[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
地址：	中國臺***	國省代碼：	臺灣;71
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摘要：
搜索關鍵詞：	可變電阻存儲器裝置及其形成方法
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【說明書】：

本發明公開一種可變電阻式存儲器裝置及其形成方法，其中該可變電阻式存儲器(resistive random?access memory,RRAM)裝置，包含有一底電極、一電阻材料層、一高功函數層、一頂電極、一硬掩模以及高功函數側壁部分。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一基底上。高功函數側壁部分覆蓋頂電極的側壁，以及硬掩模的側壁，因而構成一可變電阻式存儲器單元。

技術領域

本發明涉及一種可變電阻式存儲器裝置及其形成方法，且特別是涉及一種應用高功函數側壁部分的可變電阻式存儲器裝置及其形成方法。

背景技術

在半導體制作工藝的電路中，最基本的可變電阻式存儲器是由上下兩層金屬電極以及中間一層過渡金屬氧化物(Transition metal oxide,TMO)所組成，主要的操作原理是利用過渡金屬氧化物的阻值，會隨著所加偏壓改變而產生不同的阻值，而如何辨別內部存儲的值，則由內部的阻值高低來做分別。

發明內容

本發明提供一種可變電阻式存儲器裝置及其形成方法，其形成高功函數側壁部分位于頂電極的側壁以及硬掩模的側壁，以直接連接上方的通孔，且能防止斷路。

本發明提出一種可變電阻式存儲器(resistive random-access memory,RRAM)裝置，包含有一底電極、一電阻材料層、一高功函數層、一頂電極、一硬掩模以及高功函數側壁部分。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一基底上。高功函數側壁部分覆蓋頂電極的側壁，以及硬掩模的側壁，因而構成一可變電阻式存儲器單元。

本發明提出一種形成可變電阻式存儲器裝置的方法，包含有下述步驟。首先，依序沉積一底電極層、一電阻層、一高功函數材料層、一頂電極層以及一硬掩模層于一基底上。之后，圖案化硬掩模層以及頂電極層，以形成一頂電極以及一硬掩模，并暴露出高功函數材料層。接續，圖案化高功函數材料層，以形成一高功函數層，以及形成高功函數側壁部分覆蓋頂電極的側壁以及硬掩模的側壁。而后，圖案化電阻層以及底電極層，以形成一電阻材料層以及一底電極，因而構成一可變電阻式存儲器單元。

基于上述，本發明提供一種可變電阻式存儲器裝置及其形成方法，其依序堆疊一底電極、一電阻材料層、一高功函數層、一頂電極以及一硬掩模于一基底上，并形成高功函數側壁部分位于頂電極的側壁以及硬掩模的側壁，因此本發明在硬掩模上方的一通孔未能直接接觸頂電極時，可經由通孔物理性接觸高功函數側壁部分而防止斷路發生。

附圖說明

圖1為本發明優選實施例中形成可變電阻式存儲器裝置的方法的剖面示意圖；

圖2為本發明優選實施例中形成可變電阻式存儲器裝置的方法的剖面示意圖；

圖3為本發明優選實施例中形成可變電阻式存儲器裝置的方法的剖面示意圖；

圖4為本發明優選實施例中形成可變電阻式存儲器裝置的方法的剖面示意圖；

圖5為本發明優選實施例中形成可變電阻式存儲器裝置的方法的剖面示意圖；

圖6為本發明優選實施例中形成可變電阻式存儲器裝置的方法的剖面示意圖。

圖7為本發明優選實施例中形成可變電阻式存儲器裝置的方法的剖面示意圖；

圖8為本發明另一優選實施例中可變電阻式存儲器裝置的剖面示意圖。

主要元件符號說明

10：導電結構