一种电阻式RAM(RRAM)装置，特别是用于交叉式阵列，其包括位于第一电极(110A)与第二电极(HOB)之间的电介质层(115)，电阻开关层(120)，以及位于所述第一电极与所述第二电极之间的第三电极(125)，其中所述第一电极通过所述电阻开关层的第一部分与所述第三电极的第一侧分隔开，且所述第二电极通过所述电阻开关层的第二部分与所述第三电极的第二侧分隔开。还提供了相应的制造方法。开。还提供了相应的制造方法。开。还提供了相应的制造方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水平RRAM装置及其制造方法
技术介绍
[0001]本专利技术总体上涉及RRAM阵列的领域，并且更具体地涉及RRAM阵列的形成以降低电阻可变性。
[0002]电阻式RAM(RRAM)是依赖于形成和控制电介质中的丝状导电路径的非易失性存储器结构。丝传导受氧空位的移动控制。氧空位的移动是基本随机的过程，其导致器件的电阻的高可变性。
技术实现思路
[0003]其他方面和/或优点将部分地在以下说明中进行阐述，并且部分地将从说明中变得清楚，或者可以通过本专利技术的实践来学习。
[0004]从一个方面来看，本专利技术提供一种设备，该设备包括位于第一电极和第二电极之间的电介质层以及位于第一电极和电极之间的电介质层上的第三电极，其中第一电极通过电介质层的第一部分与第三电极的第一侧分离，并且第二电极通过电介质层的第二部分与第三电极的第二侧分离。
[0005]根据本专利技术的另一方面，该第三电极由第一层和第二层构成，其中该第一层与该第一电极和该第二电极直接接触。
[0006]根据本专利技术的另一方面，第二层与第一层直接接触并且与上部金属部件直接接触。
[0007]根据本专利技术的另一方面，第一层的材料选自由HfO
x
、HfO2、ZrO2、AnO、TiO2、Al2O3、NiO、MnO2或TaO2构成的组。
[0008]根据本专利技术的另一方面，第二层的材料选自由TiN、Al、Ti、Cu、Ag、W、Pt、Au、Ni、TaN、如氧化铟锡的导电氧化物、掺杂Al或Ga的ZnO、p型掺杂Si、n型掺杂Si或它们的任意组合构成的组。
[0009]根据本专利技术的另一方面，第一层和第二层的顶部表面与第一电极的顶部表面和第二电极的顶部表面是平面的；
[0010]根据本专利技术的另一方面，第三电极直接位于电介质层的顶部上。
[0011]根据本专利技术的另一方面，第一层与电介质层直接接触。
[0012]根据本专利技术的另一方面，电介质层的材料选自包括SiO2、SiCOH、TEOS、SiN、低k电介质或超低k电介质的组。
[0013]根据本专利技术的另一方面，该第三电极由分离层、第一层和第二层构成，其中该分离层与该第一电极和该第二电极直接接触。
[0014]根据本专利技术的另一方面，该第一层与该分离层直接接触，并且其中该第二层与该第一层直接接触并且与上部金属部件直接接触。
[0015]根据本专利技术的另一方面，第三电极直接位于电介质层的顶部上。
[0016]根据本专利技术的另一方面，分离层和第一层与电介质层直接接触。
[0017]根据本专利技术的另一方面，用于第一电极的第一材料选自由Cu、Ru、Co、Rh、Mo、W或Ta
构成的组；其中，所述第二电极的第二材料选自包括Cu、Ru、Co、Rh、Mo、W或Ta的组，其中，所述分离层的第三材料选自包括Cu、Ru、Co、Rh、Mo、W或Ta的组，其中，所述第三材料和所述第一材料不同，并且其中，所述第三材料和所述第二材料不同。
[0018]根据本专利技术的另一方面，提供一种包括彼此间隔开的多个下部电极的设备。多个电介质层，其中所述多个电介质层之一位于所述多个下部电极中的两个相邻的下部电极与多个连接电极之间，其中，所述多个连接电极中的每个位于所述电介质层上，所述电介质层位于所述多个下部电极中的两个相邻的下部电极之间，其中，所述两个相邻的下部电极中的一个通过所述电介质层的第一部分与所述连接电极的第一侧分离，以及所述两个相邻电极中的第二电极通过所述电介质层的第二部分而与所述连接电极的第二侧分隔开。
[0019]根据本专利技术的另一方面，所述多个连接电极中的每一个由第一层和第二层构成，其中所述第一层与所述多个下部电极中的至少两个相邻的下部电极直接接触。
[0020]根据本专利技术的另一方面，第二层与第一层直接接触并且与上部金属部件直接接触。
[0021]根据本专利技术的另一方面，第一层的材料选自由HfO
x
、HfO2、ZrO2、AnO、TiO2、Al2O3、NiO、MnO2或TaO2构成的组。
[0022]根据本专利技术的另一方面，第二层的材料选自由TiN、Al、Ti、Cu、Ag、W、Pt、Au、Ni、TaN、如氧化铟锡的导电氧化物、掺杂Al或Ga的ZnO、p型掺杂Si、n型掺杂Si或它们的任意组合构成的组。
[0023]根据本专利技术的另一方面，第一层和第二层的顶部表面与多个下部电极的顶部表面是平面的。
[0024]从另一方面来看，本专利技术提供一种形成电阻式RAM(RRAM)结构的方法，包括形成第一电极和第二电极。在所述第一电极与所述第二电极之间形成第一电介质层。蚀刻第一电介质层以在第一电极与第二电极之间形成沟槽。在所述沟槽内形成第三电极，其中所述第一电极通过所述电介质层的第一部分与所述第三电极的第一侧分离，并且所述第二电极通过所述电介质层的第二部分与所述第三电极的第二侧分离。
[0025]根据本专利技术的另一方面，该第三电极由第一层和第二层构成，其中该第一层与该第一电极和该第二电极直接接触。
[0026]根据本专利技术的另一方面，第二层与第一层直接接触并且与上部金属部件直接接触。
[0027]根据本专利技术的另一方面，第一层的材料选自由HfO
x
、HfO2、ZrO2、AnO、TiO2、Al2O3、NiO、MnO2或TaO2构成的组。
