阻变存储器及其制备方法与流程

本发明涉及阻变存储器，具体说，涉及一种阻变存储器及其制备方法。

背景技术：

1、阻变随机存储器(reram，resistive random access memory)以其低压、高速、低功耗、结构简单、与cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)传统工艺兼容、低成本、高密度等优势而受到越来越多的关注，被认为是下一代可能取代闪存而成为主流存储产品的一种新型存储器。现有的阻变存储器的制备工艺流程如图1所示，首先通过薄膜沉积和化学机械研磨(cmp)完成下电极(be)制备，然后进行薄膜沉积完成上电极(te)的间隙膜(gap film)制备，最后通过光刻和刻蚀完成阻变存储器的整体制备。在化学机械研磨步骤之后再进行阻变层和上电极沉积存在的弊端如下：1)化学机械研磨会在膜表面产生化学残留，进而影响阻变存储器的电性。2)由于化学机械研磨和沉积是分别在化学机械研磨机台和沉积机台上完成，晶圆在两个机台之间转移时产生的环境变化导致下电极表面容易产生化合物；另外，晶圆从化学机械研磨机台转移到沉积机台涉及到两个不同机台间的跑货流程，导致从化学机械研磨到沉积之间的时间无法精准卡控，且生产流程时间的加长使得下电极表面生成化合物的概率增加，进而影响阻变存储器的电性。

2、因此，亟需一种能够提高阻变存储器生产效率的阻变存储器制备流程。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种阻变存储器及其制备方法，以解决现有技术中存在的至少一个问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种阻变存储器的制备方法，方法包括：生成两个电极层，以及生成金属层和阻变层，金属层和阻变层位于两个电极层之间。

3、进一步，优选的方法为，生成两个电极层，所述两个电极层包括第一电极层和第二电极层；以及生成金属层和阻变层，金属层和阻变层位于两个电极层之间；方法包括：

4、在衬底上生成第一电极层，在第一电极层上生成金属层；

5、在金属层上生成阻变层和第二电极层。

6、进一步，优选的方法为，金属层包括第一金属层和第二金属层。

7、进一步，优选的方法为，还包括，在第一金属层上依次生成第二金属层、阻变层和所述第二电极层。

8、第二方面，本发明提供一种阻变存储器包括第一电极层、第二电极层和位于第一电极层和第二电极层之间的阻变层，在第一电极层和所述阻变层之间设置有金属层。

9、进一步，优选的结构为，金属层包括第一金属层和第二金属层。

10、进一步，优选的结构为，第一金属层的材料为w、lr、ru或pt。

11、进一步，优选的结构为，第一金属层的厚度为20nm～180nm。

12、进一步，优选的结构为，第二金属层的材料为w、lr、ru或pt。

13、进一步，优选的结构为，第二金属层的厚度为10nm～100nm。

14、进一步，优选的结构为，第二金属层的厚度为20nm～40nm。

15、进一步，优选的结构为，还包括通孔填充层，通孔填充层用于填充第一电极层的通孔；金属层、阻变层和第二电极层依次沉积在通孔填充层上。

16、第三方面，本发明提供一种存储单元，存储单元包括选通器以及和选通器连接的阻变存储器。其中，选通器可以是三端选通器件。

17、第四方面，本发明提供一种存储设备，存储设备包括存储控制器以及阻变存储器，存储控制器用于对阻变存储器进行数据读写。

18、第五方面，本发明提供一种电子设备，包括电路板以及与电路板连接的阻变存储器。

19、如上所述，本发明的一种阻变存储器及其制备方法、存储单元、存储设备以及电子设备，通过在阻变存储器的阻变层沉积前增加一道金属沉积，且在第一金属层的基础上增设与阻变层利用同一个沉积机台完成的第二金属层。有益效果如下：1)由于阻变层和金属层之间不存在其他工艺流程，减少了其他工艺对阻变层的影响。2)由于阻变层和金属层沉积利用同一个沉积机台完成，避免了晶圆在两个机台之间转移时产生的环境变化避免了电极表面生成化合物的概率增加；3)在生成阻变层之前减少了晶圆在两个不同机台间的跑货流程，使得生产流程时间可控，避免了生产流程时间的加长使得下电极表面生成化合物的概率增加的发生，进而保证阻变存储器的电性。

20、为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

技术特征：

1.一种阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的阻变存储器的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的阻变存储器的制备方法，其特征在于，还包括，

4.根据权利要求3所述的阻变存储器的制备方法，其特征在于，还包括，

5.一种阻变存储器，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的阻变存储器，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的阻变存储器，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的阻变存储器，其特征在于，

9.根据权利要求6所述的阻变存储器，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的阻变存储器，其特征在于，

11.根据权利要求10所述的阻变存储器，其特征在于，所述第二金属层的厚度为20nm～40nm。

12.根据权利要求5或6所述的阻变存储器，其特征在于，

13.一种存储单元，其特征在于，

14.一种存储设备，其特征在于，所述存储设备包括存储控制器以及如权利要求5-12中任意一项所述的阻变存储器，所述存储控制器用于对所述阻变存储器进行数据读写。

15.一种电子设备，其特征在于，包括电路板以及与所述电路板连接的如权利要求5-12中任一项所述的阻变存储器。

技术总结
本发明提供一种阻变存储器及其制备方法，在研磨后的膜层上增加了一层金属层；实现了隔离研磨后的膜层的平整度对阻变层的影响，达到使得阻变层尽量少受到环境因素的影响，从而改善阻变存储器的电性和工艺的稳定性技术效果。

技术研发人员：高飞,仇圣棻,杨芸,陈亮
受保护的技术使用者：昕原半导体(上海)有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14