[发明专利]一种半导体集成电路器件及其制造方法

说明书

本申请公开了一种半导体集成电路器件及其制造方法，该半导体集成电路器件通过将阻变层覆盖在凸块结构的外侧，因为在其工艺制备过程中该层不会被蚀刻工艺损伤，所以避免了在电操作过程中由蚀刻工艺破坏形成的强壮且单一导电细丝的可能性。此外，该半导体集成电路器件增加了全面覆盖器件的热保温层(TEL)使得器件更容易形成多条弱导电细丝，从而达到调节脉冲控制电导连续变化的目的，进而可更好地作为模拟型存储器，应用于CIM等场景。

技术领域

本申请涉及半导体器件领域，尤其涉及一种阻变存储器(RRAM)及其制造方法。

背景技术

RRAM的基本结构包括阻变层和位于阻变层两侧的电极。其中，阻变层多为各种氧化薄膜材料，例如过渡金属氧化物(TMO)，在外加电压的作用下，阻变层的电阻状态可在高阻态和低阻态之间进行转变，而不同阻态之间的转变主要是通过导电细丝的形成和断裂来实现的。

由于低功耗、结构简单、擦写速度快等优势，RRAM不仅可以作为新型非易失存储器在数字型(digital)存储器领域占据一席之地，而且还可以实现电导双向可调的模拟型(analog)存储器，通过简单的乘加运算就可以实现计算存储一体化CIM(computing inmemory)，在人工神经网络领域有着巨大的应用潜力。

与数字型的RRAM不同，模拟型的RRAM在器件上会施加连续的电脉冲使其电导呈现连续的多阶变化，特别是在SET和RESET过程中不希望出现电导跳变的情况。因此，要求RRAM在生成导电细丝时，最好是生成多条分布较为均匀的弱导电细丝。

然而，在主流的RRAM实现过程当中，在定义RRAM单元大小时，RRAM阻变层的边缘部分被蚀刻工艺损伤，导致导电细丝更容易分布在RRAM的边缘部分。如果阻变层边缘部分得损伤过多，则很容易在边缘形成强壮的导电细丝。在这种情况下，细丝的形成和断开会导致电导的跳变的情况，不能很好地满足模拟型存储器的要求，导致CIM性能不佳。

发明内容

针对上述技术问题，本申请人创造性地提供了一种半导体集成电路器件及其制备方法。

根据本申请实施例的第一方面，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：凸块结构，凸块结构在水平方向设置有介质层；第一热保温层(ThermalEnhance Layer，TEL)，位于凸块结构的下方；阻变层，覆盖在凸块结构的顶部和侧壁外部；第二热保温层，覆盖在阻变层的顶部和侧壁外部，与第一热保温层共同形成对阻变层和凸块结构的全覆盖。

可选地，凸块结构还包括：储氧层(Oxygen Ion Reservoir，OIR)，位于介质层下方。

可选地，该半导体集成电路器件还包括第一金属层和第二金属层，第一金属层与第一热保温层连接；第二金属层与第二热保温层连接。

可选地，第一热保温层位于阻变层的内侧，相应地，第一金属层与第一热保温层连接，包括：第一金属层连接通过通孔(Via)与第一热保温层连接。

可选地，第一热保温层位于阻变层的内侧，相应地，第一金属层与第一热保温层连接，包括：第一金属层连接直接与第一保温层连接。

可选地，热保温层的材料包括氮化钽(TaN)。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种半导体集成电路器件的制造方法，该方法包括：获取带有第一金属层的衬底；在第一金属层之上形成第一热保温层；在第一热保温层之上形成在水平方向设置有介质层的凸块结构；在凸块结构的上方形成阻变层，使阻变层覆盖在凸块结构的顶部和侧壁外部；在阻变层的上方形成第二热保温层，使第二热保温层覆盖在阻变层的顶部和侧壁外部；对覆盖有阻变层和第二热保温层的凸块结构进行隔断处理，使隔断发生于凸块结构外围的平坦处以确保凸块结构侧壁外部的阻变层和第二热保温层完整无损。