本發(fā)明涉及存儲(chǔ)，尤其涉及一種阻變存儲(chǔ)器件及制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化的進(jìn)程，各行各業(yè)對(duì)于信息科學(xué)技術(shù)的依賴度越來(lái)越高，其中對(duì)存儲(chǔ)器的性能需求更高，為了適應(yīng)存儲(chǔ)器高性能的需求，提出了一種阻變存儲(chǔ)器(resistiverandom?access?memory)。

2、阻變存儲(chǔ)器是一種新型的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，其結(jié)構(gòu)通常包括順序連接的底電極、阻變層和頂電極。它的工作原理是利用在兩個(gè)電極之間形成的氧化物電阻的可控變化來(lái)存儲(chǔ)信息。其具有高速度、低功耗、高密度等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛認(rèn)為是未來(lái)存儲(chǔ)器發(fā)展的趨勢(shì)之一。隨著摩爾定律不斷的發(fā)展，存儲(chǔ)器件不斷的向小尺寸高堆疊程度發(fā)展，尺寸的減小會(huì)導(dǎo)致阻變層的面積降低，進(jìn)而使得電極與阻變層之間的連接面積，嚴(yán)重影響阻變器件的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種阻變存儲(chǔ)器件及制備方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中電極與阻變介質(zhì)層之間接觸面積小的缺陷，實(shí)現(xiàn)電極與介質(zhì)層具有較多的接觸面積。

2、本發(fā)明提供一種阻變存儲(chǔ)器件，包括：

3、底電極；

4、第一介質(zhì)層，設(shè)于所述底電極上，且所述第一介質(zhì)層上具有至少一個(gè)空穴；

5、第二介質(zhì)層，內(nèi)嵌于所述空穴底部，所述第二介質(zhì)層的底面與所述底電極相接；

6、頂電極，設(shè)于所述空穴中，所述頂電極的至少一部分與所述第一介質(zhì)層的上表面接觸。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的阻變存儲(chǔ)器件，還包括支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)設(shè)于所述底電極上，且所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)具有一個(gè)通孔；所述第一介質(zhì)層內(nèi)嵌于所述通孔中。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的阻變存儲(chǔ)器件，所述第二介質(zhì)層的厚度低于所述空穴的深度，以使所述頂電極的至少一部分位于所述空穴中并與所述第二介質(zhì)層接觸。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的阻變存儲(chǔ)器件，所述第一介質(zhì)層的厚度為6納米-15納米。

10、根據(jù)本發(fā)明提供的阻變存儲(chǔ)器件，所述第二介質(zhì)層的厚度為2納米-5納米。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的阻變存儲(chǔ)器件，所述第一介質(zhì)層和所述第二介質(zhì)層為不同材質(zhì)。

12、本發(fā)明還提供一種用于制備上述任一項(xiàng)實(shí)施例提供的阻變存儲(chǔ)器件的制備方法，包括步驟：

13、在底電極上圖案化操作形成通孔；

14、利用沉積工藝在所述通孔內(nèi)形成第一介質(zhì)層；

15、利用剝離或刻蝕工藝在所述第一介質(zhì)層內(nèi)形成至少一個(gè)空穴；

16、利用沉積工藝在所述空穴的底部形成第二介質(zhì)層；

17、在所述第二介質(zhì)層上，利用沉積工藝形成頂電極，且所述頂電極的至少一部分位于所述空穴中。

18、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，所述在底電極上圖案化操作形成通孔的步驟，具體包括：

19、利用沉積工藝在所述底電極上形成二氧化硅層；

20、利用剝離工藝或刻蝕工藝在二氧化硅層上加工出所述通孔。

21、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，所述利用沉積工藝在所述通孔內(nèi)形成第一介質(zhì)層；

