[发明专利]一种半导体集成电路器件

说明书

本发明公开了一种半导体集成电路器件及其制造方法。其中，半导体集成电路器件包括：基板；在基板之上，并列有动态随机存取存储器(DRAM)单元和电阻式随机存取存储器(RRAM)单元；其中，DRAM单元和RRAM单元相互隔离，且DRAM单元的电容器与RRAM单元的可变电阻结构均采用金属‑绝缘体‑金属(MIM)结构，可使用相同的工艺和材料制备。如此，可将DRAM单元与RRAM单元以较为简易的生产工艺制备在同一块芯片上，既能减少数据传输损耗，还能节约空间，满足微缩化需求，从而大大提高了产品的性价比。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种整合电阻式随机存取存储器(RRAM)与动态随机存取存储器(DRAM)的半导体集成电路器件。

背景技术

众所周知，易失性存储器存储速度较快，但只能用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的程序和数据就会丢失。而非易失性存储器则正好弥补了这一缺陷，具有断电后依然可以保存数据的特性。但非易失性存储器也有耐久性差、读写不对称等方面的劣势。于是就出现一些模拟持久性内存存储器件将易失性存储器和非易失性存储器混合在一起以充分利用其各自优势，实现内存数据的断电保护。

目前已经投入商用的非易失性双列直插式内存模块(NVDIMM)就是其中一种，但由于闪存的容量不断增大，其传输速度也会相应降低， DRAM与闪存进行数据传输时，就会出现较大的速度差。

其次，随着智能可穿戴设备和物联网的不断进步和发展，对半导体集成芯片尺寸的需求也越来越趋向于微缩化。而无论是以NAND型Flash 为代表的高密度存储器，还是以NOR型闪存为代表的嵌入式存储器，都遭遇到了难以向更小尺寸微缩化的发展瓶颈。

而RRAM因为写入速度较快的，可充当DRAM与闪存之间的桥梁缓解速度差，并以所占面积较小的特性而备受青睐，成为下一代存储器的较优选择。

于是，在这种情况下，如何将DRAM和RRAM以较为节省空间的方式高效地集成到一个芯片就成为该邻域的一个研究热点。

发明内容

本发明人注意到DRAM的电容器可以采用与RRAM的可变电阻结构相同的金属-绝缘体-金属(MIM)结构，并由此想到可以利用这一结构，使用相同的材料和工艺将DRAM和RRAM同时制备在一块芯片上。如此，即可以简化工艺，也可满足半导体器件微缩化的需求，从而实现较优的性价比。

基于以上发明思路，本发明人创造性地发明了一种半导体集成电路器件及其制备方法，将DRAM和RRAM以紧密排列、节省面积的平铺方式集成在同一个芯片上。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种半导体集成电路器件，该半导体集成电路器件包括：基板；绝缘层，绝缘层位于基板之上，在绝缘层内制备有电容器开口和连接插塞；动态随机存取存储器DRAM单元， DRAM单元包括电容器，电容器采用圆桶(Cylinder)结构，电容器形成于绝缘层的顶部、电容器开口的侧壁和电容器开口的底部；电阻式随机存取存储器RRAM单元，RRAM单元包括可变电阻结构，可变电阻结构采用平面结构，可变电阻结构形成于绝缘层的顶部与连接插塞相连；其中，DRAM单元和RRAM单元相互隔离，且DRAM单元的电容器与 RRAM单元的可变电阻结构是采用相同的材料制成的金属-绝缘体-金属 MIM结构。

根据本发明实施例一实施方式，其中，半导体集成电路器件还包括：外围电路单元，外围电路单元包括电路，电路位于绝缘层的顶部与连接插塞相连，电路用于连接DRAM单元和RRAM单元；外围电路单元与 DRAM单元和RRAM单元均相互隔离。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种半导体集成电路器件的制造方法，该方法包括：提供一基板；在基板上形成绝缘层；在绝缘层中开口；在绝缘层拟制备DRAM电容的开口上方形成罩幕层；在绝缘层未沉积第一罩幕层的开口处制备连接插塞；移除罩幕层；在绝缘层拟制备 DRAM单元电容器的开口处制备电容器，并绝缘层之上拟制备RRAM 单元可变电阻结构的位置处制备RRAM单元的可变电阻结构。