[发明专利]非易失性存储装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法，该电阻变化型的非易失性存储装置使用了通过施加电压脉冲而电阻值变化、且能够非易失性地保持其电阻值的电阻变化元件。

背景技术

近年来，随着数字技术的进展，便携信息设备、信息家电等电子设备进一步高性能化。随着这些电子设备的高性能化，所使用的半导体元件的微小化以及高速化快速发展。其中，以闪存为代表的那种大容量的非易失性存储器的用途快速扩大。并且，作为替换该闪存的下一代的新型非易失性存储器，使用了所谓电阻变化元件的电阻变化型的非易失性存储装置的研究开发正在进行。在此，电阻变化元件是指如下元件：具有根据电信号而电阻值可逆地变化的性质，并且能够将与该电阻值对应的信息非易失性地存储的元件。

作为搭载了该电阻变化元件的大容量非易失存储器的一个例子，提出有交叉点型的非易失性存储装置（交叉点存储器）。例如，在专利文献1中公开有作为存储部而使用了电阻变化膜、作为开关元件而使用了二极管元件的构成的非易失性存储装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010/64340号

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1记载的非易失性存储装置的制造方法中，不能够实现与适合于微小铜布线形成的双金属镶嵌工艺之间的匹配性良好、且能够实现大容量及高集成化的电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法。

本发明的目的在于提供电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法，与适合于微小铜布线形成的双金属镶嵌工艺之间的匹配性良好、且能够实现大容量及高集成化。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明一个方案的非易失性半导体存储装置的制造方法，是电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法，其特征在于，包括：在基板上形成多个条纹状的第一布线的工序；在上述多个第一布线上形成第一层间绝缘层的工序；形成贯通上述第一层间绝缘层并与上述第一布线连接的多个存储单元孔的工序；在上述存储单元孔中埋入电阻变化元件的至少一方的电极和电阻变化层的工序；在上述第一层间绝缘层上形成了第二层间绝缘层之后，形成贯通上述第一层间绝缘层以及上述第二层间绝缘层并与上述第一布线连接的接触孔的工序；形成贯通上述第二层间绝缘层并与上述接触孔以及上述电阻变化元件连接的上述布线槽的工序；以覆盖上述布线槽且不覆盖上述接触孔的底面的方式，在上述第一层间绝缘层、上述第二层间绝缘层以及上述电阻变化层上形成双向二极管元件的电流控制层的工序；以及在上述接触孔以及上述布线槽内，形成由成为上述双向二极管元件的上部电极的下层和由布线材料形成的上层构成的第二布线，由此形成与上述电阻变化元件连接的上述双向二极管元件和上述接触孔的接触插塞的工序。

发明的效果

根据本发明，能够实现电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法，与适合于微小铜布线形成的双金属镶嵌工艺之间的匹配性、且能够实现大容量及高集成化。

附图说明

图1A是表示本发明第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的平面图。

图1B是表示本发明第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的截面图。

图2是表示本发明第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法的主要工序的截面图。

图3是表示本发明第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法的主要工序的截面图。

图4是表示本发明第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法的主要工序的截面图。

图5A是对本发明第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的接触孔的开口和布线槽之间的位置关系进行详细说明的截面图。

图5B是将本发明第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的一部分放大的截面图（将图5A的X部分放大的图）。

图6A是对本发明第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法的二极管元件的电流控制层的形成工序中的材料分子的飞来方向进行说明的平面图。

图6B是对本发明第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法的二极管元件的电流控制层的形成工序中的材料分子的飞来方向进行说明的截面图。

图7是对本发明第一实施方式的电阻变化型的非易失性存储装置的制造方法的二极管元件的电流控制层的形成工序的溅射方法进行说明的截面图。