[发明专利]三维立体结构电阻转换存储芯片的制备方法及芯片

摘要

本发明涉及到一种三维立体结构电阻转换存储芯片的制备方法及芯片。该方法中采用室温等离子体活化键合技术将已含有外围电路层、或者同时含有外围电路和平面存储结构层的基片与包含用作选通管的薄膜材料层的SOI片键合；利用不高于400℃低温退火增强键合强度，并使用机械减薄和化学腐蚀的方法实现低温下薄膜材料层转移；然后沉积电阻转换存储材料和导电薄膜，再经过光刻、刻蚀以及化学机械抛光等工艺，获得立体的选通管-电阻存储单元阵列。重复实施上述过程即可实现立体多层结构的电阻存储阵列，本发明中利用等离子体活化室温键合技术可以避免已有电路结构以及下层电阻存储单元因高温而产生的性能退化，因而该工艺适用于高速高密度存储芯片的开发。

主权项

一种三维电阻转换存储芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在包含埋氧层的SOI片表面形成用作选通管的薄膜材料层；2)基于低温等离子体活化键合技术将一包含字线或位线的半导体基片与包含所述薄膜材料层的SOI片键合；3)将键合后的结构在400℃以下低温进行退火处理，以加强键合强度；4)将退火处理后的结构的半导体基底表面形成保护层后，再利用SOI片的埋氧层作为腐蚀停止层，使用先机械减薄再腐蚀的方式在100℃以下实现所述薄膜材料层的转移；5)将已实现所述薄膜材料层转移的结构的表面进行平坦化处理后，在所述薄膜材料层表面形成包含导电层、电阻转换材料层、及导电介质阻挡层在内的多层材料层；6)将具有多层材料层的结构进行图形化光刻和刻蚀，以形成选通管‑电阻结构的存储单元阵列；7)在所述存储单元阵列表面进行位线或字线的制作，以形成一层垂直结构的选通管‑电阻结构存储单元阵列。