專利名稱：電阻存儲(chǔ)器的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種電阻存儲(chǔ)器的形成方法。
背景技術(shù)：
存儲(chǔ)器在半導(dǎo)體市場(chǎng)中占有重要地位，由于便攜式電子設(shè)備的不斷普及，非易失性存儲(chǔ)器(non-volatile memory)在整個(gè)存儲(chǔ)器應(yīng)用中所占的比重也越來越大，目前90% 以上的非易失性存儲(chǔ)器的份額被閃速存儲(chǔ)器(flash memory)占據(jù)。但是由于存儲(chǔ)電荷的需要，閃速存儲(chǔ)器的浮柵不能隨著器件尺寸的減小而無限制的減薄，32nm左右為閃速存儲(chǔ)器特征尺寸(⑶，critical dimension)的極限，因此迫切需要下一代非易失性存儲(chǔ)器的研發(fā)。電阻存儲(chǔ)器(RRAM，Resistive Memory)是一種新型的非易失性存儲(chǔ)器，具有高密度、低成本等優(yōu)點(diǎn)。電阻存儲(chǔ)器的原理主要是通過電信號(hào)的作用，使得存儲(chǔ)介質(zhì)在高電阻狀態(tài)和低電阻狀態(tài)之間實(shí)現(xiàn)可逆轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)目的。電阻存儲(chǔ)器中常用的存儲(chǔ)介質(zhì)主要有相變材料、鐵電材料、鐵磁材料、二元金屬氧化物材料、有機(jī)材料等。其中以二元金屬氧化物材料的應(yīng)用較為廣泛，如Nb2O5，Al2O3，Ta2O5, TixO, CuxO等，由于CuxO材料與CMOS工藝有著完美的兼容性，因此得到了最廣泛的應(yīng)用。圖1至圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種RRAM的形成方法。參考圖1，提供基底100，所述基底100中形成有底電極101，所述底電極101上形成有反應(yīng)金屬層102，所述底電極101可以為一栓塞(plug)，所述反應(yīng)金屬層102可以為形成于栓塞上的一金屬層，也可以為所述栓塞的表面部分，在CMOS工藝中，與銅互連工藝相兼容，所述底電極101為銅栓塞，所述反應(yīng)金屬層102為該銅栓塞的上層表面部分。參考圖2，對(duì)所述反應(yīng)金屬層進(jìn)行氧化，如&等離子體處理或熱氧化反應(yīng)等，產(chǎn)生金屬氧化物層103，以銅為例，所述金屬氧化物層103為氧化銅。參考圖3，在所述金屬氧化物層103上形成頂電極104，從而完成電阻存儲(chǔ)器的形成過程。在實(shí)際的寫操作過程中，通過底電極101和頂電極104對(duì)所述金屬氧化物層103 施加電信號(hào)，使其發(fā)生可逆的電阻轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)寫操作。但是，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)圖2中的反應(yīng)金屬層102進(jìn)行氧化后，形成的金屬氧化物往往是銅的不同價(jià)態(tài)的氧化物的混合物。參考圖3， 在氧化過程中，表面部分充分氧化，形成高價(jià)態(tài)的CuO層103b，內(nèi)部部分未完全氧化，形成低價(jià)態(tài)的Cu2O層103a。由于CuO層10 并不具有電阻轉(zhuǎn)換的特性，而且其電阻率很高，因此在對(duì)所述電阻存儲(chǔ)器進(jìn)行寫操作時(shí)，需要比較大的電壓將CuO層10 擊穿，以對(duì)Cu2O層 103a進(jìn)行寫操作，但是此時(shí)的大電流會(huì)對(duì)所述Cu2O層103a造成損傷，使其部分喪失或全部喪失可逆電阻轉(zhuǎn)換特性，導(dǎo)致器件性能下降?，F(xiàn)有技術(shù)中往往通過使用還原氣體進(jìn)行還原， 但上述方法不利于控制金屬氧化物層的厚度。另外，現(xiàn)有技術(shù)中還有一種方法采用高溫環(huán)境將CuO分解成為Cu2O,但是該方法需要很高的溫度，對(duì)設(shè)備以及工藝條件要求較高。公開號(hào)為20100110764的美國專利申請(qǐng)中公開了一種電阻存儲(chǔ)器，但是該電阻存儲(chǔ)器也并未解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種電阻存儲(chǔ)器的形成方法，以簡單的工藝方法去除氧化后表面的高價(jià)態(tài)氧化物。