[发明专利]电阻式存储器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种存储器及其制作方法，且特别是有关于一种电阻式存储器及其制造方法。

背景技术

近年来电阻式存储器（诸如电阻式随机存取存储器（resistive random access memory，RRAM））的发展极为快速，是目前最受瞩目的未来存储器的结构。由于电阻式存储器具备低功耗、高速运作、高密度以及兼容于互补式金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor，CMOS）工艺技术的潜在优势，因此非常适合作为下一代的非易失性存储器元件。

现行的电阻式存储器通常包括相对配置的上电极与下电极以及位于上电极与下电极之间的可变电阻层，即具有一般所熟知的金属-绝缘层-金属（MIM）结构。一般来说，在形成上述的金属-绝缘层-金属结构之后，会先于电阻式存储器上覆盖一层介电层，然后再于介电层中形成暴露出部分电阻式存储器的上电极的开口，并于开口填入导电材料，以制作接触窗（contact）。

在目前的工艺中，一般是利用干式蚀刻（即等离子体蚀刻）的方式来于介电层中形成上述的开口。然而，在干式蚀刻的过程中，部分的等离子体会经由电阻式存储器的上电极而进入上电极与下电极之间的可变电阻层，并被捕捉于可变电阻层中。如此一来，将造成电阻式存储器在电性上的问题。此外，若利用湿式蚀刻来代替干式蚀刻，则容易因过蚀刻（overetch）而无法形成所需的接触窗轮廓，进而容易导致短路的问题。

发明内容

本发明提供一种电阻式存储器的制作方法，其将作为上电极的电极形成于接触窗开口中。

本发明另提供一种电阻式存储器，其作为上电极的电极配置于接触窗开口中。

本发明提出一种电阻式存储器的制作方法，其是先于基底上依序形成第一电极、可变电阻层与掩膜层。然后，于基底上形成覆盖第一电极、可变电阻层与掩膜层的介电层。接着，进行蚀刻工艺，于介电层与掩膜层中形成开口，此开口暴露出部分可变电阻层。而后，于开口中形成第二电极。之后，于第二电极上形成导电层。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器的制作方法，上述在形成掩膜层之后以及在形成介电层之前，更包括于基底上形成覆盖第一电极、可变电阻层与掩膜层的覆盖层。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器的制作方法，上述的第一电极、可变电阻层与掩膜层的形成方法例如是先于基底上依序形成电极材料层、可变电阻材料层与掩膜材料层。之后，对电极材料层、可变电阻材料层与掩膜材料层进行图案化工艺。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器的制作方法，上述的蚀刻工艺例如为干式蚀刻工艺。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器的制作方法，上述的掩膜层例如为氧化物层、氮化物层、氮氧化物层、由氧化物层与氮化物层组成的复合层或由氧化物层与氮氧化物层组成的复合层。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器的制作方法，上述的掩膜层例如为由氧化物层与氮化物层组成的复合层或由氧化物层与氮氧化物层组成的复合层，且开口的形成方法例如是先进行干式蚀刻工艺，移除部分介电层与掩膜层中的部分氮化物层或氮氧化物层。之后，进行湿式蚀刻工艺，移除掩膜层中的部分氧化物层。

本发明另提出一种电阻式存储器，其包括第一电极、可变电阻层、掩膜层、介电层、第二电极以及导电层。第一电极、可变电阻层与掩膜层依序配置于基底上。介电层配置于基底上且覆盖第一电极、可变电阻层与掩膜层，其中介电层与掩膜层中具有暴露出部分可变电阻层的开口。第二电极配置于开口的底部且与可变电阻层连接。导电层配置于第二电极上。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器，上述的掩膜层例如为氧化物层、氮化物层或氮氧化物层。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器，上述的掩膜层例如为由氧化物层与氮化物层组成的复合层或由氧化物层与氮氧化物层组成的复合层。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器，上述的第一电极例如为氮化钛层或由钛层与氮化钛层组成的复合层。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器，上述的第二电极例如为氮化钛层或由钛层与氮化钛层组成的复合层。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器，上述的可变电阻层的材料例如为金属氧化物材料。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器，更包括覆盖层，此覆盖层配置于基底上且覆盖第一电极、可变电阻层与掩膜层。

依照本发明实施例所述的电阻式存储器，上述的基底中例如配置有接触窗，且此接触窗与第一电极连接。