[发明专利]存储器及其制造方法

说明书

本申请提供了一种存储器及其制造方法，所述存储器包括相对设置的第一金属结构与第二金属结构，以及形成于所述第一金属结构与所述第二金属结构之间的存储单元；所述存储单元具有开口朝向所述第二金属结构的沟槽结构，所述沟槽结构的底部与所述第一金属结构相接；所述存储器还包括连接结构，所述连接结构具有连接层、自所述连接层向所述第二金属结构延伸并与所述第二金属结构相接的连接部、以及自所述连接层向所述沟槽结构延伸并与所述沟槽结构的内壁相接的凸出部，所述沟槽结构的内壁轮廓与所述凸出部的轮廓相适配。通过将存储单元设计为3D结构，增加介电层的极化面积，提高了所述存储单元的极化电荷量，优化提升了所述存储器的运行效率及可靠性。

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，尤其涉及一种存储器及其制造方法。

背景技术

铁电存储器(FeRAM)是在后道制程(BEOL)中集成存储单元(Cell)的器件，其为存储单元插入相邻两金属层之间的构造。铁电存储器的存储性能与存储单元中存储层材料及电极层材料的有效面积成正比。

传统的2D平面存储单元由上、下电极及中间的铁电材料组成，采用原子层沉积(Atomic Layer Deposition，简称ALD)方式生长。但是，随着半导体制程微缩，使传统的2D平面存储单元的面积随之变小，进一步导致存储层材料及电极层材料的有效面积减小，从而影响存储器的存储性能。

因此，提供一种存储器及其制造方法，以在不改变现有的存储器的尺寸的基础上增大存储层材料及电极层材料的有效面积是亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种存储器及其制造方法，以在不改变现有的存储器的尺寸的基础上增大存储层材料及电极层材料的有效面积。

为了解决上述问题，本申请提供了一种存储器，包括相对设置的第一金属结构与第二金属结构，以及形成于所述第一金属结构与所述第二金属结构之间的存储单元；所述存储单元具有开口朝向所述第二金属结构的沟槽结构，所述沟槽结构的底部与所述第一金属结构相接；所述存储器还包括连接结构，所述连接结构具有连接层、自所述连接层向所述第二金属结构延伸并与所述第二金属结构相接的连接部、以及自所述连接层向所述沟槽结构延伸并与所述沟槽结构的内壁相接的凸出部，所述沟槽结构的内壁轮廓与所述凸出部的轮廓相适配。

在一些实施例中，所述存储单元包括形状一致的第一电极层、介电层及第二电极层，所述沟槽结构的底部的所述第一电极层与所述第一金属结构相接，所述第二电极层包覆所述凸出部、以通过所述凸出部、所述连接层以及所述连接部与所述第二金属结构导电连接。

在一些实施例中，所述介电层的材料为铁电材料或相变材料。

在一些实施例中，所述连接结构的材料为金属钨。

为了解决上述问题，本申请还提供了一种存储器的制造方法，所述方法包括如下步骤：提供一基底，所述基底上形成有第一金属结构以及包覆所述第一金属结构的第一介质层；于所述第一介质层上形成具有沟槽结构的存储单元，所述沟槽结构的开口背向所述第一金属结构，所述沟槽结构的底部与所述第一金属结构相接；于所述存储单元上形成连接结构，所述连接结构具有连接层、自所述连接层向远离所述沟槽结构方向延伸的连接部、以及自所述连接层向所述沟槽结构延伸且与所述沟槽结构的内壁相接的凸出部，所述沟槽结构的内壁轮廓与所述凸出部的轮廓相适配；于所述连接结构上形成第二金属结构，所述第二金属结构与所述连接部相接。

在一些实施例中，所述提供一基底的步骤进一步包括：提供一衬底；于所述衬底上形成晶体管结构及第一金属层，所述第一金属层包括多个图形化的第一金属结构，其中一所述第一金属结构用于与所述沟槽结构的底部相接；于所述晶体管结构的表面及所述第一金属层的表面形成所述第一介质层。