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電阻存儲(chǔ)器的形成方法，包括提供基底，所述基底中形成有底電極，所述底電極上形成有反應(yīng)金屬層；對(duì)所述反應(yīng)金屬層進(jìn)行氧化，形成氧化層，所述氧化層包括表面的高價(jià)態(tài)金屬氧化物層和位于所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層下方的低價(jià)態(tài)金屬氧化物層；使用還原劑溶液對(duì)所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層進(jìn)行還原?？蛇x的，所述電阻存儲(chǔ)器的形成方法還包括，在所述還原后的高價(jià)態(tài)金屬氧化物層上形成頂電極，并進(jìn)行退火?？蛇x的，所述退火的反應(yīng)溫度為100°C至400°C，反應(yīng)時(shí)間為5分鐘至30分鐘?？蛇x的，所述反應(yīng)金屬層的材料為銅、鋁、鉭、鈦、鎳、鈮中的一種。可選的，所述反應(yīng)金屬層為所述底電極的表面部分。可選的，所述還原劑溶液為醛類化合物溶液?？蛇x的，所述醛類化合物溶液的濃度為0. 5wt%至40wt%，所述還原的反應(yīng)溫度為0°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30分鐘?？蛇x的，所述醛類化合物溶液為濃度為至20wt%的甲醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30分鐘?？蛇x的，所述醛類化合物溶液為濃度為2wt%至25wt%的乙醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30分鐘?？蛇x的，所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層的厚度為2nm至lOOnm。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，包括提供基底，所述基底中形成有至少兩個(gè)銅栓塞；在所述基底表面形成介質(zhì)層；在至少一個(gè)銅栓塞上方的介質(zhì)層中形成開口，所述開口底部暴露出銅栓塞；對(duì)所述開口下方的銅栓塞的表面部分進(jìn)行氧化，形成氧化層，所述氧化層包括表面的高價(jià)態(tài)氧化層和位于所述高價(jià)態(tài)氧化層下方的低價(jià)態(tài)氧化層；使用還原劑溶液對(duì)所述高價(jià)態(tài)氧化層進(jìn)行還原?？蛇x的，所述電阻存儲(chǔ)器的形成方法還包括在所述開口中形成頂電極。可選的，所述頂電極的材料為鉭或氮化鉭?？蛇x的，所述還原劑溶液為醛類化合物溶液。可選的，所述醛類化合物溶液的濃度為0. 5wt%至40wt%，所述還原的反應(yīng)溫度為0°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30分鐘?？蛇x的，所述醛類化合物溶液為濃度為至20wt%的甲醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30分鐘?？蛇x的，所述醛類化合物溶液為濃度為2wt%至25wt%的乙醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30分鐘?？蛇x的，所述介質(zhì)層的材料為氮化硅、氮氧化硅、摻氮碳化硅中的一種。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案有如下優(yōu)點(diǎn)本技術(shù)方案在對(duì)反應(yīng)金屬層進(jìn)行氧化后，使用還原劑溶液對(duì)氧化后形成于表面的高價(jià)態(tài)金屬氧化物層進(jìn)行還原，使得整個(gè)氧化層都具有可逆的電阻轉(zhuǎn)換特性，改善了器件性能，且本技術(shù)方案的工藝過程較為簡單。


圖1至圖3是現(xiàn)有技術(shù)的電阻存儲(chǔ)器的形成方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例的電阻存儲(chǔ)器的形成方法的流程示意圖；圖5至圖8是本發(fā)明第一實(shí)施例的電阻存儲(chǔ)器的形成方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明第二實(shí)施例的電阻存儲(chǔ)器的形成方法的流程示意圖；圖10至圖16是本發(fā)明第二實(shí)施例的電阻存儲(chǔ)器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施方式
