[发明专利]可变电阻式存储器装置及其形成方法

权利要求书

1.一种可变电阻式存储器(resistive random-access memory,RRAM)装置，包含有：

底电极、电阻材料层、高功函数层、顶电极以及硬掩模依序堆叠于基底上；以及

高功函数侧壁部分，覆盖该顶电极的侧壁，以及该硬掩模的侧壁，因而构成可变电阻式存储器单元。

2.如权利要求1所述的可变电阻式存储器装置，其中该底电极以及该顶电极包含氮化钽或氮化钛。

3.如权利要求1所述的可变电阻式存储器装置，其中该些高功函数侧壁部分直接位于该高功函数层上。

4.如权利要求3所述的可变电阻式存储器装置，其中该些高功函数侧壁部分以及该高功函数层包含相同材料。

5.如权利要求4所述的可变电阻式存储器装置，其中该些高功函数侧壁部分以及该高功函数层包含铱。

6.如权利要求5所述的可变电阻式存储器装置，其中该些高功函数侧壁部分以及该高功函数层为一体成型。

7.如权利要求6所述的可变电阻式存储器装置，其中该些高功函数侧壁部分以及该高功函数层构成U型剖面结构。

8.如权利要求1所述的可变电阻式存储器装置，还包含：

通孔，物理性接触该些高功函数侧壁部分，其中该通孔物理性接触该硬掩模的顶部。

9.如权利要求8所述的可变电阻式存储器装置，其中该通孔穿过该硬掩模的该顶部的至少一部分。

10.如权利要求1所述的可变电阻式存储器装置，还包含：

间隙壁，覆盖该底电极、该电阻材料层以及该高功函数层的侧壁。

11.如权利要求10所述的可变电阻式存储器装置，其中该些间隙壁包含氮化硅间隙壁。

12.如权利要求10所述的可变电阻式存储器装置，其中该些间隙壁的顶部重叠该些高功函数侧壁部分的底部。

13.如权利要求1所述的可变电阻式存储器装置，其中该电阻材料层包含金属氧化层。

14.如权利要求13所述的可变电阻式存储器装置，其中该金属氧化层包含氧化钽或氧化铪。

15.如权利要求1所述的可变电阻式存储器装置，其中该硬掩模包含氧化物硬掩模。

16.一种形成可变电阻式存储器装置的方法，包含有：

依序沉积底电极层、电阻层、高功函数材料层、顶电极层以及硬掩模层于基底上；

图案化该硬掩模层以及该顶电极层，以形成顶电极以及硬掩模，并暴露出该高功函数材料层；

图案化该高功函数材料层，以形成高功函数层，以及形成高功函数侧壁部分覆盖该顶电极的侧壁以及该硬掩模的侧壁；以及

图案化该电阻层以及该底电极层，以形成电阻材料层以及底电极，因而构成可变电阻式存储器单元。

17.如权利要求16所述的形成可变电阻式存储器装置的方法，其中以原位(in-situ)图案化该硬掩模层、该顶电极层、该高功函数材料层、该电阻层以及该底电极层。

18.如权利要求16所述的形成可变电阻式存储器装置的方法，其中在图案化该高功函数材料层时，再溅镀(re-sputtering)该高功函数材料层，以形成该些高功函数侧壁部分。

19.如权利要求16所述的形成可变电阻式存储器装置的方法，还包含：

形成间隙壁，覆盖该底电极、该电阻材料层以及该高功函数层的侧壁。

20.如权利要求16所述的形成可变电阻式存储器装置的方法，其中该些高功函数侧壁部分以及该高功函数层包含铱。