[發明專利]電阻式隨機存取存儲器

有效

• 申請號: 201610120845.3
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN106876583B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 陳達;王炳琨;廖紹憬;許博硯;陳宜秀;沈鼎瀛;吳伯倫;林孟弘
• 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: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 馬雯雯;臧建明

本發明提供一種電阻式隨機存取存儲器，包括下部電極、上部電極、可變電阻層、氧交換層以及側壁保護層。下部電極設置于基底上。上部電極設置于下部電極上。可變電阻層設置于下部電極與上部電極之間。氧交換層設置于可變電阻層與上部電極之間。側壁保護層，其為氧供應層，至少設置于氧交換層的側壁。本發明提供的電阻式隨機存取存儲器，能夠增進存儲器元件的高溫數據保持特性以及耐久性，并且能夠增加存儲器元件的產率以及穩定度。

技術領域

本發明涉及一種非易失性存儲器，尤其涉及一種電阻式隨機存取存儲器。

背景技術

一般而言，電阻式隨機存取存儲器包括由上部電極、下部電極及介于其間的可變電阻層(resistance changeable layer)所構成的(金屬-絕緣層-金屬(MIM)結構。然而，在電阻式隨機存取存儲器的制造過程中，金屬-絕緣層-金屬結構的側壁容易遭受到電漿損害、或不純物污染等，而影響了電阻式隨機存取存儲器內的導電路徑(絲狀物結構的位置)，進而造成所謂“高溫數據保持能力(high-temperature data retention，HTDR)”的劣化。因此克服電阻式隨機存取存儲器元件在制造過程中，金屬-絕緣層-金屬結構的側壁容易遭受到電漿損害、或不純物污染等問題成為現今電阻式隨機存取存儲器技術發展的重要課題。

發明內容

本發明提供一種電阻式隨機存取存儲器，能夠增進存儲器元件的高溫數據保持特性以及耐久性，并且能夠增加存儲器元件的產率以及穩定度。

本發明的電阻式隨機存取存儲器，包括下部電極、上部電極、可變電阻層、氧交換層以及側壁保護層。下部電極設置于基底上。上部電極設置于下部電極上。可變電阻層設置于下部電極與上部電極之間。氧交換層設置于可變電阻層與上部電極之間，其中氧交換層、可變電阻層及下部電極的側壁連續地連接。側壁保護層，其為氧供應層，至少設置于氧交換層的側壁上。

本發明的電阻式隨機存取存儲器，包括下部電極、上部電極、可變電阻層以及側壁保護層。下部電極設置于基底上。上部電極設置于下部電極上。可變電阻層設置于下部電極與上部電極之間，其中可變電阻層、下部電極及上部電極的側壁連續地連接。側壁保護層，其為蓋層，設置于下部電極、可變電阻層以及上部電極的側壁。

基于上述，本發明的電阻式隨機存取存儲器由于在氧交換層的側壁設置作為氧供應層的側壁保護層，而使得氧交換層的外部分被局部氧化，如此在氧交換層下方的可變電阻層可在中心部分提高氧空缺密度，而使絲狀物結構集中在可變電阻層的中心部分，遠離容易遭受到電漿損害、或不純物污染的側壁部分。密集的絲狀物結構也有助于增進存儲器元件的高溫數據保持特性。此外，作為氧供應層的側壁保護層也可以避免被拉往中心絲狀物結構的氧往外擴散，如此在重置(RESET)操作時可以確保氧的回歸，而可以提升耐久性。

另外，本發明的電阻式隨機存取存儲器由于在下部電極、可變電阻層以及上部電極(金屬-絕緣層-金屬結構)的側壁設置有至少一層的側壁保護層，以避免來自層間絕緣層的污染物(例如氫)擴散而進入金屬-絕緣層-金屬結構中，進而影響電阻式隨機存取存儲器的效能。

此外，若下部電極與基底(層間絕緣層)之間還設置有頂蓋層，則金屬-絕緣層-金屬結構可以和層間絕緣層完全隔離，而可以更進一步地避免來自層間絕緣層的污染物(例如氫)擴散而進入金屬-絕緣層-金屬結構中。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1A為本發明第一實施例的電阻式隨機存取存儲器的剖面圖；

圖1B為本發明修改的第一實施例的電阻式隨機存取存儲器的剖面圖；

圖2為本發明第二實施例的電阻式隨機存取存儲器的剖面圖；

圖3為本發明第三實施例的電阻式隨機存取存儲器的剖面圖。

附圖標記說明：