电阻式随机存取存储器结构及其制造方法技术

本发明专利技术提出一种电阻式随机存取存储器结构及其制造方法。上述电阻式随机存取存储器结构包括：底电极层，形成于基板上；电阻转态层，形成于底电极层上；以及顶电极层，形成于电阻转态层上。上述顶电极层构成凹口。上述电阻式随机存取存储器结构亦包括衬层，形成于底电极层的侧壁、电阻转态层的侧壁及顶电极层的侧壁上。上述衬层包括氢气阻挡材料。上述电阻式随机存取存储器结构亦包括绝缘层，形成于衬层上。上述绝缘层的材料不同于上述氢气阻挡材料。通过本发明专利技术中电阻式随机存取存储器结构，顶电极层的侧壁不会产生凹陷，可改善其可靠度及成品率。通过覆盖于电阻转态层、底电极层及基板上的衬层，可阻挡在工艺中产生的氢气，减少其劣化或失效。

Structure and manufacturing method of resistance random access memory

The invention provides a resistive random access memory structure and a manufacturing method thereof. The structure of the resistance random access memory includes: a bottom electrode layer formed on the substrate; a resistance transition layer formed on the bottom electrode layer; and a top electrode layer formed on the resistance transition layer. The top electrode layer forms a notch. The structure also includes a lining layer, which is formed on the side walls of the bottom electrode layer, the resistance transition layer and the top electrode layer. The liner includes a hydrogen barrier material. The resistive random access memory structure also includes an insulating layer formed on the lining layer. The material of the insulating layer is different from the hydrogen barrier material. Through the resistance random access memory structure in the invention, the side wall of the top electrode layer will not have a depression, and the reliability and yield can be improved. By covering the resistance transition layer, the bottom electrode layer and the lining layer on the substrate, the hydrogen produced in the process can be blocked, and the degradation or failure can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
电阻式随机存取存储器结构及其制造方法
本专利技术是有关于一种存储器装置，且特别是有关于一种电阻式随机存取存储器结构及其制造方法。
技术介绍
电阻式随机存取存储器(RRAM)具有结构简单、面积小、操作电压小、操作速度快、存储时间长、多状态存储、及耗功率低等优点。因此电阻式随机存取存储器极有潜力取代目前的闪存，成为下一代的非挥发性存储器主流。已知的电阻式随机存取存储器包括多个存储单元，各存储单元包括图案化的底电极层、电阻转态层与顶电极层。在图案化顶电极层的步骤或后续的工艺中，顶电极层的侧壁容易受到损伤，甚至使顶电极层的侧壁凹陷。随着凹陷的数量与深度增加，将造成电阻式随机存取存储器在低电阻态的电阻值变高，甚至导致无法正常操作而失效(fail)。另外，这些存储单元的凹陷的数量与深度为不可控的，从而使这些存储单元在低电阻态的电阻值存在不可控制的变异。如此一来，电阻式随机存取存储器的可靠度与成品率皆会降低。另外，图案化顶电极层的步骤所使用的刻蚀气体(例如，三氯化硼、氯气、氧气及/或氮气)容易和顶电极层的材料(例如，钛)进行反应，而在顶电极层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，包括：/n一底电极层，形成于一基板上；/n一电阻转态层，形成于该底电极层上；/n一顶电极层，形成于该电阻转态层上，其中该顶电极层构成一凹口；/n一衬层，形成于该底电极层的侧壁、该电阻转态层的侧壁及该顶电极层的侧壁上，其中该衬层包括一氢气阻挡材料；以及/n一绝缘层，形成于该衬层上，且该绝缘层的材料不同于该氢气阻挡材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，包括：
一底电极层，形成于一基板上；
一电阻转态层，形成于该底电极层上；
一顶电极层，形成于该电阻转态层上，其中该顶电极层构成一凹口；
一衬层，形成于该底电极层的侧壁、该电阻转态层的侧壁及该顶电极层的侧壁上，其中该衬层包括一氢气阻挡材料；以及
一绝缘层，形成于该衬层上，且该绝缘层的材料不同于该氢气阻挡材料。


2.如权利要求1所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，该氢气阻挡材料为金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物或上述的组合。


3.如权利要求1所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，该衬层具有一厚度为5nm-50nm。


4.如权利要求1所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，该凹口具有一深宽比为0.1-10。


5.如权利要求1-4中任一项所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，更包括：
一接触插塞，形成于该凹口中，其中该接触插塞的顶表面与该顶电极层的顶表面共平面；以及
一导电线路，形成于该接触插塞与该顶电极层上。


6.如权利要求5所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，该接触插塞与该导电线路由相同材料制作。


7.一种电阻式随机存取存储器结构的制造方法，其特征在于，包括：
形成一底电极层于一基板上；
形成一电阻转态层于该底电极层上；
形成一牺牲层于该电阻转态层上；
图案化该牺牲层、该电阻转态层及该底电极层；
形成一衬层顺应性地覆盖于该牺牲层、该电阻转态层、该底电极层及该基板上，其中该衬层包括一氢气阻挡材料；
形成一绝缘层于该衬层上，且该绝缘层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳自明，曾铃君，李彦德，
申请(专利权)人：华邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;TW