本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造，具體而言，涉及一種隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、mram存儲器存儲單元mtj通常由鐵磁層、絕緣隧穿層以及固定層構(gòu)成三層基本單元組成。當(dāng)鐵磁層和固定層的磁矩方向相反時，存儲器件表現(xiàn)為高阻態(tài)rap，當(dāng)兩層的磁矩方向相同時，表現(xiàn)為低阻態(tài)rp，通過高低阻態(tài)的區(qū)分，從而實現(xiàn)信息“1”、“0”的存儲。作為新型存儲器，mram在讀寫速度，器件可靠性上相比傳統(tǒng)flash存儲具有巨大優(yōu)勢。然而現(xiàn)有制約mram發(fā)展的技術(shù)主要缺點為陣列密度低，制造成本高。

2、因此有必要通過工藝集成方案的優(yōu)化，降低減少工藝步驟，從而進(jìn)一步降低制造成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中形成隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)的制造成本高的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)，包括：基底，基底包括毗鄰設(shè)置的陣列區(qū)和邏輯區(qū)，基底具有臺階結(jié)構(gòu)，臺階結(jié)構(gòu)具有對應(yīng)陣列區(qū)的第一臺階面以及對應(yīng)邏輯區(qū)的第二臺階面；第一導(dǎo)電通道，第一導(dǎo)電通道自第一臺階面延伸至陣列區(qū)中的第一金屬連線層；第二導(dǎo)電通道，第二導(dǎo)電通道自第二臺階面延伸至邏輯區(qū)中的第二金屬連線層；隨機(jī)存取存儲器單元，隨機(jī)存取存儲器單元設(shè)置于第一臺階面上且與第一導(dǎo)電通道接觸設(shè)置；頂部金屬層，頂部金屬層至少與隨機(jī)存取存儲器單元遠(yuǎn)離第一導(dǎo)電通道的一側(cè)接觸設(shè)置。

3、進(jìn)一步地，還包括：頂部金屬層分別與隨機(jī)存取存儲器單元遠(yuǎn)離第一導(dǎo)電通道的一側(cè)和第二導(dǎo)電通道接觸設(shè)置。

4、進(jìn)一步地，還包括：阻擋層，阻擋層分別與隨機(jī)存取存儲器單元和第一導(dǎo)電通道接觸設(shè)置。

5、進(jìn)一步地，隨機(jī)存取存儲器單元包括磁性隨機(jī)存儲器單元、相變隨機(jī)存儲器單元和阻變隨機(jī)存儲器單元中的任意一種。

6、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)的制作方法，制作方法包括：提供基底，基底包括毗鄰設(shè)置的陣列區(qū)和邏輯區(qū)，且陣列區(qū)中具有第一導(dǎo)電通道，邏輯區(qū)中具有第二導(dǎo)電通道，且上述第一導(dǎo)電通道和第二導(dǎo)電通道在同一刻蝕步驟和同一填充步驟中形成；至少刻蝕基底中與陣列區(qū)對應(yīng)的部分，以在基底中形成臺階結(jié)構(gòu)，臺階結(jié)構(gòu)具有對應(yīng)陣列區(qū)的第一臺階面以及對應(yīng)邏輯區(qū)的第二臺階面，且第一導(dǎo)電通道自第一臺階面延伸至陣列區(qū)的第一金屬連線層，第二導(dǎo)電通道自第二臺階面延伸至邏輯區(qū)的第二金屬連線層；在第一臺階面上形成隨機(jī)存取存儲器單元，隨機(jī)存取存儲器單元與第一導(dǎo)電通道接觸設(shè)置；形成至少與隨機(jī)存取存儲器單元遠(yuǎn)離第一導(dǎo)電通道的一側(cè)接觸設(shè)置的第一金屬層。

7、進(jìn)一步地，形成臺階結(jié)構(gòu)的步驟包括：在上述基底上設(shè)置第一掩膜板，第一掩膜板具有鏤空區(qū)域，鏤空區(qū)域至少與陣列區(qū)對應(yīng)設(shè)置；刻蝕與鏤空區(qū)域?qū)?yīng)的基底，以去除與陣列區(qū)對應(yīng)的部分基底，形成臺階結(jié)構(gòu)。

8、進(jìn)一步地，還包括：形成分別與隨機(jī)存取存儲器單元遠(yuǎn)離第一導(dǎo)電通道的一側(cè)和第二導(dǎo)電通道接觸設(shè)置的第二金屬層。

9、進(jìn)一步地，形成隨機(jī)存取存儲器單元的步驟包括：至少在第一臺階面上形成隨機(jī)存取存儲器單元膜層；在隨機(jī)存取存儲器單元膜層上設(shè)置第二掩膜板，第二掩膜板具有預(yù)設(shè)圖形，并至少裸露隨機(jī)存取存儲器單元膜層中除對應(yīng)預(yù)設(shè)圖形以外的剩余部分；根據(jù)預(yù)設(shè)圖形順序刻蝕隨機(jī)存取存儲器單元膜層，以去除裸露的隨機(jī)存取存儲器單元膜層，形成隨機(jī)存取存儲器單元。

