)替換為可變電阻式存儲器，在沒有額外增加光罩設(shè)計及制備成本的情況下，將可變電阻式存儲器嵌入到介質(zhì)層內(nèi)，避免因可變電阻式存儲器的引入而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件體積增加，提高了半導(dǎo)體器件的集成度及電性能，有利于規(guī)模化量產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種存儲器制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲器制備方法，其特征在于，形成所述第一電極，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲器制備方法，其特征在于，所述犧牲層的平行于所述第一方向的截面為“t型”；形成所述阻變層，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的存儲器制備方法，其特征在于，形成所述第一通孔、所述存儲孔包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的存儲器制備方法，其特征在于，所述襯底內(nèi)包括間隔排布的第一晶體管、第二晶體管；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的存儲器制備方法，其特征在于，所述介質(zhì)層包括覆蓋所述第一晶體管的柵極、所述第二晶體管的柵極的第一介電層，以及位于所述第一介電層頂面的第二介電層；

7.一種存儲器，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲器，其特征在于，所述襯底內(nèi)包括間隔排布的第一晶體管、第二晶體管；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的存儲器，其特征在于，所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的工藝制程先于所述存儲結(jié)構(gòu)的工藝制程。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種存儲器及其制備方法、電子設(shè)備，方法包括：提供襯底，襯底頂面包括介質(zhì)層；基于同一光罩同步形成沿靠近襯底頂面的第一方向貫穿介質(zhì)層的第一通孔、存儲孔；存儲孔的平行于第一方向的截面為“T型”；于第一通孔內(nèi)形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)后，于存儲孔的內(nèi)表面及底面形成頂面低于襯底頂面的第一電極，第一電極內(nèi)包覆有犧牲層；去除犧牲層后，于存儲孔內(nèi)形成覆蓋第一電極的頂面及裸露表面的阻變層，阻變層的頂面低于襯底頂面；于存儲孔內(nèi)形成覆蓋阻變層頂面的第二電極，至少能夠解決將可變電阻式存儲器嵌入到CMOS中的流程復(fù)雜、制備成本高等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：于海龍,趙朵朵,孟昭生,董信國,賈超超
受保護的技術(shù)使用者：上海積塔半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30