[发明专利]具有平顶底部电极的存储器装置及其形成方法

权利要求书

1.一种存储器装置，包括：

由存储器单元形成的阵列，上覆在衬底上并位于存储器阵列区中，所述存储器单元中的每一者包括包含底部电极、存储器元件、顶部电极的垂直堆叠以及位于每个所述垂直堆叠的侧壁上的介电侧壁间隔件，其中所述底部电极包括平顶部分，所述平顶部分水平延伸超过所述介电侧壁间隔件的外周边；

刻蚀停止介电层，在所述存储器单元中的每一者之上，包括在所述底部电极的所述平顶部分之上延伸的水平延伸部分；以及

金属单元接触结构，接触所述顶部电极的相应子集及所述刻蚀停止介电层的垂直突出部分的相应子集。

2.根据权利要求1所述的存储器装置，其中在成品装置中所述顶部电极的厚度与在所述存储器装置的制造期间沉积的顶部电极层的厚度相同。

3.根据权利要求1所述的存储器装置，其中所述刻蚀停止介电层包括横向环绕所述存储器单元的阵列中每个存储器单元的垂直突出部分，其中所述垂直突出部分包括在最顶区处的开口及位于包括所述顶部电极的顶表面的水平平面内的环形最顶表面。

4.一种存储器装置，包括：

由存储器单元形成的阵列，上覆在衬底上并位于存储器阵列区中，所述存储器单元中的每一者包括包含底部电极、存储器元件、顶部电极的垂直堆叠以及位于每个所述垂直堆叠的侧壁上的介电侧壁间隔件，所述存储器元件包含磁性隧道结，其中所述底部电极包括平顶部分，所述平顶部分延伸超过所述介电侧壁间隔件的外周边；

刻蚀停止介电层，在所述存储器单元中的每一者之上，包括在所述底部电极的所述平顶部分之上延伸的水平延伸部分；以及

金属单元接触结构，接触所述顶部电极的相应子集及所述刻蚀停止介电层的垂直突出部分的相应子集。

5.根据权利要求4所述的存储器装置，进一步包括金属内连结构，所述金属内连结构形成在介电材料层中且位于所述衬底与电连接到所述底部电极的底部电极连接件之间。

6.根据权利要求4所述的存储器装置，其中所述底部电极包括包含第一材料的第一部分及包含第二材料的第二部分。

7.一种形成存储器装置的方法，包括：

在衬底的上方的存储器阵列区中形成由存储器单元形成的阵列中的存储器元件及顶部电极；

在所述存储器阵列区的上方沉积连续介电侧壁间隔件材料层；

通过选择性地移除位于所述存储器单元的阵列中所述存储器单元之间的介电侧壁间隔件材料，在所述存储器单元的侧壁上形成介电侧壁间隔件，其中形成所述介电侧壁间隔件会暴露出连续第二底部电极材料层的顶表面；

在所述存储器单元的阵列、所述顶部电极、及所述连续第二底部电极材料层的所述顶表面的上方形成刻蚀停止介电层；

在所述刻蚀停止介电层的上方形成掩模层；

对所述掩模层进行图案化；以及

通过刻蚀所述连续第二底部电极材料层及连续第一底部电极材料层来形成底部电极，其中所述底部电极包括平顶部分，所述平顶部分水平延伸超过所述介电侧壁间隔件的外周边。

8.根据权利要求7所述的方法，其中通过刻蚀所述连续第一底部电极材料层来形成所述底部电极进一步包括刻蚀位于所述连续第一底部电极材料层下方的连续金属阻挡层。

9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述底部电极会形成平顶的第二底部电极部分及平顶的金属阻挡部分，平顶的所述第二底部电极部分及平顶的所述金属阻挡部分水平延伸超过所述介电侧壁间隔件的外周边。

10.根据权利要求7所述的方法，其中形成所述存储器单元的阵列包括：

沉积连续第二底部电极材料层；

沉积连续选择器材料层；

沉积连续合成反铁磁耦合层；

沉积连续非磁性隧道阻挡层；

沉积连续自由磁化层；

沉积连续顶盖层；以及

各向异性地刻蚀所述连续选择器材料层、所述连续合成反铁磁耦合层、所述连续非磁性隧道阻挡层、所述连续自由磁化层及所述连续顶盖层。