“设备”和“制品”意在包含电子器件、半导体设备、计算机、或可从任何计算机可读设备、载体、或媒体访问的计算机程序。计算机可读媒介可以包括硬件媒体或软件媒体。此外，该媒体可以包括非临时性媒体或传输媒体。在一个实例中，非临时性媒介可以包括计算机可读的硬件媒介。计算机可读硬件介质的具体实施例可包括但不限于:磁存储设备(例如:硬盘、软盘、磁条...)、光盘(例如:压缩光盘(⑶)、数字多功能盘(DVD)...)、智能卡、以及闪存设备(例如:卡、棒、键驱动器...)。计算机可读传输媒介可包括载波等。当然，本领域的技术人员将了解到在不偏离本发明标的的范围或精神下做出许多修改。
[0103]以上所描述的包括本发明的示例。当然，为了描述本发明，不可能描述元件或方法的每个可想到的组合，但本领域的通常技术人员可了解到，许多本发明的进一步组合和排列是可能的。因此，所公开的主题旨在涵盖落入所公开的精神和范围内的所有此类更改、修改和变化。此外，对于术语“包括”的范围，“包括”、“包含”或“具有”及其变体不论是被用于在详细说明或权利要求书中，此术语旨在是包容性的方式，其类似于术语“包括”的用法，如同其在权利要求中用作为连接词时所被解读的。
[0104]此外，单词“示例性”在本文中用于表示用作示例、实例或说明。本文中描述为“示例性”的任何面向或设计并不一定要被解释为较佳于或胜过其他面向或设计。反而是，词语示例性的使用旨在以具体方式呈现概念。如本申请中所使用的，术语“或”旨在表示包容性的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另有指定，或从上下文可以清楚，“X使用A或B”旨在表示任何自然包容性的排列。也就是说，如果X使用A ;X使用B ;或X同时采用A和B，则“X采用A或B”能满足任何上述例子。此外，冠词“一”和“一个”用在本申请和所附权利要求书一般应被解释为表示“一或多个”，除非另有指定或从上下文中明确得知其针对于单数形式。
[0105]此外，详细说明中的一些部分已被呈现在电子存储器内的资料位元的演算法或程序操作中。这些程序说明或表示，是指这些本领域中具有通常知识者所使用的机制以有效地传达他们的工作实质给其他本领域中的知识同样熟练者。此处的工艺，一般而言，是被设想为行为的自相一致的顺序导致期望结果。该行为是那些需要物理量的物理操纵。典型地，尽管不是必要，这些量采用能够被存储、传输、组合、比较、和/或以其他方式操纵的电和/或磁信号的形式。
[0106]已经证明，主要出于公共使用的原因，这些信号意指位元、值、元素、符号、字符、术语、数字等。然而，应当记住，所有这些和类似的术语都将与恰当的物理量相关联并且仅仅是应用于这些量的方便的标签。除非另有具体说明或从前面的讨论中明显的，应该理解，整体本公开的主题中，利用诸如程序、计算、复制、模仿、确定或传送等的讨论，指的是处理系统的动作和过程，和/或类似的消费者或工业电子设备或机器，该电路、寄存器或电子器件存储器内操纵或转换数据或信号表示为物理(电或电子的)量，为在机器或计算机系统存储器或寄存器或其它这类信息存储、传输和/或显示设备内的其它数据或信号类似地表示为物理量。
[0107]在关于由上述组件、结构、电路、工艺程序等所执行的各种功能，所述用于描述这些元件的术语(包括提及的“手段”)都旨在对应于(除非特别指出)任何执行所述元件(例如，功能等效)的指定功能的元件，即使在结构上不等效于所公开的结构，其进行在此处说明的实施例示例面向中的功能。另外，虽然特定特征可能已经被相对于数个实例中之仅仅一个所公开，这些特征可以与其他实例的一或多个其它特征组合，这对于任何给定或特定的应用来说可能是期望的和有利的。也应当认识到，实施例包括系统以及具有用于执行的动作和/或所述各种处理的事件的计算机可执行指令的计算机可读介质。
【主权项】
