[發明專利]電阻式隨機存取存儲器及其制造方法

有效

• 申請號: 201410640719.1
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN105655485B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 徐懋騰
• 申請（專利權）人: 力晶科技股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發明公開一種電阻式隨機存取存儲器及其制造方法，該電阻式隨機存取存儲器包括基底、介電層與至少一存儲單元串。介電層設置于基底上。存儲單元串包括多個存儲單元與多個第二介層窗。存儲單元垂直相鄰地設置于介電層中，且各個存儲單元包括第一介層窗、二導線與二可變電阻結構。導線分別設置于第一介層窗的兩側。可變電阻結構分別設置于第一介層窗與導線之間。在垂直相鄰的兩個存儲單元中，位于上方的存儲單元的可變電阻結構與位于下方的存儲單元的可變電阻結構彼此隔離。第二介層窗分別設置于第一介層窗下方的介電層中并連接于第一介層窗，且垂直相鄰的兩個第一介層窗通過第二介層窗進行連接。

技術領域

本發明涉及一種存儲器及其制造方法，且特別是涉及一種電阻式隨機存取存儲器及其制造方法。

背景技術

由于，非揮發性存儲器具有資料在斷電后也不會消失的優點，因此許多電器產品中必須具備此類存儲器，以維持電器產品開機時的正常操作。目前，業界積極發展的一種非揮發性存儲器元件是電阻式隨機存取存儲器(resistive random access memory，RRAM)，其具有寫入操作電壓低、寫入抹除時間短、存儲時間長、非破壞性讀取、多狀態存儲、結構簡單以及所需面積小等優點，因此在未來將可成為個人電腦和電子設備所廣泛采用的非揮發性存儲器元件之一。

為了提升存儲器的密度，目前業界提出一種高密度的垂直排列的三維電阻式隨機存取存儲器(3D resistive random access memory，3D RRAM)。然而，目前的三維電阻式隨機存取存儲器通常需要進行深蝕刻制作工藝與深填孔制作工藝，因此無法直接與先進邏輯制作工藝進行整合。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電阻式隨機存取存儲器及其制造方法，其可直接與先進邏輯制作工藝進行整合。

為達上述目的，本發明提出一種電阻式隨機存取存儲器，其包括基底、介電層與至少一存儲單元串。介電層設置于基底上。存儲單元串包括多個存儲單元與多個第二介層窗。存儲單元垂直相鄰地設置于介電層中，且各個存儲單元包括第一介層窗、二條導線與二個可變電阻結構。導線分別設置于第一介層窗的兩側。可變電阻結構分別設置于第一介層窗與導線之間。在垂直相鄰的兩個存儲單元中，位于上方的存儲單元的可變電阻結構與位于下方的存儲單元的可變電阻結構彼此隔離。第二介層窗分別設置于第一介層窗下方的介電層中并連接于第一介層窗，且垂直相鄰的兩個第一介層窗通過第二介層窗進行連接。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，第一介層窗的寬度例如是大于第二介層窗的寬度。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，導線的底面例如是高于位于其下方的第二介層窗的頂面。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，可變電阻結構包括可變電阻層。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，可變電阻結構還包括絕緣層，設置于可變電阻層與第一介層窗之間或可變電阻層與導線之間。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，當存儲單元串為多串時，水平相鄰的兩個存儲單元共用位于其間的導線。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，導線的形狀例如是條狀或指狀。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，還包括至少一晶體管，設置于基底上，且晶體管的一個端子通過第二介層窗電連接于第一介層窗。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電阻式隨機存取存儲器中，當晶體管為多個時，還包括至少一隔離結構。隔離結構設置于基底中，且晶體管通過隔離結構而彼此隔離。