电阻式随机存取存储器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种电阻式随机存取存储器，包括一第一介电层、一第一导电连接结构、及一电阻式随机存取内存单元。第一介电层配置于一基板上且覆盖位于基板上的一栅极氧化物结构。第一导电连接结构配置于基板上且穿过第一介电层。电阻式随机存取内存单元配置于第一导电连接结构上。第一介电层包括一第一绝缘层及一停止层。第一绝缘层配置于基板上。停止层配置于第一绝缘层上且接触于栅极氧化物结构的顶表面。停止层是一氢控制层。

Resistive Random Access Memory and Its Manufacturing Method

The invention discloses a resistive random access memory, which comprises a first dielectric layer, a first conductive connection structure and a resistive random access memory unit. The first dielectric layer is arranged on a substrate and covers a gate oxide structure located on the substrate. The first conductive connection structure is arranged on the substrate and passes through the first dielectric layer. The resistive random access memory unit is configured on the first conductive connection structure. The first dielectric layer comprises a first insulating layer and a stop layer. The first insulating layer is arranged on the substrate. The stop layer is arranged on the first insulating layer and contacts the top surface of the gate oxide structure. The stop layer is a hydrogen control layer.

【技术实现步骤摘要】
电阻式随机存取存储器及其制造方法
本专利技术属于随机存储器领域，涉及一种电阻式随机存取存储器及其制造方法。
技术介绍
电阻式随机存取内存(Resistiverandom-accessmemory，ReRAM)是一种具有称作「忆阻器(memristor)」(内存电阻的缩写)的组件的内存。电阻式随机存取内存的电阻随着所施加的电压不同而改变。电阻式随机存取存储器则通过改变忆阻器的电阻来作用，实现储存数据。在制造电阻式随机存取存储器的期间，可进行回焊工艺(solderingreflowprocess)，然由于工艺过程中的高温，可能造成电阻式随机存取存储器在数据保存上的损失。因此，目前仍须开发一种防止电阻式随机存取存储器保存的数据损失的方法，并制造出具有优异结构可靠度的电阻式随机存取存储器。
技术实现思路
本专利技术涉及一种电阻式随机存取存储器及其制造方法。此电阻式随机存取存储器具有一停止层，停止层具有较低的氢含量，使得电阻式随机存取存储器在进行高温工艺(例如是回焊工艺)之后能够具有较低的数据保存损失，并改善电阻式随机存取存储器的可靠度。根据一实施例，本专利技术提供一种电阻式随机存取存储器。该电阻式随机存取存储器包括一第一介电层、一第一导电连接结构、及一电阻式随机存取内存单元。第一介电层配置于一基板上且覆盖位于基板上的一栅极氧化物结构。第一导电连接结构配置于基板上且穿过第一介电层。电阻式随机存取内存单元配置于第一导电连接结构上。第一介电层包括一第一绝缘层及一停止层。第一绝缘层配置于基板上。停止层配置于第一绝缘层上且接触于栅极氧化物结构的顶表面。停止层是一氢控制层。根据一实施例，本专利技术提供一种电阻式随机存取存储器的制造方法。该制造方法包括下列步骤：首先，形成一第一介电层于一基板上且覆盖基板上的栅极氧化物层。第一介电层的形成包括：形成一第一绝缘层于基板上，以及形成一停止层于第一绝缘层上且接触栅极氧化物层的一顶表面，其中停止层是一氢控制层。接着，形成一第一导电连接结构于基板上且穿过第一介电层。此后，形成一电阻式随机存取内存单元于第一导电连接结构上。为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。然而，本专利技术的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。附图说明图1为根据本专利技术的一实施例的电阻式随机存取存储器的剖面图。图2至图12为根据本专利技术一实施例的制造电阻式随机存取存储器的剖面图。图13A为根据本专利技术的一比较例的电阻式随机存取存储器的数据保存能力的示意图。图13B为根据本专利技术的一实施例的电阻式随机存取存储器的数据保存能力的示意图。【符号说明】10：电阻式随机存取存储器；100：基板；101：初步结构；110：阱；112：轻微掺杂漏极；120：栅极氧化物结构；120a：顶表面；122：氧化物层；124：栅极材料层；126：间隙物；130：场氧化物层；200：第一介电层；210：第一绝缘层；220：停止层；230：第二绝缘层；240：第三绝缘层；250：电阻式随机存取内存单元；252：第二开口；254：底电极；256：电阻转换层；258：顶电极；260：第一导电连接结构；260S：裂缝；262：第一开口；300：第二介电层；360：第二导电连接结构；400：第三介电层；460：第三导电连接结构；500：隔离层；2541：第一底部电极层；2542：第二底部电极层；2601：第一导电连接层；2602：第二导电连接层；B：方块；M1：第一金属层；M2：第二金属层；M3：第三金属层；R1、R2、T1、T2：线。