專利名稱：具有改善尺寸可縮放性的金屬鑲嵌式金屬-絕緣體-金屬器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上系關(guān)于內(nèi)存器件，且詳言之，系關(guān)于金屬-絕緣體-
金屬(MIM)器件和制造該器件的方法。
背景技術(shù)：
圖1和圖2顯示使用蝕刻技術(shù)制造金屬-絕緣體-金屬(MIM)器件的 方法。 一開始，導電層22系設(shè)于基板20上。接著，絕緣層24設(shè)于導 電層22上。然后，另一個導電層26系設(shè)于該絕緣層24上。應(yīng)了解到， 該導電層22、 26和絕緣層可以是各種的材料。(應(yīng)進一步了解，該術(shù)語 (MIM)系用來說明此種器件，即使例如，該頂層和/或底層22、 26可以 是非金屬的)。接著，使用標準的光微影(photolMiogmphic)技術(shù)，系將 光阻層28設(shè)于導電層26之上，該光阻層28系如所示被圖案化。使用 該圖案化之光阻層28作為屏蔽(mask)，該暴露的材料被蝕刻掉以去除 部分的導電層22、絕緣層24、和導電層26,用以在基板20上形成余 留的MIM堆棧30。然后去除光阻28，得到形成于基板20上包含電極 22A、切換層24A、和電極26A之MIM器件30。
將了解到，必須適當?shù)匦纬善骷褩Ｒ源_保器件30之適當操作。 例如，高度希望蝕刻劑(etchant)提供對電極22、 26和絕緣層24之材料 適當、均勻的蝕刻，而留下基板20之暴露材料大致上完整(蝕刻劑之"選 擇性(selectivity)"是指適當去除選擇之材料而留下與之接觸之其它的材 料大致上完整的能力)。當圖2之MIM器件30顯示為以理想方式形成 時，則發(fā)生了下列情況取決于選擇用于電極22、 26和絕緣層24的 材料、和所使用之蝕刻劑，可能發(fā)生該層22、 24、 26之材料之非均勻 蝕刻，造成該MIM堆棧30之不適當形態(tài)(例如，也許一層被蝕刻較其 它的層更快速，造成該層較其它的層被蝕刻掉更多的量)。此外，也許 發(fā)生不希望的基板20和層22、 24、 26的挖鑿(gouging)。這些現(xiàn)象導 致所得到之內(nèi)存器件之效能的劣化。上述方法除了限制尺寸可縮放性(scaleability)外，尚造成較無效率 的制造方法。
因此，需要一種可避免上述問題發(fā)生的方法，提供具有改進尺寸 可縮放性之適當?shù)暮鸵恢碌男纬蒑IM器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之制造內(nèi)存器件的方法包括提供介電層；于該介電層中設(shè) 置開口；于該開口中設(shè)置第一導電主體；于該開口中設(shè)置切換主體 (switching body),該第一導電主體和切換主體填滿該開口 ；以及在該切 換主體之上設(shè)置第二導電主體。
通過下列詳細說明的考慮，配合所附之圖式，能夠較佳地了解本 發(fā)明。對于熟悉此項技藝者由參照下列所示和說明之本發(fā)明之實施例， 該實施例僅例示施行本發(fā)明之最佳模式，而能夠容易地了解本發(fā)明。 亦應(yīng)了解到，本發(fā)明能夠有其它的實施例，和其幾個細部地方能夠予 以修飾和有各種顯著的態(tài)樣，所有之這些修飾和態(tài)樣將不會偏離本發(fā) 明之范圍。因此，各圖式和詳細說明系作為例示性質(zhì)用，而不能用來 限制本發(fā)明。


本發(fā)明之可靠特性之新穎特征系提出于所附申請專利范圍中。然 而，本發(fā)明其本身以及其使用之較佳模式，和它的進一歩之目的和優(yōu) 點，將可通過參照以上例示之詳細說明，并配合所附的圖式，而予最
佳之了解，其中
圖1至圖3顯示依照先前技術(shù)方法形成MIM之制程步驟；
圖4至圖6顯示依照本發(fā)明形成第一實施例MIM器件之制程步驟； 圖7至圖9顯示依照本發(fā)明形成第二實施例MIM器件之制程歩驟； 圖10至圖12顯示依照本發(fā)明形成第三實施例MIM器件之制程步
驟；
圖13至圖15顯示依照本發(fā)明形成第四實施例MIM器件之制程步
驟；
圖16至圖18顯示依照本發(fā)明形成第五實施例MIM器件之制程步驟；
圖19至圖24顯示依照本發(fā)明形成第六實施例MIM器件之制程步
驟；
圖25至圖29顯示依照本發(fā)明形成第七實施例MIM器件之制程歩
驟；
圖30至圖34顯示依照本發(fā)明形成第八實施例MIM器件之制程步
驟；
圖35至圖39顯示依照本發(fā)明形成第九實施例MIM器件之制程步 驟；以及
圖40至圖44顯示依照本發(fā)明形成第十實施例MIM器件之制程步驟。
具體實施例方式
現(xiàn)詳細參照本發(fā)明之特定實施例，這些實施例顯示了考量表現(xiàn)本 發(fā)明，用來實施本發(fā)明之最佳模式。
