[发明专利]一种半导体集成电路器件及其制造方法

说明书

本发明实施例公开了一种半导体集成电路器件及其制造方法。该方法包括：首先，在第一电极的上方和侧壁沉积阻变材料层和第二电极；之后，使用化学机械抛光工艺(CMP)一次磨去顶部，使阻变材料层形成于第一电极的侧壁，并在水平方向形成导电细丝。化学机械抛光工艺一次去除顶部的工艺可大大减少对阻变材料层的损伤，对导电细丝形成的影响较小，从而改善了现有制造工艺对电阻转变层的损伤问题。此外，使用该制造方法制备半导体集成电路器件还大大简化了现有制造工艺的程序，进一步降低了制造成本，具有非常突出的有益效果。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种电阻式随机存取存储器(RRAM)及其制造方法。

背景技术

近年来，以电阻转变效应为工作原理的电阻式随机存取存储器(ResistiveRandom Access Memory，RRAM)是最具应用前景的下一代非易失性存储器之一，与传统浮栅闪存相比，在器件结构、速度、可微缩性、三维集成潜力等方面都具有明显的优势。

通常，RRAM的基本结构为金属-绝缘体-金属(MIM)结构，除了实现基本功能的第一电极、电阻变换层和第二电极之外，往往还设置有一些功能辅助层以增强功能或是防止漏电、氧扩散等功能损害，例如阻氧层(oxygen barrier layer)、抓氧层(oxygen gettinglayer)等。这些基本功能层以及功能辅助层堆叠在一起就形成了RRAM。

在制备RRAM时，往往需要一层一层地沉积各种材料形成堆叠结构，然后再通过刻蚀来定义RRAM阵列。但在刻蚀时，由于各种材料的刻蚀率不同，如果采用一次刻蚀来完成，很容易造成侧壁的损伤。对于平面叠加形成的RRAM结构，第一电极和第二电极上下相对，侧壁的损伤就会直接影响导电细丝的形成，并影响整个RRAM的稳定性。

为此，现有工艺大多，采用每沉积一层就刻蚀一层的方式来减轻侧壁损伤，但这一解决方案增加了制造工艺的复杂性。

由此可见，如何在减轻侧壁损伤对导电细丝形成的影响，并进一步简化RRAM的制造工艺是尚待解决的一个技术问题。

发明内容

针对以上技术问题，在本发明人创造性地发明了一种半导体集成电路器件及其制备方法。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种半导体集成电路器件，该半导体集成电路器件包括：第一电极；阻变材料层，设置在非水平方向，阻变材料层的一侧与第一电极的侧壁连接，另一侧与第二电极连接；第二电极具有非水平方向的第一部分，其中，第一部分与阻变材料层的一侧连接并与阻变材料层另一侧连接的第一电极相对，以在水平方向形成导电细丝。

根据本发明实施例一实施方式，第二电极还具有水平方向的第二部分，第二部分与第一部分连接。

根据本发明实施例一实施方式，半导体集成电路器件还包括：至少一个导电金属，设置在第二电极的第二部分的上方，并与第二电极的第二部分连接。

根据本发明实施例一实施方式，第一电极和第二电极的材料包括钛、钽、铝、氮化钛或氮化钽。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种半导体集成电路器件的制造方法，其特征在于，该方法包括：获取一带有金属导线的底板；在底板上形成第一电极，使第一电极的侧壁暴露出来；在第一电极的侧壁形成阻变材料层，使阻变材料层的一侧与第一电极的侧壁连接；在阻变材料层的另一侧形成第二电极，使第二电极具有非水平方向的第一部分，其中，第一部分与阻变材料层的一侧连接并与阻变材料层另一侧连接的第一电极相对，以在水平方向形成导电细丝。

根据本发明实施例一实施方式，在底板上形成第一电极，包括：在底板上沉积第一金属层；对金属层进行蚀刻以形成第一电极，并使第一电极的侧壁暴露出来。

根据本发明实施例一实施方式，在第一电极的侧壁形成阻变材料层，包括：在第一电极上沉积阻变材料层，使阻变材料层覆盖在第一电极的侧壁和上方。