[发明专利]电阻式随机存取存储器结构及其形成方法

权利要求书

1.一种电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，包括：

一层间介电层，形成于一基板上，其中该层间介电层为包括氧的介电材料；

一氧扩散阻障层，形成于该层间介电层上；

一底电极层，形成于该氧扩散阻障层上，其中该底电极层包括：

一第一电极层，形成于该氧扩散阻障层上；

一第一富氧层，形成于该第一电极层上；以及

一第二电极层，形成于该第一富氧层上；

一电阻转态层，形成于该底电极层上；以及

一顶电极层，形成于该电阻转态层上。

2.如权利要求1所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，该第一富氧层为金属氧化物、类金属氧化物或金属氮氧化物。

3.如权利要求1所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，该第一富氧层具有一厚度为0.1-5nm。

4.如权利要求1所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，还包括一导电结构，形成于该层间介电层及该氧扩散阻障层之中，该导电结构的顶表面与该氧扩散阻障层的顶表面共平面。

5.如权利要求1所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，还包括一导电结构，形成于该层间介电层及该氧扩散阻障层之中，该导电结构的宽度小于该底电极层的宽度。

6.如权利要求1所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，该氧扩散阻障层为一绝缘材料或一介电材料。

7.如权利要求1所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，还包括一第二富氧层，位于该电阻转态层与该第二电极层之间。

8.如权利要求7所述的电阻式随机存取存储器结构，其特征在于，该第一富氧层及该第二富氧层各自独立包括一层或多层。

9.一种电阻式随机存取存储器结构的形成方法，其特征在于，包括：

形成一层间介电层于一基板上，其中该层间介电层为包括氧的介电材料；

形成一氧扩散阻障层于该层间介电层上；

形成一导电结构于该氧扩散阻障层及该层间介电层之中；

形成一底电极层于该氧扩散阻障层及该导电结构上，其中形成该底电极层包括：

形成一第一电极层于该氧扩散阻障层上；

形成一富氧层于该第一电极层上；以及

形成一第二电极层于该富氧层上；

形成一电阻转态层于该底电极层上；以及

形成一顶电极层于该电阻转态层上。

10.如权利要求9所述的电阻式随机存取存储器结构的形成方法，其特征在于，该富氧层是利用原子层沉积法沉积一氧扩散阻障材料形成于该第一电极层上。

11.如权利要求9所述的电阻式随机存取存储器结构的形成方法，其特征在于，形成该导电结构包括：

在形成该氧扩散阻障层于该层间介电层上之后，图案化该氧扩散阻障层及该层间介电层，以形成一通孔；

将一导电材料填入该通孔中，以形成该导电结构；以及

藉由一平坦化制造工艺移除位于该氧扩散阻障层上的该导电材料，以使该导电结构的顶表面与该氧扩散阻障层的顶表面共平面。

12.如权利要求9所述的电阻式随机存取存储器结构的形成方法，其特征在于，形成该富氧层的方法包括：

通入包括氧的一反应气体，其中该反应气体与该第一电极层中的一金属进行反应，进而形成作为该富氧层的一金属氧化物或金属氮氧化物于该第一电极层上。