的限制。現(xiàn)有技術(shù)的電阻存儲(chǔ)器形成過程中，反應(yīng)金屬層在氧化后，其表面往往形成有高價(jià)態(tài)的金屬氧化物，其并不具備可逆的電阻轉(zhuǎn)換特性，影響器件性能，而且現(xiàn)有技術(shù)中去除高價(jià)態(tài)金屬氧化物的方法存在著厚度控制不利、工藝難度高等問題。本發(fā)明的技術(shù)方案使用還原劑溶液對(duì)金屬氧化物進(jìn)行還原，使得表面的高價(jià)態(tài)金屬氧化物被還原為具有可逆的電阻轉(zhuǎn)換特性的低價(jià)態(tài)金屬氧化物，改善了器件性能，且工藝過程較為簡單。圖4示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的電阻存儲(chǔ)器的形成方法的流程示意圖，如圖4所示，包括執(zhí)行步驟S201，提供基底，所述基底中形成有底電極，所述底電極上形成有反應(yīng)金屬層；執(zhí)行步驟S202，對(duì)所述反應(yīng)金屬層進(jìn)行氧化，形成氧化層，所述氧化層包括表面的高價(jià)態(tài)金屬氧化物層和位于所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層下方的低價(jià)態(tài)金屬氧化物層；執(zhí)行步驟S203，使用還原劑溶液對(duì)所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層進(jìn)行還原。下面結(jié)合圖4以及圖5至圖8對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。結(jié)合圖4和圖5，執(zhí)行步驟S201，提供基底，所述基底中形成有底電極，所述底電極上形成有反應(yīng)金屬層。具體的，提供基底200，所述基底200中形成有底電極201，所述底電極201上形成有反應(yīng)金屬層202。所述基底200的材質(zhì)可以是單晶硅、多晶硅、非晶硅中的一種，所述基底200還可以是絕緣體上硅(SOI，Silicon On Insulator)結(jié)構(gòu)或硅上外延層結(jié)構(gòu)。在所述基底200中形成有半導(dǎo)體器件以及互連結(jié)構(gòu)(圖中未示出)。所述底電極 201的材料可以為多晶硅、鋁、銅等。所述反應(yīng)金屬層202的材料可以為銅、鋁、鉭、鈦、鎳、鈮中的一種，本實(shí)施例中優(yōu)選為銅。另外，在一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述底電極201為銅栓塞，所述反應(yīng)金屬層202為所述銅栓塞的表面部分。參考圖4和圖6，執(zhí)行步驟S202，對(duì)所述反應(yīng)金屬層進(jìn)行氧化，形成氧化層，所述氧化層包括表面的高價(jià)態(tài)金屬氧化物層和位于所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層下方的低價(jià)態(tài)金屬氧化物層。具體的，采用熱氧化法或者A等離子體處理等方法，對(duì)所述底電極201表面的反應(yīng)金屬層進(jìn)行氧化，形成氧化層203。經(jīng)過所述氧化過程后，氧化層203包括2個(gè)部分表面的高價(jià)態(tài)金屬氧化物層20 和位于其下方的低價(jià)態(tài)金屬氧化物層203a。經(jīng)過氧化處理后，所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層20 的厚度范圍為2nm至lOOnm。本實(shí)施例中，所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層20 的成分主要為CuO，所述低價(jià)態(tài)金屬氧化物層203a的成分主要為Cu20。參考圖4和圖7，執(zhí)行步驟S203，使用還原劑溶液對(duì)所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層進(jìn)行還原。具體的，使用還原劑對(duì)所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層進(jìn)行還原，還原后的高價(jià)態(tài)金屬氧化物層與原本的低價(jià)態(tài)金屬氧化物層構(gòu)成了還原后的氧化層203’。同時(shí)參考圖6，本實(shí)施例中所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層20 中的CuO經(jīng)過還原后，其主要成分轉(zhuǎn)換為CuxO (1 < χ < =幻，也具備可逆的電阻轉(zhuǎn)換特性。