[发明专利]具有双间隔件的一晶体管和一阻变随机存取存储器的结构

权利要求书

1.一种阻变随机存取存储器(RRAM)单元，包括：

晶体管；

RRAM结构，具有：

底电极，具有通孔部分和顶部，所述底电极的所述通孔部分嵌入在第一RRAM停止层内；

阻变材料层，位于所述底电极上，其宽度与所述底电极的所述顶部的宽度相同；

覆盖层，位于所述阻变材料层上，其宽度小于所述阻变材料层的宽度；

第一间隔件，围绕所述覆盖层，所述第一间隔件与所述阻变材料层对齐；

第二间隔件，围绕所述阻变材料层和所述底电极的所述顶部；

顶电极，位于所述阻变材料层上，其宽度等于所述覆盖层的宽度；以及

导电材料，将所述RRAM结构的所述顶电极连接至金属层。

2.根据权利要求1所述的RRAM单元，其中，所述RRAM结构还具有位于所述导电材料的一部分、所述顶电极、所述阻变材料层和所述第二间隔件的上方且围绕所述导电材料的一部分、所述顶电极、所述阻变材料层和所述第二间隔件的第二RRAM停止层。

3.根据权利要求2所述的RRAM单元，其中，所述第二间隔件的材料与所述第二RRAM停止层的材料相同。

4.根据权利要求1所述的RRAM单元，还包括位于部分所述顶电极上方的氮氧化硅层。

5.一种阻变随机存取存储器(RRAM)单元，包括：

晶体管；

RRAM结构，具有：

底电极；

阻变材料层，位于所述底电极上，其宽度与所述底电极的宽度相同；

覆盖层；

顶电极，位于所述覆盖层上；

第一保护层，至少围绕所述覆盖层，所述顶电极和所述覆盖层具有相同的宽度且小于所述底电极的宽度，并且所述保护层完全设置在所述阻变材料层上；

第二保护层，围绕所述第一保护层、所述阻变材料层和部分所述底电极；以及

导电材料，将所述RRAM结构的所述顶电极连接至金属层。

6.根据权利要求5所述的RRAM单元，还包括位于所述晶体管和所述RRAM结构之间的三个或三个以上的金属层。

7.一种制造阻变随机存取存储器(RRAM)单元的方法，所述方法包括：

在半导体衬底上形成晶体管；

沉积底电极层；

沉积阻变材料层；

沉积覆盖层；

沉积顶电极层；

沉积顶电极保护层；

通过图案化并蚀刻所述顶电极保护层、所述顶电极层和所述覆盖层来形成顶电极；

在所述顶电极保护层、所述顶电极和所述覆盖层的周围形成第一间隔件；

将所述第一间隔件和所述顶电极保护层用作蚀刻掩模，通过图案化和蚀刻所述底电极层来形成底电极；以及

在所述底电极和所述第一间隔件的周围形成第二间隔件。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：在所述晶体管和所述底电极层之间形成两个或两个以上的金属互连层。

9.根据权利要求7所述的方法，还包括：

沉积RRAM停止层和介电层；

在所述介电层和所述RRAM停止层内蚀刻顶电极通孔；以及

用金属填充所述顶电极通孔。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述底电极的蚀刻过程中，所述顶电极保护层基本被移除。