[0028]根据本专利技术的另一方面，第二层的材料选自由TiN、Al、Ti、Cu、Ag、W、Pt、Au、Ni、TaN、如氧化铟锡的导电氧化物、掺杂Al或Ga的ZnO、p型掺杂Si、n型掺杂Si或它们的任意组合构成的组。
附图说明
[0029]通过以下结合附图的描述，本专利技术的某些示范性实施例的以上和其他方面、特征以及优点将变得更加显而易见，其中：
[0030]图1示出了根据本专利技术的实施例的RRAM交叉式装置(crossbar device)。
[0031]图2图示根据本专利技术的实施例的沿着交叉式装置的横截面A的第一电极和第二电极的形成。
[0032]图3图示根据本专利技术的实施例的沿着交叉式装置的横截面A移除电介质材料。
[0033]图4图示根据本专利技术的实施例的沿着交叉式装置的横截面A的沿着暴露表面形成第一层。
[0034]图5图示根据本专利技术的实施例的沿着交叉式装置的横截面A的第三电极的形成。
[0035]图6图示根据本专利技术的实施例的沿着交叉式装置的横截面A的平面化。
[0036]图7图示根据本专利技术的实施例的沿着交叉式装置的横截面A在暴露表面上形成蚀刻停止层和电介质层。
[0037]图8图示根据本专利技术的实施例的沿着交叉式装置的横截面A的图案化和蚀刻，以在电介质层中形成向下至第二电极的过孔。
[0038]图9图示根据本专利技术的实施例的沿横截面A在交叉式装置中形成上部金属层。
[0039]图10图示根据本专利技术的实施例的沿着交叉式装置的横截面A的第一电极和第二电极的形成。
[0040]图1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：电介质层(115)，位于第一电极(110A)和第二电极(110B)之间；位于所述第一电极(110A)和所述第二电极(110B)之间的所述电介质层上的第三电极，其中所述第一电极通过所述电介质层的第一部分与所述第三电极的第一侧分离，且所述第二电极通过所述电介质层的第二部分与所述第三电极的第二侧分离。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第三电极由第一层(120)和第二层(125)构成，其中，所述第一层与所述第一电极(110A)和所述第二电极(110B)直接接触。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第二层(125)与所述第一层(120)直接接触并且与上部金属部件(140)直接接触。4.根据权利要求2所述的设备电阻RAM，其中，所述第一层(120)的材料选自由HfO
x
、HfO2、ZrO2、AnO、TiO2、Al2O3、NiO、MnO2或TaO2构成的组。5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第二层(125)的材料选自由TiN、Al、Ti、Cu、Ag、W、Pt、Au、Ni、TaN、诸如氧化铟锡的导电氧化物、掺杂Al或Ga的ZnO、p型掺杂Si、n型掺杂Si或它们的任意组合构成的组。6.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一层(120)和所述第二层(125)的顶部表面与所述第一电极(110A)的顶部表面和所述第二电极(110B)的顶部表面是平面的。7.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第三电极直接位于所述电介质层(115)的顶部上。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第一层(120)与所述电介质层(115)直接接触。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电介质层(115)的材料从包括SiO2、SiCOH、TEOS、SiN、低k电介质或超低k电介质的组中选择。10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第三电极由分离层、第一层(220)和第二层(225)构成，其中，所述分离层(222)与所述第一电极(210A)和所述第二电极(210B)直接接触。11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述第一层(220)与所述分离层(222)直接接触，并且其中，所述第二层(225)与所述第一层直接接触并且与上部金属部件(140)直接接触。12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第三电极直接位于电介质层的顶部上。13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述分离层(222)和所述第一层(220)与所述电介质层(235)直接接触(225)。14.根据权利要求10所述的设备，包括：其中，用于所述第一电极(210A)的第一材料选自由Cu、Ru、Co、Rh、Mo、W或Ta构成的组；其中，用于第二电极(210B)的第二材料选自包括Cu、Ru、Co、Rh、Mo、W或Ta的组；其中，所述分离层(222)的第三材料选自包括Cu、Ru、Co、Rh、Mo、W或Ta的组；其中，所述第三材料和所述第一材料不同；以及其中，所述第三材料和所述第二材料不...
【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：
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