[发明专利]电阻式随机存取存储器（RRAM）单元及其形成方法

权利要求书

1.一种包括存储器单元的集成电路，其中，所述存储器单元包括：

下电极，包括一对电极侧壁，其中，所述电极侧壁分别位于所述下电极的相对两侧上，并且所述电极侧壁是凹陷的；

数据存储元件，覆盖所述下电极并且包括一对存储侧壁，其中，所述存储侧壁分别位于所述下电极的相对两侧上，并且，所述电极侧壁与所述存储侧壁横向间隔开并且横向地位于所述存储侧壁之间，所述数据存储元件在所述存储侧壁处具有第一缺陷浓度，并且在偏移所述存储侧壁处具有第二缺陷浓度，所述第二缺陷浓度小于所述第一缺陷浓度，所述电极侧壁具有位于所述数据存储元件从所述第一缺陷浓度至所述第二缺陷浓度转变的位置处的顶边缘，所述电极侧壁还具有位于所述顶边缘的下方且与所述位置处对齐的底边缘；以及

上电极，覆盖所述数据存储元件。

2.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述下电极具有第一宽度，并且，所述数据存储元件具有大于所述第一宽度的第二宽度。

3.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述电极侧壁包括第一电极侧壁和第二电极侧壁，其中，所述数据存储元件在第一方向上从所述第一电极侧壁横向且连续地延伸至所述第二电极侧壁，并且，所述数据存储元件还在所述第一方向上横向并且连续地延伸经过所述第二电极侧壁。

4.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述数据存储元件包括横向地位于所述电极侧壁之间的导电细丝，并且，所述数据存储元件在从所述电极侧壁分别横向地至相邻的存储侧壁之间没有导电细丝。

5.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述下电极包括氮化钽、氮化钛、铂、铱、钌、钨或它们的组合。

6.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述数据存储元件直接接触所述下电极。

7.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述数据存储元件包括高k介电层，并且，所述高k介电层具有大于10的介电常数k。

8.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述存储器单元还包括：

覆盖元件，覆盖所述数据存储元件，其中，所述覆盖元件具有比所述上电极更高的与氧的反应性，并且，所述上电极覆盖所述覆盖元件。

9.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述上电极直接接触所述数据存储元件。

10.一种用于形成包括存储器单元的集成电路的方法，所述方法包括：

在衬底上形成下导电层；

形成覆盖所述下导电层的数据存储层；

形成覆盖所述数据存储层的上导电层；

图案化所述上导电层、所述数据存储层和所述下导电层，以分别形成堆叠在所述衬底上的上电极、数据存储元件和下电极，其中，所述图案化在所述数据存储元件的存储侧壁中形成侧壁缺陷，所述侧壁缺陷具有第一缺陷浓度，并且所述数据存储元件在偏移所述存储侧壁处具有第二缺陷浓度，所述第二缺陷浓度小于所述第一缺陷浓度；以及

对所述下电极实施蚀刻，以使所述下电极的电极侧壁分别相对于相邻的存储侧壁横向地凹进，其中，所述电极侧壁具有位于所述数据存储元件从所述第一缺陷浓度至所述第二缺陷浓度转变的位置处的顶边缘，所述电极侧壁还具有位于所述顶边缘的下方且与所述位置处对齐的底边缘。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述图案化包括：

对所述数据存储层和所述下导电层实施第二蚀刻，以分别形成所述数据存储元件和所述下电极，其中，在完成所述第二蚀刻时，所述存储侧壁分别与所述电极侧壁对齐。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过等离子体蚀刻实施所述第二蚀刻并且所述第二蚀刻在所述存储侧壁中形成所述侧壁缺陷，并且，所述蚀刻通过湿法蚀刻来实施。