所述還原劑溶液可以為醛類化合物溶液，濃度為0.5wt% (重量百分比)至40wt%，還原過程中的反應(yīng)溫度為0°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30分鐘。在一優(yōu)選的實(shí)施例中，述醛類化合物溶液為濃度為至20wt%的甲醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30分鐘；在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述醛類化合物溶液為濃度為至25wt%的乙醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為 1分鐘至30分鐘。本技術(shù)方案中的還原過程采用醛類化合物等較弱的還原劑溶液來實(shí)現(xiàn)，可以通過控制反應(yīng)溶液的濃度和反應(yīng)時(shí)間來控制整個(gè)反應(yīng)過程，將高價(jià)態(tài)金屬氧化物層還原為具有可逆電阻轉(zhuǎn)換特性的低價(jià)態(tài)金屬氧化物，使得整個(gè)還原后的氧化物層203’都具備可逆的電阻轉(zhuǎn)換特性，改善了器件性能，同時(shí)工藝過程比較簡單，容易控制。參考圖8，在所述還原后的氧化層203’上形成頂電極204，并進(jìn)行退火，所述退火的反應(yīng)溫度為100°c至400°C，反應(yīng)時(shí)間為5分鐘至30分鐘。圖9示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，包括執(zhí)行步驟S301，提供基底，所述基底中形成有至少兩個(gè)銅栓塞；執(zhí)行步驟S302，在所述基底表面形成介質(zhì)層； 執(zhí)行步驟S303，在至少一個(gè)銅栓塞上方的介質(zhì)層中形成開口，所述開口底部暴露出銅栓塞； 執(zhí)行步驟S304，對(duì)所述開口下方的銅栓塞的表面部分進(jìn)行氧化，形成氧化層，所述氧化層包括表面的高價(jià)態(tài)氧化層和位于所述高價(jià)態(tài)氧化層下方的低價(jià)態(tài)氧化層；執(zhí)行步驟S305，使用還原劑溶液對(duì)所述高價(jià)態(tài)氧化層進(jìn)行還原。下面結(jié)合圖9以及圖10至圖16對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。參考圖9和圖10，執(zhí)行步驟S301，提供基底，所述基底中形成有至少兩個(gè)銅栓塞。 具體的，提供基底300，所述基底300中形成有銅栓塞301和銅栓塞302，圖10僅是示意，在實(shí)際應(yīng)用中，所述基底300中可以形成有多個(gè)銅栓塞。所述銅栓塞301和銅栓塞302為采用雙鑲嵌工藝形成的，具體過程這里不再贅述。所述基底300的材質(zhì)可以是單晶硅、多晶硅、 非晶硅中的一種，所述基底300還可以是絕緣體上硅結(jié)構(gòu)或硅上外延層結(jié)構(gòu)。在所述基底 300中形成有半導(dǎo)體器件以及互連結(jié)構(gòu)(圖中未示出)。參考圖9和圖11，執(zhí)行步驟S302，在所述基底表面形成介質(zhì)層。具體的，在所述基底300表面形成介質(zhì)層303，所述介質(zhì)層303覆蓋所述基底300的表面以及銅栓塞301和銅栓塞302。所述介質(zhì)層303的材料為氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、摻氮碳化硅(SiCN) 中的一種，形成方法可以為化學(xué)氣相沉積(CVD)。參考圖9和圖12，執(zhí)行步驟S303，在至少一個(gè)銅栓塞上方的介質(zhì)層中形成開口，所述開口底部暴露出銅栓塞。本實(shí)施例中具體為在所述銅栓塞302上方的介質(zhì)層303中形成開口，形成過程可以為在所述介質(zhì)層303表面旋涂光刻膠并進(jìn)行圖形化，之后以所述圖形化后的光刻膠為掩膜進(jìn)行刻蝕，在所述銅栓塞302上方的介質(zhì)層303中形成開口，所述開口底部暴露出所述銅栓塞302。參考圖9和圖13，執(zhí)行步驟S304，對(duì)所述開口下方的銅栓塞的表面部分進(jìn)行氧化， 形成氧化層，所述氧化層包括表面的高價(jià)態(tài)氧化層和位于所述高價(jià)態(tài)氧化層下方的低價(jià)態(tài)氧化層。本實(shí)施例中具體為，對(duì)所述開口下方的銅栓塞302的表面部分進(jìn)行氧化，具體方法可以為將所述基底300放置于反應(yīng)腔中進(jìn)行熱氧化，使得所述銅栓塞302的表面部分氧化形成氧化層302c，由于所述介質(zhì)層303的保護(hù)作用，銅栓塞301并不受氧化過程的影響。