參照圖4，形成在半導體晶圓上之結(jié)構(gòu)包含p+半導體基板70，在 該基板70中形成有n+區(qū)72、 74、 76、 78。與各自n+區(qū)72、 74、 76、 78接觸的是延伸通過Si02層88、 SiN層90和Si02層92的導電W(鎢) 插塞(plug)80、 82、 84、 86。覆蓋該Si02層92和W插塞80、 82、 84、 86之頂部的是SiN層94。 n+區(qū)72、 74沿著閘極和閘極氧化物96形成 晶體管T0，以及n+區(qū)76、 78沿著閘極和閘極氧化物98形成晶體管 Tl。該插塞80接觸該晶體管T0之n+源極區(qū)72，而該插塞82接觸電 晶體T0之n+汲極區(qū)74。該插塞84接觸該晶體管Tl之n+汲極區(qū)74， 而該插塞86通過基板70上之W主體100接觸該晶體管Tl之n+源極 區(qū)78。導電W插塞106、 108接觸各自的插塞82、 84并延伸穿過SiN 層94和Si。2層95。
例如SiN或SiON層或ARC雙層110之氮化物沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu) 之上，達到例如1000埃()之厚度。使用標準光微影技術(shù)，設(shè)置開口 112、 114穿過各自插塞106、 108之上之氮化物層110。導電層116沉 積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，于該氮化物層110上和該開口 112、 114中接觸該 插塞106、 108。該導電層116可以例如是鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鈦(Ti)、
6氮化鈦(TiN)、鎢(W)、氮化鎢(WN)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋁(Ai)、銅(Cu) 或任何其它適當?shù)牟牧稀？墒褂美缥锢須庀喑练e(PVD)、原子層沉積 (ALD)、化學氣相沉積(CVD)、電漿增強式化學氣相沉積(PECVD)或金 屬有機化學氣相沉積(MOCVD)來進行沉積。
參照圖5，系進行化學機械研磨步驟，其中系去除覆蓋該氮化物層 110之該層116之部分(亦即，過度負載部分)，并暴露氮化物層110其 本身，以及導電主體116A、 116B系形成在各自的開口 112、 114，填 滿各自的開口 112、 114。接著，系進行熱氧化作用步驟，其中各導電 主體之頂端部分轉(zhuǎn)變成其氧化物，形成切換主體118A、 118B，而使得 該余留的導電主體116A和該切換主體118A以在該開口 112上且與之 接觸之方式填滿該開口 112，以及該余留的導電主體116B和該切換主 體118B以在該開口 114上且與之接觸之方式填滿該開口 114?？墒褂?譬如離子植入和電漿氧化作用之其它過程以形成該切換主體。
參照圖6，導電層120系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。該導電層120可以 是例如Ta、 TaN、 Ti、 TiTiN、 W、 WN、 Ni、 Co、 Al、 Cu或任何其它 適合的材料。沉積可以用例如PVD、 ALD、 CVD、 PECVD或MOCVD 來進行。使用標準光微影技術(shù)，系圖案化該導電層120以形成導電主 體120A、 120B，導電主體120A在切換主體118A上且與之接觸，以 及導電主體120B在切換主體118B上且與之接觸。
包覆介電層(encapsulating dielectric layer) 122，例如用SiN、 SiC、 或雙層之SiN/SiON、 SiC/SiN、或SiC/SiON系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。 于此沉積前，可進行氧化預(yù)處理以改進附著力和形成橫越共同表面之 絕緣層。使用標準光微影技術(shù)，開口123、 124系設(shè)于該層122中以暴 露導電主體120A、 120B。導電金屬層126系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，通 過導電Ti/TiN黏著層(glue layer)128、 130連接到該導電主體120A、 120B。作為于此和其它實施例中的顯示和說明包覆層(于此實施例中為 層122)之替代實施例，可免除該包覆層并直接沉積后續(xù)設(shè)置之金屬層 (于此實施例中為層126)。
該導電主體116A(電極)、切換主體118A、和導電主體120A(電極) 形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件132。同樣情況，該導電主體 116B(電極)、切換主體118B、和導電主體120B(電極)形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件134。本方法為金屬鑲嵌制程(damascene process), 其中組件設(shè)在溝槽中，并對其進行化學機械平面化制程。如將所看到 的，使用此方法，不使用蝕刻來形成MIM器件，以避免上述之問題。 切確來說，使用如提出說明為高效率和簡單的方法。再者，此方法允 許對制造此結(jié)構(gòu)時之尺寸可縮放性的改進。
