[发明专利]电阻式随机存取存储器结构及其形成方法

说明书

本发明提供一种电阻式随机存取存储器结构及其形成方法。此电阻式随机存取存储器结构包括：层间介电层，形成于基板上，其中层间介电层为包括氧的介电材料；氧扩散阻障层，形成于层间介电层上；底电极层，形成于氧扩散阻障层上。底电极层包括：第一电极层，形成于氧扩散阻障层上；第一富氧层，形成于第一电极层上；以及第二电极层，形成于第一富氧层上。此电阻式随机存取存储器结构亦包括：电阻转态层，形成于底电极层上；以及顶电极层，形成于电阻转态层上。本发明的氧扩散阻障层能够阻挡从层间介电层扩散进入第一电极层的氧，从而可改善电阻不均与转换不均的问题，进而提升产品的良率及信赖性。

技术领域

本发明是有关于一种存储器装置，且特别是有关于一种电阻式随机存取存储器结构及其形成方法。

背景技术

电阻式随机存取存储器(resistive random access memory,RRAM)具有结构简单、面积小、操作电压小、操作速度快、存储时间长、多状态存储、及耗功率低等优点。因此电阻式随机存取存储器极有潜力取代目前的快闪式存储器，成为下世代的非易失性存储器主流。

对存储器产业的业者而言，为了进一步提升电阻式随机存取存储器的良率及信赖性，仍有需要对电阻式随机存取存储器进行改良。

发明内容

本发明提供一种电阻式随机存取存储器结构及其形成方法，以提升电阻式随机存取存储器的良率及信赖性。

本发明的一实施例提供一种电阻式随机存取存储器结构，包括：层间介电层，形成于基板上，其中层间介电层为包括氧的介电材料；氧扩散阻障层，形成于层间介电层上；底电极层，形成于氧扩散阻障层上。底电极层包括：第一电极层，形成于氧扩散阻障层上；第一富氧层，形成于第一电极层上；以及第二电极层，形成于第一富氧层上。此电阻式随机存取存储器结构亦包括：电阻转态层，形成于底电极层上；以及顶电极层，形成于电阻转态层上。

本发明的另一实施例提供一种电阻式随机存取存储器结构的形成方法，包括：形成层间介电层于基板上，其中层间介电层为包括氧的介电材料；形成氧扩散阻障层于层间介电层上；形成导电结构于氧扩散阻障层及层间介电层之中；形成底电极层于氧扩散阻障层及导电结构上。形成底电极层包括：形成第一电极层于氧扩散阻障层上；形成富氧层于第一电极层上；以及形成第二电极层于富氧层上。此方法亦包括形成电阻转态层于底电极层上；以及形成顶电极层于电阻转态层上。

本发明的电阻式随机存取存储器结构及其形成方法，第一电极层形成于氧扩散阻障层上，并未与层间介电层直接接触，能够阻挡从层间介电层扩散进入第一电极层的氧。因此，可改善电阻不均与转换不均的问题，进而提升最终产品的良率及信赖性。

附图说明

图1绘示本发明一实施例的电阻式随机存取存储器结构的剖面示意图。

图2绘示本发明另一实施例的电阻式随机存取存储器结构的剖面示意图。

图3绘示本发明另一实施例的电阻式随机存取存储器结构的剖面示意图。

符号说明：

100a、100b、100c～电阻式随机存取存储器结构

102～基板

104～层间介电层

106～氧扩散阻障层

108～导电结构

110～底电极层

112～第一电极层

114～第一富氧层

114a、114b～第一富氧层

116～第二电极层

120～电阻转态层