本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(resistiverandom?access?memory，rram)單元的側(cè)視圖案結(jié)構(gòu)以及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元(resistive?random?access?memory，rram)具有簡單結(jié)構(gòu)、低工作電壓、高運(yùn)作速度、良好耐久性且與cmos工藝相容等優(yōu)點(diǎn)。rram是可替代傳統(tǒng)的快閃存儲(chǔ)器的最有前景的替代物，以達(dá)到縮小元件尺寸目的。rram正在諸如光盤和非易失性存儲(chǔ)器陣列的各種元件中被廣泛應(yīng)用。

2、rram單元將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在能夠被引發(fā)相變的材料層內(nèi)，rram的物理機(jī)制目前較受到注目的是燈絲理論(filament?theory)。在所有或部分的層內(nèi)，材料可以引發(fā)相變，并在高電阻狀態(tài)和低電阻狀態(tài)之間互相切換。不同的電阻狀態(tài)被檢測后，可以表示為“0”或“1”。在典型的rram單元中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層包括非晶金屬氧化物，在施加足夠的電壓后，電壓可形成跨越過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層的金屬橋，也就形成低電阻狀態(tài)。接著，可以藉由施加高電流密度的脈沖或以其他方式，以分解或融化所有或部分的金屬結(jié)構(gòu)，使金屬橋斷裂，并且恢復(fù)高電阻狀態(tài)。然后當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層迅速冷卻后，將再次從高電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變成低電阻狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(rram)結(jié)構(gòu)，包含一下電極，位于一基底上，一電阻轉(zhuǎn)換層，位于下電極上，以及一上電極，位于電阻轉(zhuǎn)換層上，其中從一剖面圖來看，電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)具有一平坦頂面以及兩傾斜側(cè)壁，且電阻轉(zhuǎn)換層的一最大寬度大于上電極的一最大寬度。

2、本發(fā)明還提供一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(rram)結(jié)構(gòu)的制作方法，包含形成一下電極，位于一基底上，形成一電阻轉(zhuǎn)換層，位于下電極上，以及形成一上電極，位于電阻轉(zhuǎn)換層上，其中從一剖面圖來看，電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)具有一平坦頂面以及兩傾斜側(cè)壁，且電阻轉(zhuǎn)換層的一最大寬度大于上電極的一最大寬度。

3、本發(fā)明提供一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(rram)單元結(jié)構(gòu)以及其制作方法，特征在于將rram單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成上頂面較窄而下方較寬，且下電極的剖面呈現(xiàn)三角形，并且下電極的寬度小于上電極的寬度。這種結(jié)構(gòu)的rram單元在運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生于頂面的電場會(huì)更為集中，因此可加速rram單元運(yùn)行時(shí)的讀取與寫入速率，并提升元件的質(zhì)量。除此之外也在制作過程中，可讓下電極被其他材料完整覆蓋而得到更好的保護(hù)，提高元件的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，包含:

2.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其中該下電極具有三角形或梯形剖面結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其中該電阻轉(zhuǎn)換層包含有多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包含有第一材料層與第二材料層由下而上堆迭。

4.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其中該第一材料層包含氧化鉻、該第二材料層包含氧化鋁。

5.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其中該第一材料層直接接觸該基底與該下電極。

6.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其中該第一材料層的最大寬度與該第二材料層的最大寬度相等。

7.如權(quán)利要求3所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，還包含有兩側(cè)壁子覆蓋在該上電極上，其中該側(cè)壁子的材質(zhì)與該第二材料層相同。

8.如權(quán)利要求7所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其中該側(cè)壁子直接接觸部分該第二材料層。

9.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其中從剖面圖來看，該電阻轉(zhuǎn)換層包含有凸起部分，且該上電極具有平坦頂面以及兩傾斜側(cè)壁，并覆蓋在該電阻轉(zhuǎn)換層的該凸起部分上。

10.如權(quán)利要求1所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其中該下電極的最大寬度小于該電阻轉(zhuǎn)換層的該最大寬度。

11.一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(rram)結(jié)構(gòu)的制作方法，包含:

12.如權(quán)利要求11所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法，其中該下電極具有三角形或梯形剖面結(jié)構(gòu)。

13.如權(quán)利要求11所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法，其中該電阻轉(zhuǎn)換層包含有多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包含有第一材料層與第二材料層由下而上堆迭。

14.如權(quán)利要求13所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法，其中該第一材料層包含氧化鉻、該第二材料層包含氧化鋁。

15.如權(quán)利要求13所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法，其中該第一材料層直接接觸該基底與該下電極。

16.如權(quán)利要求13所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法，其中該第一材料層的最大寬度與該第二材料層的最大寬度相等。

17.如權(quán)利要求13所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法，還包含有兩側(cè)壁子覆蓋在該上電極上，其中該側(cè)壁子的材質(zhì)與該第二材料層相同。

18.如權(quán)利要求17所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法，其中該側(cè)壁子直接接觸部分該第二材料層。

19.如權(quán)利要求11所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法，其中從剖面圖來看，該電阻轉(zhuǎn)換層包含有凸起部分，且該上電極具有平坦頂面以及兩傾斜側(cè)壁，并覆蓋在該電阻轉(zhuǎn)換層的該凸起部分上。

20.如權(quán)利要求11所述的電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制作方法，其中該下電極的最大寬度小于該電阻轉(zhuǎn)換層的該最大寬度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)結(jié)構(gòu)以及其制作方法。該電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)包含一下電極，位于一基底上，一電阻轉(zhuǎn)換層，位于下電極上，以及一上電極，位于電阻轉(zhuǎn)換層上，其中從一剖面圖來看，電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)具有一平坦頂面以及兩傾斜側(cè)壁，且電阻轉(zhuǎn)換層的一最大寬度大于上電極的一最大寬度。

技術(shù)研發(fā)人員：林偉坤,談文毅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：聯(lián)芯集成電路制造（廈門）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2