22、和，所述利用沉積工藝在所述空穴的底部形成第二介質(zhì)層，具體包括：

23、利用原子層沉積工藝、物理氣相沉積工藝、化學(xué)氣相沉積工藝和電子束蒸發(fā)工藝中的一種，將鈦氧化物、氟化氫氧化物、鋯氧化物、鋁氧化物、硅氧化物和鈣鈦礦氧化物中的至少一種進(jìn)行沉積操作。

24、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，所述利用沉積工藝形成頂電極的步驟；具體包括：

25、利用原子層沉積工藝、物理氣相沉積工藝、化學(xué)氣相沉積工藝和電子束蒸發(fā)工藝中的一種，將鈀、鈀合金、鈦、鈦合金、氮化鈦、鋯合金、釕、釕合金、鉭、鉭合金、氮化鉭、單晶硅、多晶硅、鉑、鉑合金、鉿、鉿合金、鋁、鋁合金、鎢、鎢合金、銥、銥合金中的至少一種沉積到所述第二介質(zhì)層上。

26、根據(jù)上述任一實(shí)施例，本發(fā)明至少具有如下的有益效果：

27、本發(fā)明提供的一種阻變存儲(chǔ)器件，通過(guò)在第一介質(zhì)層內(nèi)形成有空穴，并在空穴的底部設(shè)有第二介質(zhì)層，在空穴內(nèi)具有頂電極，增加了頂電極與介質(zhì)層的接觸面積，較大的接觸面積可以提供更多的電流通路，有利于實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定和均勻的電流傳輸，這有助于提高器件的可靠性和性能一致性，且較大的接觸面積可以提供更廣泛的電流分布，有利于實(shí)現(xiàn)更可靠的電阻切換特性。且，底電極和頂電極能夠同時(shí)與第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層接觸，為電極與不同介質(zhì)層接觸提供了有效可行的方案。

技術(shù)特征：

1.一種阻變存儲(chǔ)器件，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻變存儲(chǔ)器件，其特征在于，還包括支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)設(shè)于所述底電極上，且所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)具有一個(gè)通孔；所述第一介質(zhì)層內(nèi)嵌于所述通孔中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻變存儲(chǔ)器件，其特征在于，所述第二介質(zhì)層的厚度小于所述空穴的深度，以使所述頂電極的至少一部分位于所述空穴中并與所述第二介質(zhì)層接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻變存儲(chǔ)器件，其特征在于，所述第一介質(zhì)層的厚度為6納米-15納米。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻變存儲(chǔ)器件，其特征在于，所述第二介質(zhì)層的厚度為2納米-5納米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻變存儲(chǔ)器件，其特征在于，所述第一介質(zhì)層和所述第二介質(zhì)層為不同材質(zhì)。

7.一種用于制備權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的阻變存儲(chǔ)器件的制備方法，其特征在于，包括步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述在底電極上圖案化操作形成通孔的步驟，具體包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述利用沉積工藝在所述通孔內(nèi)形成第一介質(zhì)層；

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述利用沉積工藝形成頂電極的步驟；具體包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，提供一種阻變存儲(chǔ)器件及制備方法，該阻變存儲(chǔ)器件包括底電極、第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層和頂電極；第一介質(zhì)層設(shè)于底電極上，且第一介質(zhì)層上具有至少一個(gè)空穴；第二介質(zhì)層設(shè)于空穴底部，第二介質(zhì)層的底面與底電極相接；頂電極設(shè)于空穴中，頂電極的至少一部分與第一介質(zhì)層的上表面接觸。本發(fā)明增加了頂電極與介質(zhì)層的接觸面積，較大的接觸面積可以提供更多的電流通路，有利于實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定和均勻的電流傳輸，這有助于提高器件的可靠性和性能一致性，且較大的接觸面積可以提供更廣泛的電流分布，有利于實(shí)現(xiàn)更可靠的電阻切換特性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉力鋒,伊亞玎,黃鵬,康晉鋒,張興
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北方集成電路技術(shù)創(chuàng)新中心（北京）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19