[发明专利]阻变随机存取存储器的结构及其形成方法

权利要求书

1.一种阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成底部电极；

在底部电极上形成阻变层；

在所述阻变层上形成顶部电极；

在所述顶部电极的顶部表面、顶部电极的侧壁表面和所述阻变层的侧壁表面形成第一保护层。

2.如权利要求1所述阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，形成所述第一保护层的工艺包括：沉积工艺。

3.如权利要求1所述阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，所述第一保护层的材料包括氮化物、碳化物或碳氮化物。

4.如权利要求3所述阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，所述第一保护层的材料包括氮化硅或氮碳化硅。

5.如权利要求1所述阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，所述第一保护层的厚度范围包括：100nm～200nm。

6.如权利要求1所述阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，在形成所述第一保护层之前，还包括：在所述顶部电极表面形成第二保护层；在所述第二保护层上形成所述第一保护层。

7.如权利要求1所述阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，在所述顶部电极的顶部表面、顶部电极的侧壁表面和所述阻变层的侧壁表面形成第一保护层之后，还包括：在所述衬底上和所述第一保护层表面形成隔离层。

8.如权利要求1所述阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，所述阻变层和顶部电极的形成方法包括：在所述衬底表面以及底部电极表面形成阻变层材料；在所述阻变层材料上形成顶部电极材料层；在所述顶部电极材料层上形成第一掩膜层，所述第一掩膜层暴露出部分所述顶部电极材料层；以所述第一掩膜层为掩膜刻蚀所述顶部电极材料层和阻变层材料，形成所述顶部电极和阻变层。

9.如权利要求8所述阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，在所述衬底表面以及底部电极表面形成阻变层材料之前，还包括：在所述衬底上形成刻蚀停止层，所述刻蚀停止层还位于所述底部电极的侧壁表面，而且所述刻蚀停止层表面低于或齐平于所述底部电极的顶部表面。

10.如权利要求1所述阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，所述底部电极的形成方法包括：在所述衬底表面形成底部电极材料层；在所述底部电极材料层表面形成第二掩膜层，所述第二掩膜层暴露出部分底部电极材料层表面；以所述第二掩膜层为掩膜刻蚀所述底部电极材料层，直至暴露出所述衬底表面，在衬底上形成所述底部电极。

11.如权利要求1所述的阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，所述衬底包括：基底和位于基底上的器件层；所述器件层包括位于基底表面的器件结构、与器件结构电连接的互连结构以及介质层；所述介质层位于基底表面、器件结构表面和互联结构表面，且所述介质层暴露出所述互联结构的顶部表面；所述底部电极位于所述互联结构的表面。

12.如权利要求1所述的阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，所述底部电极的材料包括金属；所述金属包括钨或氮化钛。

13.如权利要求1所述的阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，所述阻变层的材料包括过渡金属氧化物；所述过渡金属氧化物包括氧化铪、氧化锆、氧化铝、氧化镍、氧化钽或氧化钛。

14.如权利要求1所述的阻变随机存取存储器单元的形成方法，其特征在于，所述顶部电极的材料包括金属，所述金属包括铜、铝、钨或氮化钛。

15.一种如权利要求1至14任一项方法所形成的阻变随机存取存储器单元，其特征在于，包括：

衬底；

位于衬底上的底部电极；

位于底部电极上的阻变层；

位于所述阻变层上的顶部电极；

位于所述顶部电极的顶部表面、顶部电极的侧壁表面和所述阻变层的侧壁表面的第一保护层。