[發明專利]電阻式隨機存取存儲器器件

在審

• 申請號: 202110987309.4
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN114256414A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 黎佳俊;卓榮發;陳學深
• 申請（專利權）人: 格芯新加坡私人有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 林瑩瑩;牛南輝

本公開一般地涉及存儲器器件及其形成方法。更具體地，本公開涉及電阻式隨機存取(ReRAM)存儲器器件。本公開提供了一種存儲器器件，其包括：具有開口的電介質層；沿著開口的側壁；位于開口中的第一電極；設置在第一電極上的電阻層；設置在電阻層上的氧清除層；以及與氧清除層接觸的第二電極。氧清除層包括與電阻層不同并且部分地覆蓋電阻層的材料。第一電極通過氧清除層和電阻層電連接到第二電極。

技術領域

所公開的主題一般地涉及存儲器器件及其形成方法。更具體地，本公開涉及電阻式隨機存取(ReRAM)存儲器器件。

背景技術

半導體器件和集成電路(IC)芯片已經在物理、化學、生物學、計算和存儲器器件領域中得到了大量應用。存儲器器件的示例是非易失性(NV)存儲器器件。NV存儲器器件是可編程的，并且由于其即使在電源關斷之后也能持續長時段保留數據的能力，因此其被廣泛用于電子產品中。NV存儲器的示例性類別可以包括電阻式隨機存取存儲器(ReRAM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)、閃存、鐵電式隨機存取存儲器(FeRAM)和磁阻式隨機存取存儲器(MRAM)。

電阻式存儲器器件可以通過在以下兩種不同狀態之間改變(或切換)來工作：高電阻狀態(HRS)，其可以代表關斷或0狀態；低電阻狀態(LRS)，其可以代表開啟或1狀態。然而，這些器件可能經歷關于電阻切換特性的大變化，并可能導致器件內電流流動的大波動，這會降低器件的性能并增加其功耗。

因此，存在對提供能夠克服或至少改進如上所述的一個或多個劣勢的改善的存儲器器件的需要。

發明內容

在本公開的一方面，提供了一種存儲器器件，其包括：具有開口的電介質層；位于所述開口中的第一電極；設置在所述第一電極上的電阻層；設置在所述電阻層上的第一氧清除層；以及與所述第一氧清除層接觸的第二電極。所述第一氧清除層包括與所述電阻層不同并且部分地覆蓋所述電阻層的材料。

在本公開的另一方面，提供了一種存儲器器件，其包括：具有開口的電介質層；沿著所述開口的側壁；位于所述開口中的第一電極；設置在所述第一電極上并沿著所述側壁設置的電阻層；設置在所述電阻層上的第一氧清除層；以及與所述第一氧清除層和所述電阻層接觸的第二電極。所述第一氧清除層包括與所述電阻層不同并且部分地覆蓋所述電阻層的材料。

在本公開的又一方面，提供了一種通過以下方式形成存儲器器件的方法：在電介質層中形成開口；在所述開口中形成第一電極；在所述第一電極上形成電阻層；在所述電阻層上形成氧清除層，其中所述氧清除層包括與所述電阻層不同并且部分地覆蓋所述電阻層的材料；以及在所述氧清除層上形成第二電極。

附圖說明

通過參考以下描述并結合所附附圖可理解本公開。

為了圖示的簡單和清楚，附圖示出了構造的一般方式，并且可以省略對公知的特征和技術的某些描述和細節以避免不必要地模糊對本公開的所述實施例的討論。此外，附圖中的元件不一定按比例繪制。例如，附圖中的一些元件的尺寸可能相對于其他元件被放大以幫助改善對本公開的實施例的理解。不同附圖中相同的參考標號表示相同的元件，而相似的參考標號可以但不一定表示相似的元件。

圖1A是根據本公開的存儲器器件的實施例的截面圖。

圖1B和圖1C是根據本公開的圖1A所示的存儲器器件的俯視圖。

圖2至圖6是根據本公開的存儲器器件的其他實施例的截面圖。

圖7至圖12是根據本公開的實施例的示出用于制造存儲器器件的一組示例性步驟的截面圖。

圖13至圖18是根據本公開的實施例的示出用于制造存儲器器件的另一組示例性步驟的截面圖。

圖19至圖22是根據本公開的實施例的示出用于形成具有不同寬度和材料的氧清除層的一組替代步驟的截面圖。