[发明专利]可变电阻式存储器及形成方法

说明书

本发明公开一种可变电阻式存储器及形成方法。该可变电阻式存储器包含有下述步骤。首先，形成一第一介电层于一第一电极层上。接着，形成一第二介电层于第一介电层上，其中第二介电层包含一第一凹槽。接续，形成间隙壁于第一凹槽的侧壁。而后，移除此些间隙壁暴露出的部分第一介电层，因而在第一介电层中形成一第二凹槽。其后，填入一电阻材料于第二凹槽中。然后，移除第二介电层以及此些间隙壁。之后，形成一第二电极层于电阻材料以及第一介电层上。另外，本发明更提供一种以此方法形成的可变电阻式存储器。

技术领域

本发明涉及一种可变电阻式存储器及形成方法，且特别是涉及一种应用间隙壁定义电阻材料尺寸的可变电阻式存储器及形成方法。

背景技术

由于非挥发性存储器具有数据在断电后也不会消失的优点，因此许多电器产品中必须具备此类存储器，以维持电器产品开机时的正常操作。目前，业界积极发展的一种非挥发性存储器元件是电阻式随机存取存储器(resistive random access memory，RRAM)，其具有写入操作电压低、写入抹除时间短、存储时间长、非破坏性读取、多状态存储、结构简单以及所需面积小等优点，因此在未来将可成为个人电脑和电子设备所广泛采用的非挥发性存储器元件之一。

在集成电路(IC)元件中，电阻式随机存取存储器(以下简称RRAM)为用于下一世代非挥发式存储器元件的一合并技术。电阻式随机存取存储器为一种存储器结构，其包括一电阻式随机存取存储器单元阵列，每一个电阻式随机存取存储器单元利用电阻值而非电荷来存储一位线的数据。特别地，每一个电阻式随机存取存储器单元包括一电阻材料层，可调整其电阻值来表示逻辑“0”或逻辑“1”。

优化电阻式随机存取存储器单元阵列的方法之一即是将其尺寸越做越小，然而碍于制作工艺限制，电阻式随机存取存储器单元阵列的尺寸在现今制作工艺中已达到物理极限，因此如何能再改良电阻式随机存取存储器单元阵列已成为业界一大挑战。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可变电阻式存储器及形成方法，其以间隙壁定义电阻材料的位置以及尺寸，以使电阻材料小于临界尺寸，进而微缩形成的可变电阻式存储器。

为达上述目的，本发明提供一种形成可变电阻式存储器的方法，包含有下述步骤。首先，形成一第一介电层于一第一电极层上。接着，形成一第二介电层于第一介电层上，其中第二介电层包含一第一凹槽。接续，形成间隙壁于第一凹槽的侧壁。而后，移除此些间隙壁暴露出的部分第一介电层，因而在第一介电层中形成一第二凹槽。其后，填入一电阻材料于第二凹槽中。然后，移除第二介电层以及此些间隙壁。之后，形成一第二电极层于电阻材料以及第一介电层上。

本发明提供一种可变电阻式存储器，包含有一第一电极层、一介电层、一电阻材料以及一第二电极层。介电层设置于第一电极层上，其中介电层具有一第二凹槽。电阻材料设置于第二凹槽中。第二电极层设置于电阻材料上。

基于上述，本发明提出一种可变电阻式存储器及形成方法，其通过形成间隙壁于一第一凹槽的侧壁，以缩小后续以自对准的方法形成于下方的一第二凹槽的一宽度，进而缩小形成于第二凹槽中的一电阻材料尺寸，如此微缩可变电阻式存储器，优化可变电阻式存储器的性能。

附图说明

图1-图9为本发明较佳实施例形成可变电阻式存储器的方法剖面示意图；

图10为本发明较佳实施例的可变电阻式存储器的结构剖面示意图。

主要元件符号说明

100 可变电阻式存储器 110 介电层

112 第一金属 112a 第一金属

120 第一电极层 120a 第一电极层