[发明专利]电阻存储器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及电阻存储器及其制作方法。

背景技术

当前，开发成本低，速度快，存储密度高，制造简单且与当前的互补金属氧化物(CMOS)半导体集成电路工艺兼容性好的新型存储技术受到世界范围的广泛关注。基于具有电阻开关特性的金属氧化物的电阻式随机存取存储器(RRAM)的内存技术是目前多家器件制造商开发的重点，因为这种技术可以提供更高密度、更低成本与更低耗电量的非易失性内存。RRAM的存储单元在施加脉冲电压后电阻值会产生很大变化，这一电阻值在断开电源后仍能维持下去。此外，RRAM具有抗辐照、耐高低温、抗强振动、抗电子干扰等性能。

文献“non-volatile resistive switching for advanced memory application”(AnChen，et，al.，IEDM Technical Digest，Dec.2005，Page 746)给出了一种电阻存储器结构，参考附图1所示，具有半导体衬底100，所述衬底内形成有源极110和漏极120以及位于半导体衬底100上横跨源极110和漏极120的栅极结构130，钨栓塞140和互连铜线150用于层间互连，160为所述电阻存储器的下电极，例如是金属钨，金属铜等，氧化所述下电极形成的电阻可变存储介质层170，例如氧化钨、氧化铜等材料，在电阻可变存储介质层170上形成的上电极180，可以是Ti/TiN的双层结构，互连铜线或是互连铝线190用于层间互联。

现有技术中，对于含有电阻存储器的集成电路，电阻可变的存储介质材料是氧化铜或氧化钨，采用上述材料会使电阻存储器的低电阻值过低而造成器件功耗大、电流大，进而无法使半导体器件尺寸做小，集成度提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种电阻存储器及其制作方法，防止电阻存储器的低电阻值过低而造成器件功耗大。

为解决上述问题，本发明提供一种电阻存储器的制作方法，包括：提供半导体衬底以及位于半导体衬底上的层间介质层；在层间介质层内形成第一互连结构；在第一互连结构和层间介质层上形成电阻可变存储介质层，所述电阻可变存储介质层为金属硅氧化物；在电阻可变存储介质层上形成第二互连结构。

本发明还提供一种电阻存储器，包括：半导体衬底，位于半导体衬底上的层间介质层，位于层间介质层内的第一互连结构，位于第一互连结构和层间介质层上的电阻可变存储介质层，所述电阻可变存储介质层的材料为金属硅氧化物，位于电阻可变存储介质层上的第二互连结构。

本发明还提供一种电阻存储器的制作方法，包括：提供半导体衬底以及位于半导体衬底上的层间介质层；在层间介质层内形成第一互连结构；在第一互连结构和层间介质层上形成扩散阻挡层，所述扩散阻挡层内形成有露出第一互连结构的开口；在开口内的第一互连结构上形成电阻可变存储介质层，所述电阻可变存储介质层为金属硅氧化物；在电阻可变存储介质层和扩散阻挡层上形成第二互连结构。

本发明还提供一种电阻存储器，包括：半导体衬底；位于半导体衬底上的层间介质层，位于层间介质层内的第一互连结构；位于第一互连结构和层间介质层上的扩散阻挡层，所述扩散阻挡层上形成有露出第一互连结构的开口；位于开口内的第一互连结构上的电阻可变存储介质层，所述电阻可变存储介质层的材料为金属硅氧化物；位于电阻可变存储介质层及扩散阻挡层上的第二互连结构。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：电阻存储器中的电阻可变存储介质层材料为金属硅氧化物。其优点是采用金属硅氧化物作为电阻可变存储介质层材料，此种材料具有很高的低阻电阻值，提高从低阻到高阻的编程电流，从而减小存储器的整体功耗。另外，金属硅氧化物材料在现今半导体产业中已经广泛采用，无需太大改动即可用于工业生产线，制备方便。

附图说明

图1是为现有技术电阻存储器的结构示意图；

图2是本发明形成电阻存储器的第一具体实施方式流程图；

图3、图4a、图4b是本发明形成电阻存储器的第一实施例示意图；

图3、图5a、图5b是本发明形成电阻存储器的第二实施例示意图；

图6是本发明形成电阻存储器的第二具体实施方式流程图；

图7至图9是本发明形成电阻存储器的第三实施例示意图。

具体实施方式