[发明专利]电阻式存储装置及其制作方法

说明书

一种电阻式存储装置及其制作方法，电阻式存储装置包括：一基板；一下电极，位于基板上方；一下电阻转态层，位于下电极上；一界面层，位于下电阻转态层与下电极间；一上电阻转态层，位于下电阻转态层上；及一上电极，位于上电阻转态层上。通过本发明所提供的电阻式存储装置及其制作方法，可使电阻式存储器具有较少的高电阻及低电阻状态的变动程度，可有效改善电阻式存储器的耐久度。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及其制作方法，特别是关于一种电阻式存储装置及其制作方法。

背景技术

近年来，由于快闪存储器(Flash memory)面临到微缩物理极限与操作电压过大等问题，因此，具有简单结构、小面积、操作速度快与低功率消耗的电阻式存储装置(Resistive random access memory，简称RRAM)极有可能取代传统的快闪存储器，成为下世代非挥发性存储器的主流。

电阻式存储器利用电阻值改变来达到存储效应，电阻式存储器的转态机制为利用氧空缺(oxygen vacancies)或氧离子(oxygen ions)移动来形成传导路径(conductivefilament)，利用外在施加电压极性与电流值，促使传导路径断裂与再生成的现象，造成电阻值的差异。

电阻式存储器具有低电压操作、低功率消耗、高密度堆积结构等极佳的存储器操作特性，但是，电阻式存储器在执行耐久度(endurance)或重复写入/抹除(program/Erase)时的高、低电阻状态会产生变动(variation)，使电阻式存储器的高、低阻态电阻值无法维持稳定的状态，容易造成存储状态判读错误，成为电阻式存储器实现量产的阻碍。

根据上述，业界需要一可解决上述问题的电阻式存储器及相关制作方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种电阻式存储装置及其制作方法，以解决现有问题的电阻式存储器及相关制作方法。

本发明解决技术问题的方案包括：提供一种电阻式存储装置，该电阻式存储装置包括：一基板；一下电极，位于基板上方；一下电阻转态层，位于下电极上；一界面层，位于下电阻转态层与下电极间；一上电阻转态层，位于下电阻转态层上；及一上电极，位于上电阻转态层上。

本发明提供一种电阻式存储装置的制作方法，该制作方法包括：提供一基板；形成一下电极于基板上方；形成一下电阻转态层于下电极上；进行一退火工艺，于下电极和下电阻转态层间形成一界面层；形成一上电阻转态层于下电阻转态层上；及形成一上电极于上电阻转态层上。

通过本发明所提供的电阻式存储装置及其制作方法可使电阻式存储装置具有较少的高电阻及低电阻状态的变动程度，可有效改善电阻式存储器的耐久度。

附图说明

图1为一电阻式存储装置的剖面图。

图2为图1电阻式存储装置的写入与抹除电压的耐久度测试电流和循环次数关系图。

图3为本发明一实施例的电阻式存储装置的剖面图。

图4A～图4C为本发明一实施例电阻式存储装置的转态机制。

图5为本发明一实施例电阻式存储装置的电压电流关系图。

图6为一比较例电阻式存储装置的电压电流关系图。

图7为本发明一实施例的电阻式存储装置施加偏压连续循环100次的电压电流关系图。

图8为本发明一实施例的电阻式存储装置结构在施予直流写入与抹除电压的耐久度测试分布图。

图9为本发明一实施例的电阻式存储装置结构施予交流写入与抹除电压的耐久度测试电流和循环次数关系图。

图10为本发明一实施例的电阻式存储装置的保久度测试曲线图。