[發明專利]低形成電壓的電阻式隨機存取存儲器(RRAM)

有效

• 申請號: 201310234123.7
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN104051615B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 楊晉杰;朱文定;廖鈺文;張至揚;陳俠威;涂國基;謝靜佩
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

1.一種電阻式隨機存取存儲器(RRAM)，包括：

底部電極，具有通孔部分和非平面部分，其中，所述底部電極的所述通孔部分嵌入第一RRAM停止層中，并且所述非平面部分具有頂點并且在所述通孔部分上方居中；

電阻材料層，共形地覆蓋所述底部電極的所述非平面部分；以及

頂部電極，位于所述電阻材料層上方。

2.根據權利要求1所述的RRAM單元，其中，所述底部電極還具有所述非平面部分和所述通孔部分之間的平面部分。

3.根據權利要求1所述的RRAM單元，其中，所述底部電極的所述非平面部分的截面具有高度和基底寬度，并且所述高度與所述基底寬度的比率約大于0.5。

4.根據權利要求3所述的RRAM單元，其中，所述高度與所述寬度的比率約為1。

5.根據權利要求3所述的RRAM單元，其中，所述高度與所述寬度的比率約大于1。

6.根據權利要求1所述的RRAM單元，其中，所述底部電極的所述非平面部分的截面為半橢圓、拋物線或懸鏈線。

7.根據權利要求1所述的RRAM單元，其中，所述底部電極的所述非平面部分的截面為三角形。

8.根據權利要求1所述的RRAM單元，進一步包括：位于所述電阻材料層和所述頂部電極之間的保護層。

9.一種電阻式隨機存取存儲器(RRAM)單元陣列，包括：

組織成多列和多行的多個RRAM單元，每個RRAM單元都具有：

晶體管；

RRAM結構，具有：

底部電極，具有通孔部分和帶頂點的非平面部分，所述底部電極的所述通孔部分嵌入第一RRAM停止層中并且與所述晶體管的漏極電連接；

電阻材料層，位于所述底部電極上；

保護層，位于所述電阻材料層上；

頂部電極，位于所述電阻材料層上方；

第二RRAM停止層，位于所述頂部電極的至少一部分的上方；以及

位線，連接RRAM單元中的列。

10.一種制造電阻式隨機存取存儲器(RRAM)結構單元陣列的方法，所述方法包括：

在半導體襯底上形成多個晶體管；

沉積第一RRAM停止層；

在所述第一RRAM停止層中蝕刻底部電極通孔；

在所述底部電極通孔中以及所述第一RRAM停止層上方沉積底部電極層；

沉積硬掩模和光刻膠圖案；

對所述底部電極層進行蝕刻以形成具有帶頂點的非平面部分的底部電極；

在所述底部電極上方沉積電阻材料層、保護層和頂部電極層；

通過對頂部電極層、所述保護層和所述電阻材料層進行圖案化和蝕刻來形成所述頂部電極；以及

沉積第二RRAM停止層和介電層。