圖7至圖9顯示本發(fā)明的第二實施例。于此實施例中，參照圖7 和圖8，該氮化物層110、開口 112、 114、導電主體116A、 116B、和 切換主體118A、 118B系如圖4和圖5中所示形成。然而，當下一個步 驟，參照圖9，包覆介電層122系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。使用標準的光 微影技術(shù)，開口 123、 124設(shè)于層122中以暴露該切換主體118A、 118B。 導電金屬層126系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，通過導電Ti/TiN黏著層128、 130連接到切換主體118A、 118B。
該導電主體116A(電極)、切換主體118A、和導電主體(亦即，黏著 層128)(電極)形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件132。同樣情況， 該導電主體116B(電極)、切換主體118B、和導電主體120B(亦即，黏 著層130X電極)形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件134。此方法提 供相似于關(guān)于上述圖4至圖6實施例所提出方法之優(yōu)點，并不需要形 成導電主體120A、 120B。
圖10至圖12顯示本發(fā)明的第三實施例。于此實施例中，參照圖 10和圖11，該氮化物層110、開口 112、 114、和導電主體116A、 116B 系形成如圖4和圖5中所示。然而，于此情況，并未如先前所述之形 成切換主體。參照圖12，倒是切換材料140之層系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu) 上，與該氮化物層110和導電主體116A、 116B接觸。其次，導電層 142系沉積在切換材料140之層上。使用標準的光微影技術(shù)，該導電層 142和切換材料140之層系如所示被圖案化，而使得導電主體142A在 切換主體140A上，和導電主體142B在切換主體140B上，而且切換 主體140A在導電主體116A上和切換主體140B在導電主體116B上。
包覆介電層122系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。使用標準的光微影技術(shù)， 開口 123、 124系設(shè)于層122中以暴露導電主體142A、 142B。導電金 屬層126系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，通過導電Ti/TiN黏著層128、 130連 接到該導電主體142A、 142B。
8該導電主體116A(電極)、切換主體140A、和導電主體(電極)形成 金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件132。同樣情況，該導電主體116B(電 極)、切換主體140B、和導電主體142B(電極)形成金屬-絕緣體-金屬 (MIM)內(nèi)存器件134。
圖13至圖15顯示本發(fā)明的第四實施例。于此實施例中，參照圖 13和圖14，該Si02層95、開口 112、 114、和導電主體116A、 116B 系形成如圖10和圖11中。其次(圖15)，例如SiN層150之介電質(zhì)系 沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，并使用標準的光微影技術(shù)，系在其中設(shè)置開口 152、 154。切換材料156之層系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，填滿于介電層 150中的開口 152、 154并接觸該導電主體116A、 116B。進行化學機械 研磨步驟以從介電層150之上去除切換材料層156之部分，而使得切 換主體156A、 156B留在該介電層150之該開口 152、 154中而填滿該 介電層150中之該開口 152、 154。
其次，導電層160系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。使用標準的光微影技 術(shù)，該導電層160系如所示被圖案化，而使得導電主體160A在切換主 體156A上，和導電主體160B在切換主體156B上。
包覆介電層122系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。使用標準的光微影技術(shù)， 開口 123、 124系設(shè)于層122中以暴露導電主體160A、 160B。導電金 屬層126系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，通過導電Ti/TiN黏著層128、 130連 接到導電主體160A、 160B。
