[发明专利]集成芯片及其形成方法

说明书

在一些实施例中，本发明涉及一种集成芯片。集成芯片包括围绕衬底上方的多个下部互连层的下部层间介电(ILD)结构。蚀刻停止材料设置在下部ILD结构上方。底部电极布置在蚀刻停止材料的上表面上方，数据存储结构设置在底部电极的上表面上，并且配置成存储数据状态，并且顶部电极设置在数据存储结构的上表面上。第一互连通孔接触底部电极的上表面，第二互连通孔接触顶部电极。本申请的实施例还提供形成集成芯片的方法。

技术领域

本申请的实施例涉及集成芯片及其形成方法。

背景技术

许多现代电子设备包含配置成用以存储数据的电子存储器。电子存储器可以是易失性存储器或者非易失性存储器。易失性存储器在通电时会存储数据，而非易失性存储器在断电时能够存储数据。电阻随机存取存储器(RRAM)器件是用于下一代非易失性存储器技术的一个有希望的候选者。这是因为RRAM器件提供了很多优点，包括写入时间快、耐用性高、功耗低、以及对辐射损坏的敏感性低。

发明内容

本申请的实施例提供了一种集成芯片，包括：下部层间介电(ILD)结构，围绕衬底上方的多个下部互连层；蚀刻停止材料，设置在下部ILD结构上方；底部电极，布置在蚀刻停止材料的上表面上方；数据存储结构，设置在底部电极的上表面上，并且配置成存储数据状态；顶部电极，设置在数据存储结构上；第一互连通孔，接触底部电极的上表面；以及第二互连通孔，接触顶部电极。

本申请的实施例提供了一种集成芯片，包括：底部电极，布置在衬底上方的蚀刻停止材料上方；数据存储结构，设置在底部电极的上表面上，并且配置成存储数据状态；顶部电极，设置在数据存储结构的上表面上；第一互连通孔，接触底部电极的上表面；第二互连通孔，接触顶部电极的上表面；以及侧壁间隔件，设置在底部电极上方，并且沿着数据存储结构和顶部电极的相对的侧壁设置，其中，底部电极延伸超过侧壁间隔件的相对的最外侧。

本申请的实施例提供了一种形成集成芯片的方法，包括：在衬底上的下部层间介电(ILD)结构上方形成蚀刻停止材料；在蚀刻停止材料上方顺序沉积底部电极层、数据存储层和顶部电极层；根据第一掩膜层在顶部电极层和数据存储层上实施第一图案化工艺，以限定顶部电极和数据存储结构；沿着顶部电极和数据存储结构的相对侧形成侧壁间隔件；根据第二掩膜层在底部电极层上实施第二图案化工艺，以限定底部电极；在蚀刻停止材料上方形成上部ILD结构；以及在上部ILD结构内形成第一互连通孔和第二互连通孔，其中，第一互连通孔接触底部电极的上表面，第二互连通孔接触顶部电极的上表面。

本申请的实施例提供了电阻随机存取存储器(RRAM)结构。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1示出了具有RRAM器件的集成芯片的一些实施例的截面图，该RRAM器件包括连接至上面的互连通孔的底部电极和顶部电极；

图2示出了具有RRAM器件的集成芯片的一些另外的实施例的截面图，该RRAM器件包括连接至上面的互连通孔的底部电极和顶部电极；

图3A-图3B示出了具有RRAM器件的集成芯片的一些另外的实施例，该RRAM器件包括连接至上面的互连通孔的底部电极和顶部电极；

图4A-图4B示出了具有RRAM器件的集成芯片的一些另外的实施例，该RRAM器件包括连接至上面的互连通孔的底部电极和顶部电极；

图5A-图5B示出了具有RRAM器件的集成芯片的一些另外的实施例，该RRAM器件包括连接至上面的互连通孔的底部电极和顶部电极；

图6A-图6B示出了具有RRAM器件的集成芯片的一些另外的实施例，该RRAM器件包括连接至上面的互连通孔的底部电极和顶部电极；