[发明专利]调节接口层形成两端存储器

权利要求书

1.一种形成半导体器件的方法，包括：

提供具有形成在其上的第一端子的互补型金属氧化物半导体(CMOS)衬底；

在所述第一端子上形成导电材料层；

在包括硅烷等离子体和氨等离子体的处理室中形成在所述导电材料层上的包括非化学计量硅亚氮化物的电阻开关材料层；

形成阻挡层覆盖于所述电阻开关材料层；

形成活性金属层包含活性金属材料覆盖于所述阻挡层上；以及

提供摄氏400度或以上温度高温烘烤于所述半导体器件，并响应所述高温烘烤所引起金属粒子从所述活性金属材料扩散至所述阻挡层，其中所述活性金属材料选自由AlN,Ti,Ti及非化学计量Cu低氧化物，其化学式为CuO_X，其中0<x<2所构成的群组；

所述阻挡层具有对所述活性金属材料的金属离子的第一扩散率，且所述电阻开关材料层具有对所述活性金属材料的金属离子的第二扩散率，其中所述第一扩散率低于所述第二扩散率。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述导电材料层由导电材料所形成，其选自由含钛材料、氮化钛、氮化钽、含钨材料、和钛钨所构成的群组。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一端子包括选自由铝(Al)和铜(Cu)所构成的群组的材料。

4.如权利要求1所述的方法，其中至少下列之一：

所非化学计量硅亚氮化物包括：Si_xN_y，其中x<y<x+1；

所述硅烷选自由Si_nH_(2n+2)所构成的群组；或者

在包括所述硅烷等离子体和所述氨等离子体的该处理室中形成所述电阻开关材料层进一步包括使用与互补型金属氧化物半导体相关的温度兼容形成工艺。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述电阻开关材料层具有第一扩散率，而所述阻挡层具有第二扩散率，并且其中所述第二扩散率比所述第一扩散率小约30倍。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

在所述第一端子上方形成第一介电层；以及

蚀刻所述第一介电层中的第一通孔，以暴露所述第一端子的一部分；

其中形成所述导电材料层包括在所述第一介电层的一部分上方形成所述导电材料层，所述第一介电层的所述部分在所述第一通孔中并且与所述第一端子的所述部分接触。

7.如权利要求6所述的方法，还包括：

在所述活性金属层上形成阻挡材料层；

蚀刻所述电阻开关材料层、所述活性金属层和所述阻挡材料层，以形成柱结构；

在所述柱结构上方和周围形成第二介电层；

暴露所述柱结构的顶部的至少一部分；以及

形成与所述柱结构的该顶部接触第二端子。

8.一种半导体器件，包括：

互补型金属氧化物半导体衬底；

设置在所述互补型金属氧化物半导体衬底上的第一端子；

邻近所述第一端子设置且与所述第一端子接触的导电材料层；

与所述导电材料相邻设置并与其接触的电阻开关材料层，其中所述电阻开关材料层包括硅亚氮化物；

设置在所述电阻开关材料层上的活性金属层，其中所述活性金属层包括多个导电颗粒，其中所述多个导电颗粒的特征在于可渗透到所述电阻开关材料层中；

位于所述电阻开关材料层与所述活性金属层之间的阻挡层，所述阻挡层对所述活性金属层的金属粒子的扩散率低于所述电阻开关材料层对所述活性金属层的金属粒子的扩散率；以及

设置成与所述活性金属层相邻并与其接触的第二端子，其中所述阻挡层包括复数个导电粒子扩散通过介于所述第二端子与所述电阻开关材料层之间所述阻挡层的厚度的子集。

9.如权利要求8所述的器件，其中所述电阻开关材料层包括导电细丝，所述导电细丝包括来自所述活性金属层的所述多个导电颗粒。