該導電主體116A(電極)、切換主體156A、和導電主體160A(電極) 形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件132。同樣情況，該導電主體 116B(電極)、切換主體156B、和導電主體160B(電極)形成金屬-絕緣體 -金屬(MIM)內(nèi)存器件134。
圖16至圖18顯示本發(fā)明的第五實施例。于此實施例中，參照圖 16和圖17，該氮化物層110、開口 112、 114、和導電主體116A、 116B 系形成如圖10和圖11中。其次(圖18)，例如SiN層150之介電質(zhì)系 沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，并使用標準的光微影技術(shù)，在其中設(shè)置開口 152、 154。切換材料156之層系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，填滿于介電層150中 的開口 152、 154并接觸該導電主體116A、 116B。進行化學機械研磨 步驟以從介電層150之上去除切換材料層156之部分，而使得切換主體156A、 156B留在該介電層150中的開口 152、 154中而填滿該介電 層150中的開口 152、 154。
包覆介電層122系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。使用標準的光微影技術(shù)， 開口 123、 124系設(shè)于層122中以暴露該導電主體156A、 156B。導電 金屬層126系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，通過導電Ti/TiN黏著層128、 130 連接到該導電主體156A、 156B。
該導電主體116A(電極)、切換主體156A、和導電主體(亦即，黏 著層128)(電極)形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件132。同樣情況， 該導電主體116B(電極)、切換主體156B、和導電主體(亦即，黏著層 13 O)(電極)形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件134。
圖19至圖24顯示本發(fā)明的第六實施例。于此實施例中，相似于 前面的實施例，開口 200、 202系設(shè)于該氮化物層110中。作為下一個 步驟，例如SiN、 SiC、或非導電金屬氧化物之絕緣層204系沉積于所 產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上(圖19)。使用標準的光微影技術(shù)系去除與該插塞106、 108 接觸之絕緣層204之部分，造成圖20之結(jié)構(gòu)。
導電層214系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上、于該氮化物層110上和于該 余留開口216、 218中與插塞106、 108接觸(圖21)。參照圖22，進行 化學機械研磨步驟，其中去除覆蓋該氮化物層110之層214之部分和 絕緣層204之部分，并暴露氮化物層110其本身，以便設(shè)置絕緣壁206、 208于該開口 200中，和設(shè)置絕緣壁210、 212于該開口 202中。導電 主體214A、 214B系形成在該各自的余留開口 216A、 216B，填滿該開 口 216A、 216B。接著，如前面所述系形成切換主體220A、 220B，而 使得該余留的導電主體214A和切換主體220A以在余留開口 216上且 與之接觸之方式填滿該余留開口 216，以及該余留的導電主體214B和 切換主體220B以在余留開口 218上且與之接觸之方式填滿該余留開口 218。該導電主體214A和切換主體220A位于該壁206、 208之間，而 該導電主體214B和切換主體220B位于壁210、 212之間。
其次，導電層230系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。使用標準的光微影技 術(shù)，圖案化該導電層230以形成導電主體230A、 230B，導電主體230A 在切換主體220A上且與之接觸，以及導電主體230B在切換主體220B 上且與之接觸(圖23)。
10參照圖23和圖24，例如SiN或SiC之絕緣層232系沉積于所產(chǎn)生 結(jié)構(gòu)上。包覆介電層122系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。使用標準的光微影 技術(shù)，設(shè)置開口 123、 124于層122和層232中以暴露該導電主體 230A,203B。導電金屬層126系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，通過導電Ti/TiN 黏著層128、 130連接到導電主體230A、 230B。
該導電主體214A(電極)、切換主體220A、和導電主體230A(電極) 形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件132。同樣情況，該導電主體 214B(電極)、切換主體220B、和導電主體230B(電極)形成金屬-絕緣體 -金屬CMIM)內(nèi)存器件134。
