[发明专利]电阻式存储器及其制造方法

说明书

本发明提供一种电阻式存储器及其制造方法，所述电阻式存储器包括：第一电极、第二电极、可变电阻层、氧交换层、以及保护层。第一电极与第二电极相对设置。可变电阻层配置于第一电极与第二电极之间。氧交换层配置于可变电阻层与第二电极之间。保护层至少配置于氧交换层的侧壁上。本发明提供的电阻式存储器及其制造方法，其可保护存储器单元的侧壁，以避免重置失败，进而提升高温数据保持能力。

技术领域

本发明涉及一种存储器及其制造方法，尤其涉及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 AccessMemory，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、高密度以及相容于互补式金属氧化物半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺技术的潜在优势，因此非常适合作为下一世代的非挥发性存储器元件。

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介电层。当对现行的电阻式存储器进行操作前，首先需进行形成(forming)的程序，对电阻式存储器施加较高的正偏压，使得介电层中产生氧空缺(oxygen vacancy)或氧离子(oxygen ion)而形成导电灯丝(filament)。在进行重置(reset)操作时，对电阻式存储器施加负偏压，使得导电灯丝断开。此时，邻近上电极处的氧空缺被重新填满(或者氧离子脱离电流路径)，使得灯丝在邻近上电极处断开。另一方面，当对现行的电阻式存储器进行设定(set)操作时，对电阻式存储器施加正偏压，使得介电层中再次产生氧空缺或氧离子以重新形成导电灯丝。

由于现有的RRAM的工艺是通过蚀刻工艺来定义出存储器单元(cell)，在蚀刻工艺中的等离子步骤或是湿式清洁步骤中，容易在存储器单元的侧壁上形成悬浮键(danglingbond)。在进行重置的过程中，上述悬浮键会与氧空缺或氧离子结合，进而导致重置失败(reset failure)。因此，如何提供一种电阻式存储器及其制造方法，其可保护存储器单元的侧壁，以避免重置失败，进而提升高温数据保持能力(High-temperature dataretention，HTDR)将成为重要的一门课题。

发明内容

本发明提供一种电阻式存储器及其制造方法，其可保护存储器单元的侧壁，以避免重置失败，进而提升高温数据保持能力。

本发明提供一种电阻式存储器包括：第一电极、第二电极、可变电阻层、氧交换层、以及保护层。第一电极与第二电极相对设置。可变电阻层配置于第一电极与第二电极之间。氧交换层配置于可变电阻层与第二电极之间。保护层至少配置于氧交换层的侧壁上。

本发明提供一种电阻式存储器的制造方法，其步骤如下。形成相对配置的第一电极与第二电极。形成可变电阻层于第一电极与第二电极之间。形成氧交换层于可变电阻层与第二电极之间。形成保护层，其至少覆盖氧交换层的侧壁。

基于上述，本发明通过将氧交换层填入第一介电层中的开口中，使得蚀刻工艺中的等离子步骤或是湿式清洁步骤不会损害氧交换层的侧壁，进而改善氧交换层的侧壁的平整度。另外，本发明通过具有高介电常数的保护层覆盖氧交换层的侧壁，其不仅能保护氧交换层的侧壁，还能用以提供氧至氧交换层，并将灯丝局限在氧交换层的中心，以增加电流密度，进而提升高温数据保持能力。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1I是本发明的一实施例的电阻式存储器的制造流程的剖面示意图。

附图标记说明：

10：开口；

100：电阻式存储器；