[發明專利]電阻式存儲器及其制造方法

有效

• 申請號: 201310424207.7
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN104465986B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 沈鼎瀛;林孟弘;吳伯倫;李彥德;江明崇
• 申請（專利權）人: 華邦電子股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明是有關于一種存儲器及其制作方法，且特別是有關于一種電阻式存儲器及其制造方法。

背景技術

近年來電阻式存儲器（諸如電阻式隨機存取存儲器（resistive random access memory，RRAM））的發展極為快速，是目前最受矚目的未來存儲器的結構。由于電阻式存儲器具備低功耗、高速運作、高密度以及兼容于互補式金屬氧化物半導體（complementary metal oxide semiconductor，CMOS）工藝技術的潛在優勢，因此非常適合作為下一代的非易失性存儲器元件。

現行的電阻式存儲器通常包括相對配置的上電極與下電極以及位于上電極與下電極之間的可變電阻層，即具有一般所熟知的金屬-絕緣層-金屬（MIM）結構。一般來說，在形成上述的金屬-絕緣層-金屬結構之后，會先于電阻式存儲器上覆蓋一層介電層，然后再于介電層中形成暴露出部分電阻式存儲器的上電極的開口，并于開口填入導電材料，以制作接觸窗（contact）。

在目前的工藝中，一般是利用干式蝕刻（即等離子體蝕刻）的方式來于介電層中形成上述的開口。然而，在干式蝕刻的過程中，部分的等離子體會經由電阻式存儲器的上電極而進入上電極與下電極之間的可變電阻層，并被捕捉于可變電阻層中。如此一來，將造成電阻式存儲器在電性上的問題。此外，若利用濕式蝕刻來代替干式蝕刻，則容易因過蝕刻（overetch）而無法形成所需的接觸窗輪廓，進而容易導致短路的問題。

發明內容

本發明提供一種電阻式存儲器的制作方法，其將作為上電極的電極形成于接觸窗開口中。

本發明另提供一種電阻式存儲器，其作為上電極的電極配置于接觸窗開口中。

本發明提出一種電阻式存儲器的制作方法，其是先于基底上依序形成第一電極、可變電阻層與掩膜層。然后，于基底上形成覆蓋第一電極、可變電阻層與掩膜層的介電層。接著，進行蝕刻工藝，于介電層與掩膜層中形成開口，此開口暴露出部分可變電阻層。而后，于開口中形成第二電極。之后，于第二電極上形成導電層。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器的制作方法，上述在形成掩膜層之后以及在形成介電層之前，更包括于基底上形成覆蓋第一電極、可變電阻層與掩膜層的覆蓋層。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器的制作方法，上述的第一電極、可變電阻層與掩膜層的形成方法例如是先于基底上依序形成電極材料層、可變電阻材料層與掩膜材料層。之后，對電極材料層、可變電阻材料層與掩膜材料層進行圖案化工藝。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器的制作方法，上述的蝕刻工藝例如為干式蝕刻工藝。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器的制作方法，上述的掩膜層例如為氧化物層、氮化物層、氮氧化物層、由氧化物層與氮化物層組成的復合層或由氧化物層與氮氧化物層組成的復合層。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器的制作方法，上述的掩膜層例如為由氧化物層與氮化物層組成的復合層或由氧化物層與氮氧化物層組成的復合層，且開口的形成方法例如是先進行干式蝕刻工藝，移除部分介電層與掩膜層中的部分氮化物層或氮氧化物層。之后，進行濕式蝕刻工藝，移除掩膜層中的部分氧化物層。

本發明另提出一種電阻式存儲器，其包括第一電極、可變電阻層、掩膜層、介電層、第二電極以及導電層。第一電極、可變電阻層與掩膜層依序配置于基底上。介電層配置于基底上且覆蓋第一電極、可變電阻層與掩膜層，其中介電層與掩膜層中具有暴露出部分可變電阻層的開口。第二電極配置于開口的底部且與可變電阻層連接。導電層配置于第二電極上。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器，上述的掩膜層例如為氧化物層、氮化物層或氮氧化物層。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器，上述的掩膜層例如為由氧化物層與氮化物層組成的復合層或由氧化物層與氮氧化物層組成的復合層。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器，上述的第一電極例如為氮化鈦層或由鈦層與氮化鈦層組成的復合層。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器，上述的第二電極例如為氮化鈦層或由鈦層與氮化鈦層組成的復合層。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器，上述的可變電阻層的材料例如為金屬氧化物材料。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器，更包括覆蓋層，此覆蓋層配置于基底上且覆蓋第一電極、可變電阻層與掩膜層。

依照本發明實施例所述的電阻式存儲器，上述的基底中例如配置有接觸窗，且此接觸窗與第一電極連接。