10、進(jìn)一步地，在形成臺階結(jié)構(gòu)的步驟之后，以及在形成隨機(jī)存取存儲器單元的步驟之前，制作方法還包括：在第一臺階面和第二臺階面上形成阻擋材料層；形成隨機(jī)存取存儲器單元的步驟中，在阻擋材料層遠(yuǎn)離第一導(dǎo)電通道的一側(cè)形成隨機(jī)存取存儲器單元膜層，并順序刻蝕隨機(jī)存取存儲器單元膜層形成隨機(jī)存取存儲器單元和阻擋層。

11、進(jìn)一步地，在形成阻擋材料層的步驟之后，在形成隨機(jī)存取存儲器單元和阻擋層的步驟之前，形成隨機(jī)存取存儲器單元膜層的步驟，包括：形成覆蓋阻擋材料層的下電極材料層；采用化學(xué)機(jī)械研磨去除部分下電極材料層，以使剩余的位于陣列區(qū)的下電極材料層在第一方向上具有第一厚度；減薄位于陣列區(qū)中剩余的下電極材料層，以使減薄之后的下電極材料層在第一方向上具有第二厚度，第一厚度大于第二厚度；形成至少覆蓋減薄之后的下電極材料層的中間材料層以及覆蓋中間材料層的上電極材料層，減薄之后的下電極材料層、中間材料層和上電極材料層形成隨機(jī)存取存儲器單元膜層。

12、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供一種隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)。由于在該隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)的基底包括毗鄰設(shè)置的陣列區(qū)和邏輯區(qū)，且基底具有臺階結(jié)構(gòu)，從而臺階結(jié)構(gòu)可以具有對應(yīng)陣列區(qū)的第一臺階面和對應(yīng)邏輯區(qū)的第二臺階面，進(jìn)一步地，由于基底中還具有第一導(dǎo)電通道和第二導(dǎo)電通道，其中，第一導(dǎo)電通道位于陣列區(qū)，第二導(dǎo)電通道位于邏輯區(qū)，且上述第一導(dǎo)電通道和第二導(dǎo)電通道在同一刻蝕步驟和同一填充步驟中形成，且該基底中還對應(yīng)設(shè)置有位于陣列區(qū)中的第一金屬連線層和位于邏輯區(qū)中的第二金屬連線層，從而在陣列區(qū)和邏輯區(qū)對應(yīng)上述臺階結(jié)構(gòu)的情況下，上述第一導(dǎo)電通道自上述第一臺階面延伸至陣列區(qū)中的第一金屬連線層中，第二導(dǎo)電通道自上述第二臺階面延伸至邏輯區(qū)中的第二金屬連線層，進(jìn)而可以在上述第一臺階面上設(shè)置與上述第一導(dǎo)電通道接觸設(shè)置的隨機(jī)存取存儲器單元，并至少設(shè)置與隨機(jī)存取存儲器單元接觸的頂部金屬層。即本申請可以實現(xiàn)在同一步驟中形成位于隨機(jī)存取存儲器單元的第一導(dǎo)電通道和第二導(dǎo)電通道，從而與現(xiàn)有技術(shù)中需要通過不同的刻蝕步驟形成與第一導(dǎo)電通道對應(yīng)的底部通孔以及與第二導(dǎo)電通道對應(yīng)的頂部通孔相比，本申請減少了刻蝕光罩的數(shù)量，從而大大降低了隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)的制作成本。

技術(shù)特征：

1.一種隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隨機(jī)存取存儲器單元包括磁性隨機(jī)存儲器單元、相變隨機(jī)存儲器單元和阻變隨機(jī)存儲器單元中的任意一種。

5.一種隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，形成所述臺階結(jié)構(gòu)的步驟包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的制作方法，其特征在于，形成所述隨機(jī)存取存儲器單元的步驟包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，在形成所述臺階結(jié)構(gòu)的步驟之后，

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制作方法，其特征在于，在形成所述阻擋材料層的步驟之后，在形成所述隨機(jī)存取存儲器單元和所述阻擋層的步驟之前，形成所述隨機(jī)存取存儲器單元膜層的步驟，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)及其制作方法。該方法包括：基底，基底包括毗鄰設(shè)置的陣列區(qū)和邏輯區(qū)，基底具有臺階結(jié)構(gòu)，臺階結(jié)構(gòu)具有對應(yīng)陣列區(qū)的第一臺階面以及對應(yīng)邏輯區(qū)的第二臺階面；第一導(dǎo)電通道，第一導(dǎo)電通道自第一臺階面延伸至陣列區(qū)中的第一金屬連線層；第二導(dǎo)電通道，第二導(dǎo)電通道自第二臺階面延伸至邏輯區(qū)中的第二金屬連線層；隨機(jī)存取存儲器單元，隨機(jī)存取存儲器單元設(shè)置于第一臺階面上且與第一導(dǎo)電通道接觸設(shè)置；頂部金屬層，頂部金屬層至少與隨機(jī)存取存儲器單元遠(yuǎn)離第一導(dǎo)電通道的一側(cè)接觸設(shè)置。通過本申請，減少了光罩的數(shù)量，簡化了工藝流程，從而大大降低了隨機(jī)存取存儲器結(jié)構(gòu)的制作成本。

技術(shù)研發(fā)人員：李琨琨,何世坤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江馳拓科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9