存储器结构、存储器及存储器结构的制备方法与流程

本申请涉及存储器，具体涉及一种存储器结构、存储器及存储器结构的制备方法。

背景技术：

1、相变或铁电存储器(feram)是在后道制程(beol)中集成存储单元(cell)的器件，其为存储单元插入金属层之间的构造。存储器的存储性能与存储单元中存储层及电极层的有效面积成正比。传统的二维(2d)存储器由上、下电极层及中间的铁电/相变材料存储层组成，上、下电极层及存储层均采用原子层沉积(atomic layer deposition，简称ald)方式逐层沉积生长。

2、现有的二维存储器结构的制备方法一般包括：提供具有第一介质层和第一导电结构的基底，在基底上形成金属结构，在金属结构上通过通孔(via)光罩刻蚀工艺形成第二导电结构，然后在第二导电结构上形成存储单元之后，在存储单元之上再通过通孔(via)光罩刻蚀工艺形成第三导电结构。这种制备方法形成的存储器结构中，存储单元整体为横向结构，具有上下电极层以及上下电极层之间的存储层，单个存储单元的占用面积(footprint)较大，并且需要采用两道通孔(via)光罩刻蚀工艺。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本申请的目的在于提供一种存储器结构、存储器及存储器结构的制备方法，有利于提升存储器结构的性能。

2、本申请第一方面提供一种存储器结构的制备方法，包括如下步骤：

3、提供一基底，所述基底包括第一介质层以及形成于所述第一介质层内的栅极结构和多个第一导电结构；

4、形成覆盖所述第一介质层和所述第一导电结构的第二介质层；

5、于所述第二介质层内形成电极结构，并于所述电极结构内形成通孔，所述通孔两侧的电极结构分别形成第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第一导电结构相连通；

6、于所述第二介质层的表面形成多个存储结构，所述存储结构填充所述电极结构的通孔并部分覆盖所述第二介质层；

7、形成覆盖所述第二介质层和所述存储结构的第三介质层，于所述第三介质层中形成多个第二导电结构，所述第二导电结构的第一端连通所述第二电极；

8、于所述第三介质层的表面形成多个金属结构，所述金属结构连通所述第二导电结构的第二端。

9、在一些实施例中，于所述第二介质层内形成电极结构，所述电极结构与所述第一导电结构相连通，并于所述电极结构内形成通孔，包括如下步骤：

10、于所述第二介质层中刻蚀形成第一通孔；

11、于所述第一通孔中形成电极结构，所述电极结构与所述第一导电结构相连通；

12、于所述电极结构内形成第二通孔，将各个所述电极结构分隔为两侧的第一电极和第二电极。

13、在一些实施例中，形成覆盖所述第一介质层和所述第一导电结构的第二介质层，包括如下步骤：

14、于所述第一介质层的表面形成覆盖所述第一介质层和所述第一导电结构的钝化层；

15、于所述钝化层背离所述第一介质层的一侧形成第二介质层。

16、在一些实施例中，于所述第二介质层中刻蚀形成第一通孔，包括如下步骤：

17、形成覆盖所述第二介质层的第一刻蚀停止层；

18、于所述第一刻蚀停止层、所述第二介质层和所述钝化层刻蚀形成第一通孔。

19、在一些实施例中，于所述第二介质层的表面形成多个存储结构，所述存储结构填充所述电极结构的通孔并部分覆盖所述第二介质层，包括如下步骤：

20、于所述第二介质层的表面形成存储材料层，所述存储材料层覆盖所述第二介质层并填充所述电极结构的通孔；

21、对所述存储材料层进行刻蚀，形成多个存储结构。

22、在一些实施例中，形成覆盖所述第二介质层和所述存储结构的第三介质层和于所述第三介质层中形成多个第二导电结构之间，还包括如下步骤：

23、形成覆盖所述第三介质层的表面的第二刻蚀停止层。

24、本申请第二方面还提供一种存储器结构，包括：

25、第一介质层，所述第一介质层内形成有栅极结构和多个第一导电结构；

26、第二介质层，所述第二介质层中形成有多个电极结构，所述电极结构中形成有通孔，所述通孔两侧的电极结构分别形成第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第一导电结构相连通；