1.一种存储器器件，包括: 衬底，其包括至少部份形成在所述衬底内的一个或多个电子器件； 介电层，其位于该衬底上方； 通孔结构，其于该介电层内加衬有扩散减缓层并且填充有铜金属，其中，所述通孔结构通过移除该介电层的一部分而形成； 阻挡层，其形成在该介电层和该通孔结构上方，其中，所述阻挡层减轻铜材料扩散进入或穿过所述阻挡层； 第二通孔结构，其形成在该阻挡层内并且暴露出该通孔结构中的铜金属的顶表面； 导电插塞，其经由镶嵌工艺形成在该第二通孔结构内并与该铜金属的顶表面电接触；以及 存储器单元堆栈，其沉积在该阻挡层上方以及在该第二通孔结构内的导电插塞上方，其中，所述存储器单元堆栈被图案化及蚀刻以形成在该通孔结构上方的分立双端子存储器器件，并使该导电插塞作为该分立双端子存储器器件的底部端子。2.如权利要求1所述的存储器器件，其中，所述分立双端子存储器器件形成在后端(back-end-of-1 ine)制造工艺的金属层之间。3.如权利要求2所述的存储器器件，其中所述金属层是铜，且该后端制造工艺是铜兼容(copper-compatible)制造工艺。4.如权利要求1所述的存储器器件，其中，所述分立双端子存储器器件是嵌入式存储器器件的嵌入式存储器阵列的一部分。5.如权利要求1所述的存储器器件，其中，所述分立双端子存储器器件的形成是藉由将不超过四个光阻掩模层加入到后端金属化结构。6.根据权利要求5的方法，其中所述分立双端子存储器器件的形成是藉由将不超过两个光阻掩模层加入到该后端金属化结构。7.如权利要求1所述的存储器器件，其中，该存储器单元堆栈还包括: 电阻式切换层，其与该导电插塞电接触； 顶电极层，位于该电阻式切换层上方；以及 第二导电插塞，位于该顶电极层上方，其中，所述第二导电插塞具有厚度，该厚度被选择为提供该顶电极层与该分立双端存储器器件上方的该存储器器件的后端金属层之间的电传导性。8.如权利要求1所述的存储器器件，还包括: 附加通孔结构，其在该介电层内相邻该通孔结构，该附加通孔结构加衬有该扩散减缓层并且填充有该铜金属； 第二介电层，位于该分立双端子存储器器件上方以及该阻挡层覆盖该附加通孔结构的区域上方； 垂直通孔，其在该第二介电层内形成穿孔，该穿孔通过该阻挡层以暴露该附加通孔结构的铜金属顶表面； 接触通孔阵列，其从所述第二介电层的子集所形成，该接触通孔阵列包括位于该存储器单元堆栈上方并暴露出其顶表面的第一接触通孔以及相邻并接触该垂直通孔的上半部份的第二接触通孔，其中该第二接触通孔和该垂直通孔的组合构成在该第二介电层内所形成的第三通孔结构。9.如权利要求8所述的存储器器件，其中该第一接触通孔和该第二接触通孔加衬有该扩散减缓层并填充有铜金属，该扩散减缓层和该第一接触的铜金属与该存储器单元堆栈的顶表面电接触。10.如权利要求8所述的存储器器件，其中，藉由在该通孔结构和该第一接触通孔之间形成该分立双端存储器器件，该通孔结构和该接触通孔阵列之间预定的设计距离是本质上不变的。11.一种用于形成电阻式存储器单元的方法，其包括: 提供半导体衬底，该半导体衬底具有复数个互补金属氧化物半导体(CMOS)器件形成其上，并且具有复数个暴露的铜导体接触区域； 形成阻挡层在该半导体衬底和该铜导体接触区域上方； 形成复数个底部电极在该阻挡层内，该底部电极与该铜导体接触区域的至少一个子集的相应的每一个电接触； 设置一组电阻式存储器单元层在该阻挡层上方，包括: 设置电阻式切换材料在所述复数个底部电极上方并与其电接触，以及 设置主动金属材料在所述电阻式切换材料上方并与其电接触； 设置蚀刻停止层，该蚀刻停止层包含在该主动金属材料的部分上方的分立蚀刻停止区段; 蚀刻位于该分立蚀刻停止区段之间的该组电阻式存储单元层，以形成复数个电阻式存储器结构； 将第一电介质层沉积在该复数个电阻式存储器结构上方及之间； 蚀刻该第一介电层，以暴露该复数个电阻式存储器结构的蚀刻停止层； 将第二介电层沉积在该第一介电层的至少一部分上方以及在该复数个电阻式存储器结构的蚀刻停止层上方； 在该第二介电层的分立掩模部分上方形成并图案化掩模层； 响应于所述掩模层，蚀刻该第二介电层的至少一部分，以形成复数个接触通孔，其分别暴露出所述复数个电阻式存储器结构的分立蚀刻停止区段的至少一部分；以及 在该复数个接触通孔内将铜金属层形成在所述复数个电阻式存储器结构的分立蚀刻停止区段的部分上方并与其个别电接触。12.如权利要求11所述的方法，其中，该电阻式切换材料是从由未掺杂非晶硅、非结晶硅、以及非化学计量氧化硅所构成的群组中选出。13.如权利要求11所述的方法，其中，该主动金属材料是从由银金属或合金、适于蚀刻的铜金属或合金、铝金属或合金、以及金金属或合金所构成的群组中选出。