圖25至圖29顯示本發(fā)明的第七實施例。于此實施例中，相似于 前面的實施例，開口 200、 202系設(shè)于氮化物層110中。作為下一個步 驟，例如TiN、 TaN、 TiN、或WN的導電層240系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu) 上(圖25)。
導電層254系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上、和于余留開口 256、 258中(圖 26)。參照圖27，進行化學機械研磨歩驟，其中去除覆蓋該氮化物層110 之層254之部分和覆蓋該氮化物層110的導電層240之部分，得到圖 27之結(jié)構(gòu)，具有導電壁242、 244,和連接該壁242、 244的導電連接 部分246，全都在該開口 200內(nèi)，以及具有導電壁248、 250，和連接 該壁248、 250的導電連接部分252，全都在該開口 202內(nèi)。暴露氮化 物層110其本身，而導電主體254A、 254B系形成于各自的余留開口 256、 258中，填滿該各自的開口 256、 258。接著，如前面所述形成切 換主體260A、 260B，而使得該余留的導電主體254A和切換主體260A 以在該余留開口 256上且與之接觸之方式填滿該余留開口 256，以及該 余留的導電主體254B和切換主體260B以在該余留開口 258上且與之 接觸填滿該余留開口 258。該導電主體254A和切換主體260A位于壁 242、 244之間，于部分246上具有導電主體254A，而該導電主體254B 和切換主體260B位于該壁248、 250之間，于部分252上具有導電主 體254B。
其次，該導電層262系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。然后，例如TiN、TaN、 TiN、或WN的導電層264系沉積于導電層262上。使用標準的光微影 技術(shù)，系圖案化該導電層262和導電層264以形成導電主體266、 268，導電主體266在切換主體260A上且與之接觸，以及導電主體268在切 換主體260B上且與之接觸(圖28)。
包覆介電層122系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。使用標準的光微影技術(shù)， 設(shè)置開口 123、 124于該層122中以暴露該導電主體266、 268。導電金 屬層126系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，通過導電Ti/TiN黏著層128、 130連 接到導電主體266、 268。
該導電主體254A(電極)、切換主體260A、和導電主體(電極)形成 金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件132。同樣情況，該導電主體254B(電 極)、切換主體260B、和導電主體268(電極)形成金屬-絕緣體-金屬(MIM) 內(nèi)存器件134。
圖30至圖34顯示本發(fā)明的第八實施例。圖30至圖31之制程步 驟相似于圖25至圖26之制程步驟。圖31之結(jié)構(gòu)系被化學機械地研磨， 得到圖32之結(jié)構(gòu)。接著(圖33)，譬如SiN的介電層270系沉積于所產(chǎn) 生結(jié)構(gòu)上，并在其中設(shè)有開口 272、 274。切換材料層276系沉積于所 產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，填滿該介電層270中的開口 272、274，并接觸該導體254A、 254B。進行化學機械研磨步驟，其中系去除覆蓋該介電層270之層276 之部分，并暴露該介電層270其本身，以及切換主體276A、 276B系 形成在該各自的開口 272、 274中，填滿各自的開口 272、 274。然后， 導電層262系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，以及導電層264系沉積于導電層 262上。使用標準的光微影技術(shù)，圖案化導電層262和導電層264以形 成導電主體266、 268，導電主體266在切換主體260A上且與之接觸， 以及導電主體268在切換主體260B上且與之接觸。
包覆介電層122系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。使用標準的光微影技術(shù)， 開口 123、 124系設(shè)于層122中以暴露導電主體266、 268。導電金屬層 126系沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，通過導電Ti/TiN黏著層128、 130連接到 導電主體266、 268(圖34)。