所述氧化層302c包括開口下方暴露出的高價(jià)態(tài)氧化層302b和位于所述高價(jià)態(tài)氧化層302b 下方的低價(jià)態(tài)氧化層30 ，其中低價(jià)態(tài)氧化層30 的成分主要為Cu2O,具有可逆的電阻轉(zhuǎn)換特性；高價(jià)態(tài)氧化層302b的成分主要為CuO，并不具有可逆的電阻轉(zhuǎn)換特性。參考圖9和圖14，執(zhí)行步驟S305，使用還原劑溶液對(duì)所述高價(jià)態(tài)氧化層進(jìn)行還原。 具體的，使用還原劑溶液對(duì)所述高價(jià)態(tài)氧化層進(jìn)行還原，還原后的高價(jià)態(tài)氧化層與原本的低價(jià)態(tài)氧化層共同構(gòu)成了還原后的氧化層302c’。所述還原劑可以為醛類化合物溶液，濃度為0. 5襯％至40wt%，還原過程中的反應(yīng)溫度為0°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30分鐘。在一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述醛類化合物溶液為濃度為至20wt%的甲醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30分鐘；在另一優(yōu)選的實(shí)施例中， 所述醛類化合物溶液為濃度為至25wt%的乙醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至 80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30分鐘。所述高價(jià)態(tài)氧化層中的CuO經(jīng)過還原后，主要成分變?yōu)镃ux0(l < χ <= 2)，也具備可逆的電阻轉(zhuǎn)換特性，因而使得整個(gè)還原后的氧化層302c’ 都具備可逆的電阻轉(zhuǎn)換特性，改善了器件性能。參考圖15，在所述介質(zhì)層303的開口中形成頂電極304，所述頂電極304的材料為鉭(Ta)或氮化鉭(TaN)，現(xiàn)有技術(shù)中通常使用上述兩種材料作為銅互連結(jié)構(gòu)中的阻擋層， 因此采用上述兩種材料與現(xiàn)有的雙鑲嵌的銅互連工藝完全兼容。參考圖16，本實(shí)施例中還包括在所述介質(zhì)層303上形成層間介質(zhì)層305，之后使用雙鑲嵌工藝在所述層間介質(zhì)層305中形成銅栓塞306和銅栓塞307，所述銅栓塞306與銅栓塞302電接觸，所述銅栓塞307和所述頂電極304電接觸。在實(shí)際應(yīng)用中，通過所述銅栓塞 307和銅栓塞301對(duì)所述第二氧化層302c’施加電信號(hào)，使其產(chǎn)生可逆的電阻轉(zhuǎn)換，完成存儲(chǔ)單元的寫操作。上述第二實(shí)施例中的電阻存儲(chǔ)器的形成方法與現(xiàn)有技術(shù)中的銅互連工藝完全兼容，便于進(jìn)行工藝集成，降低成本。綜上，本技術(shù)方案通過使用還原劑溶液對(duì)高價(jià)態(tài)金屬氧化物進(jìn)行還原，使得整個(gè)氧化層都具有可逆的電阻轉(zhuǎn)換特性，改善了器件性能，且本技術(shù)方案的工藝過程較為簡單。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，包括提供基底，所述基底中形成有底電極，所述底電極上形成有反應(yīng)金屬層；對(duì)所述反應(yīng)金屬層進(jìn)行氧化，形成氧化層，所述氧化層包括表面的高價(jià)態(tài)金屬氧化物層和位于所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層下方的低價(jià)態(tài)金屬氧化物層；使用還原劑溶液對(duì)所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層進(jìn)行還原。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，還包括，在所述還原后的高價(jià)態(tài)金屬氧化物層上形成頂電極，并進(jìn)行退火。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述退火的反應(yīng)溫度為100°C至400°C，反應(yīng)時(shí)間為5分鐘至30分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述反應(yīng)金屬層的材料為銅、鋁、鉭、鈦、鎳、鈮中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述反應(yīng)金屬層為所述底電極的表面部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述還原劑溶液為醛類化合物溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述醛類化合物溶液的濃度為0. 