用于稳健的电阻式随机存取存储器连接的自对准边缘钝化的制作方法

技术特征：
1.一种电阻式随机存取存储器(rram)结构，包括：顶部电极和底部电极，分别与第一金属连接线和第二金属连接线电耦合，所述第一金属连接线和所述第二金属连接线提供到所述rram结构的电连接；电阻转换材料的层，其设置在所述顶部电极与所述底部电极之间，所述电阻转换材料在电场和热中的至少一者的影响下表现出可测量的电阻变化；形成在至少所述底部电极的侧壁上的电介质间隔体；钝化层，形成在所述电介质间隔体的上表面上，并覆盖所述顶部电极的侧壁的至少一部分，所述钝化层与所述第一金属连接线自对准。2.根据权利要求1所述的rram结构，其中所述顶部电极和所述底部电极中的至少一者包括多层电极。3.根据权利要求2所述的rram结构，其中所述顶部电极和所述底部电极中的至少一者包括第一金属氮化物层以及形成于所述第一金属氮化物层的上表面上的第二金属氮化物层和第一金属层中的至少一者。4.根据权利要求3所述的rram结构，其中所述第一金属氮化物层和所述第二金属氮化物层中的一者包含氮化钛，并且所述第一金属氮化物层和所述第二金属氮化物层中的另一者包含氮化钽。5.根据权利要求3所述的rram结构，其中所述第一金属层包括钨和铱中的至少一者。6.根据前述权利要求中任一项所述的rram结构，其中所述钝化层的上表面与所述第一金属连接线的底表面自对准。7.根据前述权利要求中任一项所述的rram结构，其中所述电阻转换材料的层包含氧化铪。8.根据前述权利要求中任一项所述的rram结构，其中所述钝化层包含碳化硅、二氧化硅和碳酸硅中的至少一者。9.根据前述权利要求中任一项所述的rram结构，其中所述钝化层包括共形电介质衬垫。10.根据前述权利要求中任一项所述的rram结构，其中所述钝化层包含导电材料，并且其中所述电介质间隔体形成于所述电阻转换材料的层的侧壁和所述底部电极上并且被配置成使所述电阻转换材料和所述底部电极与所述钝化层电隔离。11.根据权利要求10所述的rram结构，其中所述钝化层与所述顶部电极电连接。12.根据前述权利要求中任一项所述的rram结构，其中所述顶部电极和所述底部电极以及电阻转换层的总宽度小于所述第一金属连接线的宽度，从而使得能够将所述rram结构缩放至小于所述第一金属连接线的尺寸。13.一种形成电阻式随机存取存储器(rram)结构的方法，所述方法包括：在第一金属连线的上表面上形成底部电极；在所述底部电极的上表面的至少一部分上形成电阻转换材料的层，所述电阻转换材料在电场和热中的至少一者的影响下表现出可测量的电阻变化；在所述电阻转换材料的层的上表面上形成顶部电极；形成电介质间隔体，其形成于至少所述底部电极的侧壁上；以及在所述电介质间隔体的上表面上形成钝化层，并且所述钝化层覆盖所述顶部电极的侧
壁的至少一部分，所述钝化层与第二金属连接线自对准，所述第二金属连接线与所述顶部电极电连接。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述钝化层包括共形电介质衬垫，所述方法还包括：形成包围所述rram结构的电介质层；形成至少部分地穿过所述电介质层的沟槽，从而暴露所述rram结构的所述顶部电极和所述电介质间隔体的至少一部分；在所述沟槽中沉积共形电介质衬垫，填充所述沟槽的过蚀刻区域；以及执行所述共形电介质衬垫的各向同性回蚀以去除所述共形电介质衬垫在所述沟槽的侧壁上的部分，所述共形电介质衬垫保留在所述沟槽的所述过蚀刻区域中，所述顶部电极的上表面的至少一部分通过凹陷的共形电介质衬垫暴露在所述沟槽中。15.根据权利要求14所述的方法，其中，通过在所述沟槽中以及在所述rram结构的共形电介质衬垫和顶部电极的相应上表面上沉积金属来形成所述第二金属连接线。16.根据权利要求13所述的方法，其中使用铜镶嵌工艺形成所述第一金属连接线和所述第二金属连接线。17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中，所述电介质间隔体形成在至少所述底部电极和所述电阻转换材料的层的侧壁上，并且其中，所述钝化层包括导电材料。18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其中形成所述顶部电极和所述底部电极中的至少一者包括形成多层电极。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述多层电极包括第一金属氮化物层以及形成在所述第一金属氮化物层的上表面上的第二金属氮化物层和第一金属层中的至少一者。20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法，其中，所述顶部电极和所述底部电极以及所述电阻转换材料的层的总宽度小于所述第二金属连接线的宽度。

技术总结
一种电阻式随机存取存储器(RRAM)结构，包括分别与第一金属连接线和第二金属连接线电耦合的顶部电极和底部电极(106、108)，所述第一金属连接线和所述第二金属连接线提供到所述RRAM结构的电连接。电阻转换材料(106)的层设置在RRAM结构的顶部电极和底部电极(106、108)之间。所述电阻转换材料(106)在至少电场和/或热的影响下表现出可测量的电阻变化。电介质间隔体(324)至少形成于RRAM结构的底部电极的侧壁上。RRAM结构还包括钝化层(326)，其形成在电介质间隔体(324)的上表面上并覆盖顶部电极(110)的侧壁的至少一部分。钝化层(326)与第一金属连接线自对准。第一金属连接线自对准。第一金属连接线自对准。


技术研发人员：安藤崇志 谢瑞龙 P.哈希米 A.雷兹尼塞克
受保护的技术使用者：国际商业机器公司
技术研发日：2020.12.14
技术公布日：2022/8/2