[发明专利]可变电阻式存储器装置及其形成方法

说明书

本发明公开一种可变电阻式存储器装置及其形成方法，其中该可变电阻式存储器(resistive random‑access memory,RRAM)装置，包含有一底电极、一电阻材料层、一高功函数层、一顶电极、一硬掩模以及高功函数侧壁部分。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一基底上。高功函数侧壁部分覆盖顶电极的侧壁，以及硬掩模的侧壁，因而构成一可变电阻式存储器单元。

技术领域

本发明涉及一种可变电阻式存储器装置及其形成方法，且特别是涉及一种应用高功函数侧壁部分的可变电阻式存储器装置及其形成方法。

背景技术

在半导体制作工艺的电路中，最基本的可变电阻式存储器是由上下两层金属电极以及中间一层过渡金属氧化物(Transition metal oxide,TMO)所组成，主要的操作原理是利用过渡金属氧化物的阻值，会随着所加偏压改变而产生不同的阻值，而如何辨别内部存储的值，则由内部的阻值高低来做分别。

发明内容

本发明提供一种可变电阻式存储器装置及其形成方法，其形成高功函数侧壁部分位于顶电极的侧壁以及硬掩模的侧壁，以直接连接上方的通孔，且能防止断路。

本发明提出一种可变电阻式存储器(resistive random-access memory,RRAM)装置，包含有一底电极、一电阻材料层、一高功函数层、一顶电极、一硬掩模以及高功函数侧壁部分。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一基底上。高功函数侧壁部分覆盖顶电极的侧壁，以及硬掩模的侧壁，因而构成一可变电阻式存储器单元。

本发明提出一种形成可变电阻式存储器装置的方法，包含有下述步骤。首先，依序沉积一底电极层、一电阻层、一高功函数材料层、一顶电极层以及一硬掩模层于一基底上。之后，图案化硬掩模层以及顶电极层，以形成一顶电极以及一硬掩模，并暴露出高功函数材料层。接续，图案化高功函数材料层，以形成一高功函数层，以及形成高功函数侧壁部分覆盖顶电极的侧壁以及硬掩模的侧壁。而后，图案化电阻层以及底电极层，以形成一电阻材料层以及一底电极，因而构成一可变电阻式存储器单元。

基于上述，本发明提供一种可变电阻式存储器装置及其形成方法，其依序堆叠一底电极、一电阻材料层、一高功函数层、一顶电极以及一硬掩模于一基底上，并形成高功函数侧壁部分位于顶电极的侧壁以及硬掩模的侧壁，因此本发明在硬掩模上方的一通孔未能直接接触顶电极时，可经由通孔物理性接触高功函数侧壁部分而防止断路发生。

附图说明

图1为本发明优选实施例中形成可变电阻式存储器装置的方法的剖面示意图；

图2为本发明优选实施例中形成可变电阻式存储器装置的方法的剖面示意图；

图3为本发明优选实施例中形成可变电阻式存储器装置的方法的剖面示意图；

图4为本发明优选实施例中形成可变电阻式存储器装置的方法的剖面示意图；

图5为本发明优选实施例中形成可变电阻式存储器装置的方法的剖面示意图；

图6为本发明优选实施例中形成可变电阻式存储器装置的方法的剖面示意图。

图7为本发明优选实施例中形成可变电阻式存储器装置的方法的剖面示意图；

图8为本发明另一优选实施例中可变电阻式存储器装置的剖面示意图。

主要元件符号说明

10：导电结构

110：介电层

120：底电极层

120a：底电极

130：电阻层

130a：电阻材料层