具体实施方式本专利技术的实施例用于说明一种电阻式随机存取式存储器及其制造方法。此种电阻式随机存取式存储器及其制造方法提供一种具有停止层的电阻式随机存取存储器，停止层具有较低的氢(hydrogen)含量，使得电阻式随机存取存储器在受到高温工艺(例如回焊工艺)之后能够具有较低的数据保存损失，并改善电阻式随机存取存储器的可靠度。以下参照附图叙述本专利技术提出的其中多个实施例，以描述相关构型与制造方法。相关的结构细节例如相关层别和空间配置等内容如下面实施例内容所述。然而，本专利技术并非仅限于所述实施例，本专利技术并非显示出所有可能的实施例。实施例中相同或类似的标号用以标示相同或类似的部分。再者，未于本专利技术提出的其他实施例也可能可以应用。相关领域者可在不脱离本专利技术的精神和范围内对实施例的结构加以变化与修饰，以符合实际应用所需。而附图已简化便于清楚说明实施例的内容，附图上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制。因此，说明书和附图内容仅用于叙述实施例，而非用于限缩本专利技术保护范围。再者，说明书与权利要求书中所使用的序数例如”第一”、”第二”、”第三”等用词，以修饰权利要求的组件，其本身并不意含及代表该请求组件有任何之前的序数，也不代表某一请求组件与另一请求组件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一请求组件得以和另一具有相同命名的请求组件能作出清楚区分。图1为根据本专利技术的一实施例的电阻式随机存取存储器的剖面图。请参照图1，电阻式随机存取存储器10包括一第一介电层200(例如是层间介电质(inter-layerdielectric(ILD))、一导电连接结构260、及一电阻式随机存取内存单元250。第一介电层200配置于基板100上。第一导电连接结构260配置于基板100上且穿过第一介电层200。电阻式随机存取内存单元250配置于第一导电连接结构260上。在一些实施例中，基板100可由含硅氧化物或其他适合用于基板的材料所形成。阱110可形成于基板100中。阱110可以是一P型掺杂阱或一N型掺杂阱，且可以是一源极或一漏极。栅极氧化物结构120可形成于基板100上。栅极氧化物结构120可包括一氧化物层122及一栅极材料层124。栅极材料层124可由多晶硅所形成。间隙物(spacer)126可形成于栅极氧化物结构120的侧壁上。场氧化物层130可形成于基板100上。在一实施例中，第一介电层200可包括一第一绝缘层210及一停止层220。第一绝缘层210配置于基板100上。停止层220配置于第一绝缘层210上且接触于栅极氧化物结构120的一顶表面120a。其中，停止层220是一氢控制层，也就是氢的比例小于7％的一少氢层、厚度小于(angstrom)的一减薄层、或氢的比例小于7％且厚度小于的一减氢层。停止层220的氢含量可通过降低施加于停止层220的氢含量实现，或通过降低停止层220的厚度实现。在本专利技术中，氢的比例均以成分百分比(compositionpercentage)表示，且氢的比例可以通过薄层分析法(thinfilmanalysis)测量，其中薄层分析法可以是卢瑟福背向散射法(RutherfordBackscatteringSpectrometer，RBS)、低能X-射线发射光谱法(lowenergyelectroninducedX-rayemissionSpectrometry，LEXES)、X-射线光电子能谱法(X-rayphotoelectronspectroscopy，XPS)、俄歇电子能谱法(AugerElectronSpectroscopy，AES)、二次离子质谱法(Seconda本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电阻式随机存取存储器，包括：一第一介电层，配置于一基板上且覆盖位于该基板上的一栅极氧化物结构，且该第一介电层包括：一第一绝缘层，配置于该基板上；以及一停止层，配置于该第一绝缘层上且接触该栅极氧化物结构的一顶表面，其中该停止层是一氢控制层；一第一导电连接结构配置于该基板上且穿过该第一介电层；以及一电阻式随机存取内存单元，配置于该第一导电连接结构上。

【技术特征摘要】
1.一种电阻式随机存取存储器，包括：一第一介电层，配置于一基板上且覆盖位于该基板上的一栅极氧化物结构，且该第一介电层包括：一第一绝缘层，配置于该基板上；以及一停止层，配置于该第一绝缘层上且接触该栅极氧化物结构的一顶表面，其中该停止层是一氢控制层；一第一导电连接结构配置于该基板上且穿过该第一介电层；以及一电阻式随机存取内存单元，配置于该第一导电连接结构上。2.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其中该停止层是氢的比例小于7％的一少氢层。3.根据权利要求3所述的电阻式随机存取存储器，其中该少氢层的厚度是在至的范围中。4.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其中该停止层是厚度小于的一减薄层。5.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其中该停止层是氢的比例小于7％且厚度小于的一减氢层。6.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其中该停止层包括选自于由多晶硅、非晶硅、氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾柏皓，李峰旻，林昱佑，许凯捷，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71