[發明專利]可變電阻式存儲器裝置及其形成方法

在審

• 申請號: 202110641056.5
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN115458679A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 王溫壬;鄭鈞鴻;王泉富
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

1.一種可變電阻式存儲器(resistive random-access memory,RRAM)裝置，包含有：

底電極、電阻材料層、高功函數層、頂電極以及硬掩模依序堆疊于基底上；以及

高功函數側壁部分，覆蓋該頂電極的側壁，以及該硬掩模的側壁，因而構成可變電阻式存儲器單元。

2.如權利要求1所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該底電極以及該頂電極包含氮化鉭或氮化鈦。

3.如權利要求1所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該些高功函數側壁部分直接位于該高功函數層上。

4.如權利要求3所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該些高功函數側壁部分以及該高功函數層包含相同材料。

5.如權利要求4所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該些高功函數側壁部分以及該高功函數層包含銥。

6.如權利要求5所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該些高功函數側壁部分以及該高功函數層為一體成型。

7.如權利要求6所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該些高功函數側壁部分以及該高功函數層構成U型剖面結構。

8.如權利要求1所述的可變電阻式存儲器裝置，還包含：

通孔，物理性接觸該些高功函數側壁部分，其中該通孔物理性接觸該硬掩模的頂部。

9.如權利要求8所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該通孔穿過該硬掩模的該頂部的至少一部分。

10.如權利要求1所述的可變電阻式存儲器裝置，還包含：

間隙壁，覆蓋該底電極、該電阻材料層以及該高功函數層的側壁。

11.如權利要求10所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該些間隙壁包含氮化硅間隙壁。

12.如權利要求10所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該些間隙壁的頂部重疊該些高功函數側壁部分的底部。

13.如權利要求1所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該電阻材料層包含金屬氧化層。

14.如權利要求13所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該金屬氧化層包含氧化鉭或氧化鉿。

15.如權利要求1所述的可變電阻式存儲器裝置，其中該硬掩模包含氧化物硬掩模。

16.一種形成可變電阻式存儲器裝置的方法，包含有：

依序沉積底電極層、電阻層、高功函數材料層、頂電極層以及硬掩模層于基底上；

圖案化該硬掩模層以及該頂電極層，以形成頂電極以及硬掩模，并暴露出該高功函數材料層；

圖案化該高功函數材料層，以形成高功函數層，以及形成高功函數側壁部分覆蓋該頂電極的側壁以及該硬掩模的側壁；以及

圖案化該電阻層以及該底電極層，以形成電阻材料層以及底電極，因而構成可變電阻式存儲器單元。

17.如權利要求16所述的形成可變電阻式存儲器裝置的方法，其中以原位(in-situ)圖案化該硬掩模層、該頂電極層、該高功函數材料層、該電阻層以及該底電極層。

18.如權利要求16所述的形成可變電阻式存儲器裝置的方法，其中在圖案化該高功函數材料層時，再濺鍍(re-sputtering)該高功函數材料層，以形成該些高功函數側壁部分。

19.如權利要求16所述的形成可變電阻式存儲器裝置的方法，還包含：

形成間隙壁，覆蓋該底電極、該電阻材料層以及該高功函數層的側壁。

20.如權利要求16所述的形成可變電阻式存儲器裝置的方法，其中該些高功函數側壁部分以及該高功函數層包含銥。