Rram单元的底电极的形成的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路器件，更具体地，涉及RRAM单元的底电极的形成。
【背景技术】
[0002]许多现代电子器件包含配置为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非易失性存储器。易失性存储器在电源导通时存储数据，而非易失性存储器能够在电源断开时存储数据。由于电阻式随机存取存储器(RRAM)的结构简单并且与CMOS逻辑制造工艺兼容，因此RRAM是用于下一代非易失性存储技术的一种有前景的候选。RRAM单元包括垂直地位于设置在后段制程(BEOL)金属化层内的两个电极之间的电阻式数据存储层O
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种形成电阻式随机存取存储器(RRAM)单元的方法，包括:使用原子层沉积(ALD)工艺在下金属互连层上方形成底电极，所述ALD工艺至少形成所述底电极的顶部；随着所述底电极的顶部的形成，在所述底电极的顶部上原位形成具有可变电阻的介电数据存储层；在所述介电数据存储层上方形成顶电极；以及在所述顶电极上方形成上金属互连层。
[0004]在上述方法中，其中，形成所述底电极包括:使用物理汽相沉积(PVD)工艺沉积第一底电极层；以及使用所述ALD工艺在所述第一底电极层上沉积第二底电极层，并且所述第二底电极层与所述第一底电极层直接接触。
[0005]在上述方法中，其中，形成所述底电极包括:使用物理汽相沉积(PVD)工艺沉积第一底电极层；以及使用所述ALD工艺在所述第一底电极层上沉积第二底电极层，并且所述第二底电极层与所述第一底电极层直接接触，其中，所述第二底电极层具有介于约15埃和约30埃的范围内的厚度。
[0006]在上述方法中，其中，所述底电极包括氮化钛(TiN)。
[0007]在上述方法中，其中，所述底电极包括氮化钛(TiN)，其中，所述介电数据存储层包括氧化铪(HfOx)。
[0008]在上述方法中，其中，所述ALD工艺包括等离子体增强ALD (PEALD)工艺。
[0009]在上述方法中，其中，所述底电极在所述底电极和所述介电数据存储层之间的界面处具有约2.5%的氧浓度。
[0010]在上述方法中，其中，使用单独的原子层沉积(ALD)工艺形成所述介电数据存储层O
[0011 ] 在上述方法中，其中，所述介电数据存储层配置为取决于施加至所述底电极或所述顶电极的电压而经受高电阻状态和低电阻状态之间的可逆变化。
[0012]根据本发明的另一方面，提供了一种形成电阻式随机存取存储器(RRAM)单元的方法，包括:在由层间介电(ILD)层围绕的下金属互连层上形成底介电层；在所述下金属互连层和所述底介电层上形成扩散阻挡层；使用原子层沉积(ALD)工艺在所述扩散阻挡层上形成底电极，所述ALD工艺至少形成所述底电极的顶部；随着所述底电极的顶部的形成，在所述底电极的顶部上原位形成具有可变电阻的介电数据存储层；在所述介电数据存储层上形成覆盖层；在所述介电数据存储层上形成顶电极；以及在所述顶电极上形成上金属互连层O
[0013]在上述方法中，其中，形成所述底电极包括:使用物理汽相沉积(PVD)工艺沉积第一底电极层；以及使用所述ALD工艺在所述第一底电极层上沉积第二底电极层，并且所述第二底电极层与所述第一底电极层直接接触。
[0014]在上述方法中，其中，形成所述底电极包括:使用物理汽相沉积(PVD)工艺沉积第一底电极层；以及使用所述ALD工艺在所述第一底电极层上沉积第二底电极层，并且所述第二底电极层与所述第一底电极层直接接触，其中，所述第二底电极层具有介于约15埃和约30埃的范围内的厚度。
[0015]在上述方法中，其中，所述底电极包括氮化钛(TiN)。
[0016]在上述方法中，其中，所述底电极包括氮化钛(TiN)，其中，所述介电数据存储层包括氧化铪(HfOx)。
[0017]在上述方法中，其中，所述底电极在所述底电极和所述介电数据存储层之间的界面处具有约2.5%的氧浓度。
[0018]在上述方法中，其中，所述介电数据存储层配置为取决于施加至所述底电极或所述顶电极的电压而经受高电阻状态和低电阻状态之间的可逆变化。
[0019]根据本发明的又一方面，提供了一种电阻式随机存取存储器(RRAM)存储单元，包括:底电极，设置在下金属互连层上方；具有可变电阻的介电数据存储层，位于所述底电极上并且与所述底电极直接接触；顶电极，设置在所述介电数据存储层上方；上金属互连层，设置在所述顶电极上；并且其中，所述底电极在所述底电极和所述介电数据存储层之间的界面处具有约2.5%的氧浓度
[0020]在上述RRAM存储单元中，其中，所述介电数据存储层配置为取决于施加至所述底电极或所述顶电极的电压而经受高电阻状态和低电阻状态之间的可逆变化。
[0021 ] 在上述RRAM存储单元中，其中，所述介电数据存储层配置为取决于施加至所述底电极或所述顶电极的电压而经受高电阻状态和低电阻状态之间的可逆变化，其中，所述底电极包括氮化钛(TiN)。
[0022]在上述RRAM存储单元中，其中，所述介电数据存储层配置为取决于施加至所述底电极或所述顶电极的电压而经受高电阻状态和低电阻状态之间的可逆变化，其中，所述底电极包括氮化钛(TiN)，其中，所述介电数据存储层包括氧化铪(HfOx)。
【附图说明】
[0023]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方面。应该注意，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。
[0024]图1示出了使用原子层沉积(ALD)工艺以形成底电极并且使用原位沉积工艺以形成上面的介电数据存储层来形成电阻式随机存取存储器(RRAM)单元的方法的一些实施例的流程图。
[0025]图2示出了处理工具的一些实施例的框图，处理工具配置为原位实施第一 ALD工艺以形成底电极以及原位实施第二 ALD工艺以形成上面的介电数据存储层。
[0026]图3A示出了具有通过ALD工艺沉积的底电极和上面的原位介电数据存储层的RRAM单元的一些实施例的截面图。
[0027]图3B示出了曲线图，该曲线图示出RRAM单元的底电极和原位介电数据存储层的示例性XPS深度轮廓的一些实施例。
[0028]图4示出了使用ALD工艺以形成底电极并且使用原位沉积工艺以形成上面的介电数据存储层来形成RRAM单元的方法的一些额外实施例的流程图。
[0029]图5至图12示出了截面图的一些实施例，截面图示出了使用ALD工艺以形成底电极并且使用原位ALD工艺以形成上面的高k介电材料来形成RRAM单元的方法。
【具体实施方式】
[0030]以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0031]而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。
[0032]电阻式随机存取存储器(RRAM)单元具有底电极，