[發明專利]電阻式非易失性存儲器裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201410315518.4
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN105280811B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 吳伯倫;林孟弘;沈鼎瀛
• 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;H01L27/24;G11C11/56
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 湯在彥

1.一種電阻式非易失性存儲器裝置，其特征在于，包括：

一第一電極；

一第二電極，設置于該第一電極上；以及

一電阻轉態層，設置于該第一電極和該第二電極之間，其中該電阻轉態層包括：

一第一區域，具有一第一氮原子濃度；以及

一第二區域，相鄰于該第一區域，其中第二區域具有不同于該第一氮原子濃度的一第二氮原子濃度。

2.如權利要求1所述的電阻式非易失性存儲器裝置，其特征在于，該電阻式非易失性存儲器裝置還包括一阻障層，位于該電阻轉態層和該第二電極之間。

3.如權利要求1所述的電阻式非易失性存儲器裝置，其特征在于，該電阻式非易失性存儲器裝置還包括：

一第一電極接觸插塞，設置于該第一電極下方，其中該第一電極接觸該第一電極接觸插塞；以及

一第二電極接觸插塞，設置于該第二電極上方，其中該第二電極接觸該第二電極接觸插塞。

4.如權利要求3所述的電阻式非易失性存儲器裝置，其特征在于，該第一區域沿一上視方向與該第一電極接觸插塞和該第二電極接觸插塞完全重疊。

5.如權利要求4所述的電阻式非易失性存儲器裝置，其特征在于，該第一氮原子濃度小于該第二氮原子濃度。

6.如權利要求3所述的電阻式非易失性存儲器裝置，其特征在于，該第二區域沿一上視方向與該第一電極接觸插塞和該第二電極接觸插塞完全不重疊。

7.一種電阻式非易失性存儲器裝置的制造方法，其特征在于，包括下列步驟：

形成一第一電極材料層；

于該第一電極材料層上形成一電阻轉態材料層；

將多個氮原子注入部分該電阻轉態材料層中；

于該電阻轉態材料層上形成一第二電極材料層；以及

利用一第一遮罩，進行一圖案化工藝，移除部分該第二電極材料層、該電阻轉態材料層和該第一電極材料層以分別形成一第二電極、一電阻轉態層和一第一電極，其中該電阻轉態材料層包括：

一第一區域，具有一第一氮原子濃度；以及

一第二區域，相鄰于該第一區域，其中第二區域具有不同于該第一氮原子濃度的一第二氮原子濃度。

8.如權利要求7所述的電阻式非易失性存儲器裝置的制造方法，其特征在于，形成該第二電極材料層之前還包括進行一退火工藝。

9.如權利要求7所述的電阻式非易失性存儲器裝置的制造方法，其特征在于，將所述氮原子注入部分該電阻轉態材料層中包括：

于該電阻轉態材料層上形成一第一光阻材料；

利用該第一遮罩，進行一光刻工藝，將該第一遮罩的一圖案轉移至該第一光阻材料，以于該電阻轉態材料層上形成一第一光阻圖案，該第一光阻圖案覆蓋部分該電阻轉態材料層；

利用該第一光阻圖案作為一遮罩，進行一摻雜工藝，將多個氮原子注入未被該光阻圖案覆蓋的該電阻轉態材料層；以及

移除該第一光阻圖案。

10.如權利要求9所述的電阻式非易失性存儲器裝置的制造方法，其特征在于，形成該第二電極材料層之后還包括：

于該第二電極材料層上形成一第二光阻材料；

利用該第一遮罩，進行一光刻工藝，將該第一遮罩的一圖案轉移至該第二光阻材料，以于該第二電極材料層上形成一第二光阻圖案，該第二光阻圖案覆蓋部分該第二電極材料層；

利用該第二光阻圖案作為一遮罩，進行一刻蝕工藝，移除未被該第二光阻圖案覆蓋的該第二電極材料層、該電阻轉態材料層和該第一電極材料層以分別形成該第二電極、該電阻轉態層和該第一電極，其中該第一電極、該電阻轉態層和該第二電極構成一金屬-絕緣體-金屬疊層；以及

移除該第二光阻圖案。

11.如權利要求8所述的電阻式非易失性存儲器裝置的制造方法，其特征在于，形成該電阻轉態材料層之后還包括于該電阻轉態材料層上形成一絕緣層，且其中進行該退火工藝之后還包括移除該絕緣層。

12.如權利要求8所述的電阻式非易失性存儲器裝置的制造方法，其特征在于，進行該退火工藝之后還包括于該電阻轉態材料層上形成一阻障材料層。