5襯％至40wt%，所述還原的反應(yīng)溫度為0°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30 分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述醛類化合物溶液為濃度為Iwt %至20wt%的甲醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1 分鐘至30分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述醛類化合物溶液為濃度為至25wt%的乙醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1 分鐘至30分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層的厚度為2nm至lOOnm。
11.一種電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，包括提供基底，所述基底中形成有至少兩個(gè)銅栓塞；在所述基底表面形成介質(zhì)層；在至少一個(gè)銅栓塞上方的介質(zhì)層中形成開口，所述開口底部暴露出銅栓塞；對(duì)所述開口下方的銅栓塞的表面部分進(jìn)行氧化，形成氧化層，所述氧化層包括表面的高價(jià)態(tài)氧化層和位于所述高價(jià)態(tài)氧化層下方的低價(jià)態(tài)氧化層；使用還原劑溶液對(duì)所述高價(jià)態(tài)氧化層進(jìn)行還原。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，還包括在所述開口中形成頂電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述頂電極的材料為鉭或氮化鉭。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述還原劑溶液為醛類化合物溶液。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述醛類化合物溶液的濃度為0. 5wt%至40wt%，所述還原的反應(yīng)溫度為0°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為1分鐘至30 分鐘。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述醛類化合物溶液為濃度為lwt%至20wt%的甲醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為 1分鐘至30分鐘。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述醛類化合物溶液為濃度為至25wt%的乙醛溶液，所述還原的反應(yīng)溫度為20°C至80°C，反應(yīng)時(shí)間為 1分鐘至30分鐘。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電阻存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述介質(zhì)層的材料為氮化硅、氮氧化硅、摻氮碳化硅中的一種。
全文摘要
一種電阻存儲(chǔ)器的形成方法，包括提供基底，所述基底中形成有底電極，所述底電極上形成有反應(yīng)金屬層；對(duì)所述反應(yīng)金屬層進(jìn)行氧化，形成氧化層，所述氧化層包括表面的高價(jià)態(tài)金屬氧化物層和位于所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層下方的低價(jià)態(tài)金屬氧化物層；使用還原劑溶液對(duì)所述高價(jià)態(tài)金屬氧化物層進(jìn)行還原。本發(fā)明以簡單的工藝方法去除了氧化層表面的高價(jià)態(tài)氧化物，改善了器件性能。
文檔編號(hào)H01L45/00GK102347441SQ20101024532
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者盧炯平, 洪中山 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司