該導電主體254A(電極)、切換主體276A、和導電主體266(電極) 形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件132。同樣情況，該導電主體 254B(電極)、切換主體276B、和導電主體268(電極)形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件134。
圖35至圖39顯示本發(fā)明的第九實施例。圖33至圖36之制程步驟相似于圖19至圖20之制程步驟。圖36之結(jié)構(gòu)系被化學機械地研磨， 得到圖37之結(jié)構(gòu)。接著，參照圖38，例如SiN層280之介電質(zhì)系沉積 于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，并在其中系設(shè)有開口 282、 284。切換材料層286系 沉積于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，填滿該介電層280中的開口 282、 284，并接觸 該導體214A、 214B。進行化學機械研磨步驟，其中系去除覆蓋該介電 層280之層286之部分(亦即，過度負載部分)，并暴露該氮化物層280 其本身，以及切換主體286A、 286B系形成在該各自的開口 272、 274 中，填滿該各自的余留開口 282、 284。其次，導電層292系沉積于所 產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，并如所示被圖案化，形成導電主體292、 294，與該各自 切換主體286A、 286B接觸，以及例如SiN之絕緣層系沉積在所產(chǎn)生 結(jié)構(gòu)上。
包覆介電層122系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上。使用標準的光微影技術(shù)， 設(shè)置開口 123、124于該層122和該層296中以暴露導電主體292、294。 導電金屬層126系設(shè)于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，通過導電Ti/TiN黏著層128、 130連接到導電主體292、 294(圖39)。
該導電主體214A(電極)、切換主體286A、和導電主體292(電極) 形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件132。同樣情況，該導電主體 214B(電極)、切換主體286B、和導電主體2%(電極)形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件132。
圖40至圖44顯示本發(fā)明的第十實施例。圖40至圖41之制程步 驟相似于圖19至圖20之制程步驟。圖41之結(jié)構(gòu)系被化學機械地研磨， 得到圖42之結(jié)構(gòu)。接著(圖43和圖44)，介電層280系沉積于所產(chǎn)生 結(jié)構(gòu)上，并在其中設(shè)有開口 282、 284。切換材料層286系沉積于所產(chǎn) 生結(jié)構(gòu)上，填滿該介電層280中的開口 282、 284，并接觸該導體214A、 214B。進行化學機械研磨步驟，其中系去除覆蓋該介電層280之層286 之部分，并系暴露介電層280其本身，以及切換主體286A、 286B系 形成在各自的開口 282、 284中，填滿該各自的開口 282、 284。例如 SiN之絕緣層300系沉積在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上，以及包覆介電層122系沉積 在絕緣層300上。使用標準的光微影技術(shù)，開口123、 124系設(shè)于絕緣 層300和介電層122中，暴露該切換主體286A、 286B。導電金屬層 126系設(shè)于所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)之上，通過導電Ti/TiN黏著層128、 130連接到
13該切換主體286A、 286B。
該導電主體214A(電極)、切換主體286A、和導電主體(亦即，黏 著層128)(電極)形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件132。同樣情況， 該導電主體214B(電極)、切換主體286B、和導電主體(亦即，黏著層 130)(電極)形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)內(nèi)存器件134。
本方法提供用來形成金屬-絕緣體-金屬(MIM)器件之各種金屬鑲 嵌制程。該各種方法于適當形成此等器件是明確且有效的。尤其是， 避免了關(guān)于蝕刻材料以形成器件提出之問題。此外，本方法提供器件 之高度的尺寸可縮放性。
已提出本發(fā)明之實施例之上述說明用于顯示和說明目的。并不欲 認為已完全描述了本發(fā)明，或限制本發(fā)明于精確揭露的形式。鑒于上 述之說明，可知其它的修正或變化是可能的。