14.如权利要求11所述的方法，其中，该沉积该电阻式切换材料还包括在该电阻式切换材料和该主动金属材料之间沉积阻挡材料，其中，该阻挡材料是从由钛、氮化钛、氮化钽、及钨所构成的群组中选出。15.如权利要求11所述的方法，其中，该设置该电阻式切换材料还包括沉积各个选择器件在该复数个底部电极上方并与其电接触，其中，所述选择器件是从由铜、铝、钛、钨、银、镍、固体电解质、硅亚氧化物、三氧化二铝、二氧化铪、及氧化锌所构成的层而形成。16.如权利要求11所述的方法，进一步包括: 在该第二介电层附加的分立掩模部分上方形成并图案化第二掩模层，所述附加的分立掩模部分相邻并与该接触通孔中的一个接触；以及 响应于所述第二掩模层，蚀刻该第一介电层及该第二介电层的至少一部分，以在该第一介电层和该阻挡层中形成垂直通孔，以暴露出该半导体衬底中铜导体接触区域的一个的至少一部分；其中，形成该铜金属层在该复数个接触通孔内还包括以接触该铜导体接触区域的一个的部分的铜金属填充该垂直通孔。17.如权利要求11所述的方法，还包括将阻挡层形成在插入在该铜金属层以及该第二介电层和分立蚀刻停止区段之间的该复数个接触通孔。18.如权利要求11所述的方法，其中，形成该复数个底部电极在该阻挡层内还包括: 形成一组通孔凹槽在该半导体衬底的阻挡层内； 以导电材料填充该阻通孔凹槽，该导电材料是与从由掺杂多晶硅、掺杂多晶硅锗、硅、氮化钛、氮化钽、铂、及铜所构成的群组中选出； 平坦化该阻挡层和经填充的通孔凹槽，以露出该阻挡层和该导电材料的顶表面。19.一种形成包含嵌入电阻式存储器的器件的方法，其包括: 提供衬底，该衬底具有复数个CMOS器件形成其上； 形成第一铜金属层在该衬底上方，该第一铜金属层包括复数个铜接触垫； 形成复数个电阻式存储器器件在该衬底的表面区域部分上方并在该表面区域部份内与该复数个铜接触垫的相对应子集的相应的一个接触，其中，形成该复数个电阻式存储器器件是藉由使用两个、三个或四个光阻掩模层，并且进一步其中，该复数个电阻式存储器器件包括一组第一存储器接触区域的相应的一个；以及 形成第二铜金属层在该复数个电阻式存储器器件上方并与该组第一存储器接触区域电接触。20.如权利要求19所述的方法，其中，形成该复数个电阻式存储器器件还包括: 形成铜扩散减缓层在该第一铜金属层上方； 利用蚀刻、填充、和研磨工艺将一组底部电极形成在该铜扩散减缓层的分立空隙内，其中，形成该分立空隙在该铜扩散减缓层内是利用两个、三个或四个的光阻掩模层的第一光阻掩模层，其形成分别具有第一横向尺寸的该分立空隙； 形成电阻式存储器膜堆栈在经平坦化的该扩散减缓层及该组底部电极上方； 沉积蚀刻停止层在该电阻式存储器膜堆栈的分立子集上方，其中，该分立子集分别具有第二横向尺寸，其大于该第一横向尺寸并涵盖该组底部电极的相应的一个； 形成该两个、三个、或四个光阻掩模层的第二光阻掩模层在该电阻式存储器膜堆栈的分立子集上方；以及 从该电阻式存储器膜堆栈的分立子集蚀刻该复数个电阻式存储器器件。21.如权利要求20所述的方法，其中，该铜扩散减缓层是从由氮化硅、碳化硅、氮碳化硅所组成的群组中选出。
【专利摘要】本发明涉及后端金属层中的集成电阻式存储器，提供存储器器件，其具有集成在其后端层内的电阻式切换存储器。举例来说，在多种实施例中，该电阻式切换存储器可以是嵌入式存储器，例如高速缓存、随机存取存储器等。电阻式存储器可以制造在多种后端金属化结构之间，该后端金属化结构包括后端铜金属层并且部份地利用一个或多个镶嵌工艺。在一些实施例中，电阻式存储器可以部份地使用镶嵌工艺以及部份地使用负蚀刻处理而制造，其利用四个或更少的光阻掩模。因此，本发明提供相对低成本且高性能的嵌入式存储器，其兼容于集成电路铸造制造工艺的多样性。
【IPC分类】H01L27/24, H01L45/00
【公开号】CN105047682
【申请号】CN201510221263
【发明人】S·纳拉亚南, S·麦斯威尔, N·小瓦斯克斯, H·Y·吉
【申请人】科洛斯巴股份有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月4日
【公告号】US20150318333