发明名称 具有与底电极环型顶端接触的记忆元件之记忆胞
摘要
申请公布号 TWI357166 申请公布日期 2012.01.21
申请号 TW096108091 申请日期 2007.03.08
申请人 旺宏电子股份有限公司 发明人 龙翔澜
分类号 H01L45/00 主分类号 H01L45/00
代理机构 代理人 李贵敏 台北市松山区敦化北路168号15楼
主权项 一种记忆胞,包含一记忆材料,可利用施加能量在电性状态之间切换,该记忆胞包含:一基板具有与一存取电路之接点;一电性导电栓塞延伸通过该基板内的一层间介电层而至该接点;一环形底电极,包含一第一环形下方部分,其具有一第一侧向尺寸的一第一接点区域与该栓塞接触,以及一第二上方部分,该第二上方部分具有大致为环形的一顶终端,其围绕一非导体中央部分,该环形顶终端具有一第二接点区域介于该环形顶终端的一内围与一外围之间,该外围具有一第二侧向尺寸;该第一侧向尺寸长于该第二侧向尺寸;该下方部分为一无穿孔结构;一顶电极;以及一记忆元件,包含一记忆材料,可利用施加能量在电性状态之间切换,该记忆元件位在该顶电极与该底电极第二部分的该环形上方终端之间,同时与该顶电极与该底电极第二部分的该环形上方终端具有电性接触。如申请专利范围第1项之记忆胞,其中该大致环形的上方终端为一连续环形元件。如申请专利范围第1项之记忆胞,其中该环形上方终端在该记忆元件上具有一边墙,其厚度为2-10 nm。如申请专利范围第1项之记忆胞,其中该第一侧向尺寸的长度约为该第二侧向尺寸的两倍。如申请专利范围第1项之记忆胞,其中该非导体中央区域包含一第一介电材料与该顶电极之该第二上方部分,其受到一第二介电材料所包围,并与该第二介电材料接触。如申请专利范围第5项之记忆胞,其中该第一与第二介电材料具有不同的蚀刻性质。如申请专利范围第5项之记忆胞,更包含一第三介电材料,围绕该第二介电材料。如申请专利范围第1项之记忆胞,其中该记忆元件包含一可程式电阻记忆材料。一种制作一记忆胞装置的方法,该装置包含一记忆材料可利用施加能量在电性状态之间切换,该方法包含:提供一记忆胞存取层,其具有一顶表面与一导电元件位于该顶表面;形成一第一电极材料层于该顶表面之上;形成一第一介电材料层于该第一电极材料层之上;形成一幕罩于该第一介电材料与该导电元件之上;移除未被该幕罩所覆盖的该第一介电材料层与该第一电极材料层部分;移除该幕罩以留下一介电/电极堆叠于该导电元件之上,该介电/电极堆叠包含一介电间隙元件于一底电极元件之上;覆盖一第二电极材料层于该介电/电极堆叠之上,以建立一底电极结构,其包含该底电极元件以及该第二电极材料层所包围的该介电间隙层元件;覆盖一第二介电材料层于该第二电极材料层之上;移除覆盖该介电间隙层元件的该第二介电材料层与该第二电极材料层部分,以建立:一介电侧壁子,其系由该介电间隙元件而来,利用留下该第二介电材料层的部分,以围绕该第二电极材料层的剩余部分;以及一底电极,该底电极包含一第一环形下方部分,具有一第一侧向尺寸,以及一第二上方部分,该第二上方部分具有一大致环形的一顶终端,围绕该裸露介电间隙层元件,该环形顶终端具有一接点区域介于该环形顶终端的一内围与一外围之间,且该外围具有一第二侧向尺寸,其中该第一侧向尺寸长于该第二侧向尺寸;形成一记忆元件于该环形上方终端之上;以及形成一顶电极于记忆元件之上。如申请专利范围第9项所述之方法,其中该形成幕罩之步骤,系使该阻障具有一侧向尺寸,其低于制作幕罩制程的最小特征尺寸。如申请专利范围第9项所述之方法,其中形成该幕罩之步骤系利用一微影制程以及接续的一蚀刻制程,由此该幕罩具有一侧向尺寸,该侧向尺寸低于形成该阻障之该微影制程的最小微影特征尺寸。如申请专利范围第9项所述之方法,其中进行移除该部分的步骤,由此所形成该环形顶终端具有一边墙厚度,该边墙厚度为2-10 nm。如申请专利范围第9项所述之方法,其中移除该部分之步骤,包含一蚀刻步骤以及后续的一平坦化步骤,同时更进一步包含选择相异的第一与第二介电材料,使该第一与该第二介电材料层可在蚀刻制程中具有不同的蚀刻特性,由此在该蚀刻步骤中,该介电间隙层元件并不会被实质蚀刻。
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