已選擇和說明各實施例，以提供本發(fā)明之原理和其實際應(yīng)用之最 佳例示，由此使熟悉此項技術(shù)之一般技術(shù)人員能夠使用本發(fā)明于各種 實施例和各種修飾，如適合于考慮之特定的使用。所有的此等修飾和 變化是在如由所附申請專利范圍所決定之本發(fā)明之范圍內(nèi)，當依照公 平、合法和公正取得權(quán)利之最寬范圍。
權(quán)利要求
1、一種制造內(nèi)存器件的方法，包括設(shè)置介電層(110)；在該介電層(110)中設(shè)置開口(112)；在該開口(112)中設(shè)置第一導電主體(116A)；在該開口(112)中設(shè)置切換主體(118A)，該第一導電主體(116A)和切換主體(118A)填滿該開口(112)；以及在該切換主體(118A)之上設(shè)置第二導電主體(120A)。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該切換主體(118A)從該第一導電 主體(116A)生長出來。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，通過在該介電層(110)和切換主體 (118A)之上設(shè)置導電層(120)及圖案化該導電層(120)以形成該第二導電 主體(120A)，而設(shè)置該第二導電主體(120A)。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，通過在第一次提及的介電層(110) 和切換主體(118A)之上設(shè)置第二介電層(122)、在該第二介電層(122)中 設(shè)置開口(123)、及在該第二介電層(122)中的該開口(123)中設(shè)置該第二 導電主體(128)，而設(shè)置該第二導電主體(128)。
5、 一種制造內(nèi)存器件的方法，包括設(shè)置第一介電層(110); 在該第一介電層(110)中設(shè)置開口(112);在該第一介電層(110)中的該開口(112)中設(shè)置第一導電主體 (116A)以填滿該第一介電層(110)中的該開口(112);設(shè)置第二介電層(150);在該第二介電層(150)中設(shè)置開口(152);在該第二介電層(150)中的該開口(152)中設(shè)置切換主體(156A)， 以填滿該第二介電層(150)中的該開口(152);以及在該切換主體(156A)之上設(shè)置第二導電主體(160A)。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，通過在該第二介電層(150)和切換 主體(156A)之上設(shè)置導電層(160)及圖案化該導電層(160)以形成該第二 導電主體(160A)，而設(shè)置該第二導電主體(160A)。
7、 一種內(nèi)存器件，包括具有開口(200)的介電層(110); 在該開口 (200)中的第一導電層(214A);在該開口 (200)中和該第 一 導電層(214A)上的切換材料層 (220A);以及在該開口(200)之上和該切換材料層(220A)上的第二導電層 (230A)。
8、 如權(quán)利要求7所述的內(nèi)存器件，進一步包括于該介電層(110)中的 該開口(200)中的第一和第二絕緣壁(206、 208)，該第一導電層(214A) 和切換材料層(220A)在這些絕緣壁(206、 208)之間。
9、 如權(quán)利要求7所述的內(nèi)存器件，進一步包括于該介電層(110)中的 該開口(200)中的第一和第二導電壁(242、 244)，該第一導電層(254A) 和切換材料層(260A)在這些導電壁(242、 244)之間。
10、 如權(quán)利要求9所述的內(nèi)存器件，進一步包括連接這些導電壁(242、 244)的導電連接部分(246)，以及在該導電連接部分上的該第一導電層 (254A)。
全文摘要
一種制造內(nèi)存器件的方法，包含下列步驟設(shè)置介電層(110)；于該介電層(110)中設(shè)置開口(112)；于該開口(112)中設(shè)置第一導電主體(116A)；于該開口中設(shè)置切換主體(118A)，該第一導電主體(116A)和切換主體(118A)填滿該開口(112)；以及在該切換主體(118A)之上設(shè)置第二導電主體(120A)。于一替代實施例中，第二介電層(150)設(shè)置于該首先提及的介電層(110)之上，以及該切換主體(156A)設(shè)置于該第二介電層(150)中的開口(152)中。
文檔編號H01L45/00GK101529608SQ200780038107
公開日2009年9月9日 申請日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月14日
發(fā)明者B·酋, C·馬里安, F·王, J·A·希爾茲, J·謝, K·宋, M·拉托爾, M·范巴斯柯克, S·K·潘格爾, S·哈達, S·阿維奇諾 申請人:先進微裝置公司;斯班遜有限公司