[發明專利]電阻式隨機存取存儲器

有效

• 申請號: 201410522708.3
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN105448948B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 張碩哲
• 申請（專利權）人: 華邦電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;H01L27/108
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

本發明提供一種電阻式隨機存取存儲器，包括上電極、下電極以及介于上、下電極之間的轉變金屬氧化物層。上述電阻式隨機存取存儲器還包括位于上電極上方的金屬蓋層以及位于所述金屬蓋層與上電極之間的透明導電氧化物層。

技術領域

本發明是有關于一種電阻式隨機存取存儲器(Resistive Random AccessMemory，簡稱RRAM)，且特別是有關于一種具有透明導電氧化物層的電阻式隨機存取存儲器。

背景技術

電阻式隨機存取存儲器一般是由上電極(Top Electrode，簡稱TE)、下電極(Bottom electrode，簡稱BE)及介于其間的轉變金屬氧化物(Transition Metal Oxides，簡稱TMO)所構成，并可通過上導線與下導線連接出去。由于電阻式隨機存取存儲器內的導電路徑是通過氧空缺(oxygen vacancy)來控制低電阻態(low resistance state，簡稱LRS)，所以易受溫度影響的氧離子擴散，將成為電阻式隨機存取存儲器的熱穩定控制的重要關鍵。譬如目前所使用的鈦/氧化鉿(Ti/HfO₂)型電阻式隨機存取存儲器，在高溫時往往難以保持在低電阻狀態，造成所謂「高溫數據保持能力(high-temperature dataretention，簡稱HTDR)」的劣化。

因此，目前已有數種針對降低氧離子擴散入轉變金屬氧化物的技術，譬如將設置(Set)功率增加，但是將影響重置(Reset)的良率。另外也有在電極與轉變金屬氧化物之間使用極薄的絕緣氧化物來阻擋氧離子擴散的技術，但是這樣的方式不但需要精確的制程控制，還可能對存儲器整體的導電性造成沖擊。

發明內容

本發明提供一種電阻式隨機存取存儲器，能達到抑制氧離子擴散并具有導電特性的效果。

本發明另提供一種電阻式隨機存取存儲器，能達到抑制氧離子擴散并具有透明導電特性的效果。

本發明的一種電阻式隨機存取存儲器，包括上電極、下電極以及介于上、下電極之間的轉變金屬氧化物層。上述電阻式隨機存取存儲器還包括位于上電極上方的金屬蓋層以及位于所述金屬蓋層與上電極之間的透明導電氧化物層。

在本發明的第一實施例中，上述透明導電氧化物層的厚度在0.5nm～50nm之間。

本發明的另一種電阻式隨機存取存儲器，包括上電極、下電極、介于上、下電極之間的轉變金屬氧化物層以及位于上電極上方并與其直接接觸的金屬蓋層。

在本發明的第二實施例中，上述透明導電氧化物層的厚度在0.5nm～250nm之間。

在本發明的各個實施例中，上述透明導電氧化物層的材料包括銦錫氧化物(Indium tin oxide，簡稱ITO)、銦鋅氧化物(Indium zinc oxide，簡稱IZO)、銦鎵鋅氧化物(Indium gallium zinc oxide，簡稱IGZO)、氟錫氧化物(Fluorinated tin oxide，簡稱FTO)、鋁鋅氧化物(Aluminum zinc oxide，簡稱AZO)或銦鈣氧化物(Calcium oxideindium，簡稱ICO)。

在本發明的各個實施例中，上述下電極的材料包括金屬、合金或透明導電氧化物。

在本發明的各個實施例中，上述電阻式隨機存取存儲器還可在下電極與轉變金屬氧化物層之間設置另一透明導電氧化物層。這層透明導電氧化物層的材料包括銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦鎵鋅氧化物(IGZO)、氟錫氧化物(FTO)、鋁鋅氧化物(AZO)或銦鈣氧化物(ICO)。

基于上述，本發明通過在上電極上方設置透明導電氧化物層，能達到抑制氧離子擴散并具有導電特性的效果。而且透明導電氧化物層的厚度如控制得宜，也能提高透光率，使電阻式隨機存取存儲器能運用紫外線(ultraviolet，簡稱UV)抹除技術。