27、多个存储结构，所述存储结构填充所述电极结构的通孔并部分覆盖所述第二介质层；

28、第三介质层，所述第三介质层中形成多个第二导电结构，所述第二导电结构的第一端连通所述第二电极；

29、多个金属结构，所述金属结构连通所述第二导电结构的第二端。

30、在一些实施例中，所述第二介质层和所述第一介质层之间还设有钝化层，所述第一导电结构穿过所述钝化层而与所述第一电极相连通。

31、在一些实施例中，所述第三介质层和所述第二介质层之间还设有第一刻蚀停止层，所述第二导电结构穿过所述第一刻蚀停止层而与所述第二电极相连通。

32、本申请第三方面还提供一种存储器，包括所述的存储器结构。

33、本申请所提供的存储器结构、存储器及存储器结构的制备方法具有如下优点：

34、通过采用本申请，将单个存储单元的结构改为纵向存储单元结构，各个存储单元包括左右电极和中间的存储结构，有利于减小单个存储单元的占用面积，有利于增大单个存储单元的有效面积，有利于提升存储器结构的性能，第一电极的接触孔突起不影响存储单元沉积和存储性能，第二电极的接触孔不存在穿透存储结构的情况，也不会影响存储单元性能，该存储器结构的制备方法相比于现有技术中的制备方法可以节省一道通孔(via)光罩刻蚀工艺，制备方法实现更加简便。

技术特征：

1.一种存储器结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的存储器结构的制备方法，其特征在于，于所述第二介质层内形成电极结构，所述电极结构与所述第一导电结构相连通，并于所述电极结构内形成通孔，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的存储器结构的制备方法，其特征在于，形成覆盖所述第一介质层和所述第一导电结构的第二介质层，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的存储器结构的制备方法，其特征在于，于所述第二介质层中刻蚀形成第一通孔，包括如下步骤：

5.根据权利要求1所述的存储器结构的制备方法，其特征在于，于所述第二介质层的表面形成多个存储结构，所述存储结构填充所述电极结构的通孔并部分覆盖所述第二介质层，包括如下步骤：

6.根据权利要求1所述的存储器结构的制备方法，其特征在于，形成覆盖所述第二介质层和所述存储结构的第三介质层和于所述第三介质层中形成多个第二导电结构之间，还包括如下步骤：

7.一种存储器结构，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的存储器结构，其特征在于，所述第二介质层和所述第一介质层之间还设有钝化层，所述第一导电结构穿过所述钝化层而与所述第一电极相连通。

9.根据权利要求7所述的存储器结构，其特征在于，所述第三介质层和所述第二介质层之间还设有第一刻蚀停止层，所述第二导电结构穿过所述第一刻蚀停止层而与所述第二电极相连通。

10.一种存储器，其特征在于，包括权利要求7至9中任一项所述的存储器结构。

技术总结本申请提供了一种存储器结构、存储器及存储器结构的制备方法，存储器结构包括：提供一基底，基底包括第一介质层以及形成于第一介质层内的栅极结构和多个第一导电结构；形成覆盖第一介质层和第一导电结构的第二介质层；于第二介质层内形成电极结构，并于电极结构内形成通孔，通孔两侧分别形成第一电极和第二电极，第一电极与第一导电结构相连通；于第二介质层的表面形成多个存储结构；形成第三介质层，于第三介质层中形成多个第二导电结构，第二导电结构的第一端连通第二电极；于第三介质层的表面形成多个金属结构，各个金属结构连通相邻的两个第二导电结构的第二端。本申请提升了存储器结构的性能。技术研发人员：郭秋生,丁甲,张继伟,胡林辉受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29