电阻式随机存取存储器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种电阻式随机存取存储器(Resistive Random AccessMemory，简称RRAM)，且特别是有关于一种具有透明导电氧化物层的电阻式随机存取存储器。
【背景技术】
[0002]电阻式随机存取存储器一般是由上电极(Top Electrode，简称TE)、下电极(Bottom electrode,简称BE)及介于其间的转变金属氧化物(Transit1n Metal Oxides,简称ΤΜ0)所构成，并可通过上导线与下导线连接出去。由于电阻式随机存取存储器内的导电路径是通过氧空缺(oxygen vacancy)来控制低电阻态(low resistance state,简称LRS)，所以易受温度影响的氧离子扩散，将成为电阻式随机存取存储器的热稳定控制的重要关键。譬如目前所使用的钛/氧化铪(Ti/Hf02)型电阻式随机存取存储器，在高温时往往难以保持在低电阻状态，造成所谓「高温数据保持能力(high-temperature dataretent1n,简称HTDR)」的劣化。
[0003]因此，目前已有数种针对降低氧离子扩散入转变金属氧化物的技术，譬如将设置(Set)功率增加，但是将影响重置(Reset)的良率。另外也有在电极与转变金属氧化物之间使用极薄的绝缘氧化物来阻挡氧离子扩散的技术，但是这样的方式不但需要精确的制程控制，还可能对存储器整体的导电性造成冲击。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种电阻式随机存取存储器，能达到抑制氧离子扩散并具有导电特性的效果。
[0005]本发明另提供一种电阻式随机存取存储器，能达到抑制氧离子扩散并具有透明导电特性的效果。
[0006]本发明的一种电阻式随机存取存储器，包括上电极、下电极以及介于上、下电极之间的转变金属氧化物层。上述电阻式随机存取存储器还包括位于上电极上方的金属盖层以及位于所述金属盖层与上电极之间的透明导电氧化物层。
[0007]在本发明的第一实施例中，上述透明导电氧化物层的厚度在0.5nm?50nm之间。
[0008]本发明的另一种电阻式随机存取存储器，包括上电极、下电极、介于上、下电极之间的转变金属氧化物层以及位于上电极上方并与其直接接触的金属盖层。
[0009]在本发明的第二实施例中，上述透明导电氧化物层的厚度在0.5nm?250nm之间。
[0010]在本发明的各个实施例中，上述透明导电氧化物层的材料包括铟锡氧化物(Indium tin oxide,简称 ΙΤ0)、铟锋氧化物(Indium zinc oxide,简称 ΙΖ0)、铟嫁锋氧化物(Indium gallium zinc oxide,简称 IGZ0)、氟锡氧化物(Fluorinated tin oxide,简称FT0)、招锋氧化物(Aluminum zinc oxide,简称ΑΖ0)或铟|丐氧化物(Calcium oxideindium,简称 ICO)。[0011 ] 在本发明的各个实施例中，上述下电极的材料包括金属、合金或透明导电氧化物。
[0012]在本发明的各个实施例中，上述电阻式随机存取存储器还可在下电极与转变金属氧化物层之间设置另一透明导电氧化物层。这层透明导电氧化物层的材料包括铟锡氧化物(ΙΤ0)、铟锌氧化物(ΙΖ0)、铟镓锌氧化物(IGZ0)、氟锡氧化物(FT0)、铝锌氧化物(ΑΖ0)或铟钙氧化物(ICO)。
[0013]基于上述，本发明通过在上电极上方设置透明导电氧化物层，能达到抑制氧离子扩散并具有导电特性的效果。而且透明导电氧化物层的厚度如控制得宜，也能提高透光率，使电阻式随机存取存储器能运用紫外线(ultrav1let,简称UV)抹除技术。
[0014]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0015]图1是依照本发明的第一实施例的一种电阻式随机存取存储器的剖面示意图；
[0016]图2是依照本发明的第二实施例的一种电阻式随机存取存储器的剖面示意图；
[0017]图3是第一实施例的电阻式随机存取存储器的另一变形例的剖面示意图；
[0018]图4是第二实施例的电阻式随机存取存储器的另一变形例的剖面示意图；
[0019]图5是第一实施例的电阻式随机存取存储器的又一变形例的剖面示意图；
[0020]图6是第二实施例的电阻式随机存取存储器的又一变形例的剖面示意图。
[0021]附图标记说明:
[0022]100:基板；
[0023]102、300、400:下电极；
[0024]104:上电极；
[0025]106:转变金属氧化物层；
[0026]108:金属盖层；
[0027]110、200、500、600:透明导电氧化物层；
[0028]tl、t2:厚度。
【具体实施方式】
[0029]本文中请参照附图，以便更加充分地体会本发明的概念，随附图中显示本发明的实施例。但是，本发明还可采用许多不同形式来实践，且不应将其解释为限于下面所述的实施例。实际上，提供实施例仅为使本发明更加详尽且完整，并将本发明的范畴完全传达至本技术领域技术人员。
[0030]在附图中，为明确起见可能将各层以及区域的尺寸以及相对尺寸作夸张的描绘。
[0031]图1是依照本发明的第一实施例的一种电阻式随机存取存储器的剖面示意图。
[0032]在图1中，基板100上的电阻式随机存取存储器包括下电极102、上电极104以及介于上电极104和下电极102之间的转变金属氧化物(ΤΜ0)层106。而在上电极104上方有金属盖层108以及位在金属盖层108与上电极104之间的透明导电氧化物(TransparentConductive Oxide，简称TC0)层110，用以抑制氧离子扩散，且因为透明导电氧化物层110的材料例如为铟锡氧化物(ΙΤ0)、铟锌氧化物(ΙΖ0)、铟镓锌氧化物(IGZ0)、氟锡氧化物(FTO)、铝锌氧化物(AZ0)、铟钙氧化物(ICO)等透明且能导电的材料，所以透明导电氧化物层110在阻挡氧离子扩散的同时还能确保电性传导。上述透明导电氧化物层110的厚度tl例如在0.5nm?50nm之间。至于下电极102与上电极104的材料例如是金属或合金；举例来说，下电极102与上电极104可独立地选自由钛(Ti)、钽(Ta)、镍(Ni)、铜(Cu)、钨(W)、铪(Hf)、锆(Zr)、铌(Nb)、钇(Y)、锌(Zn)、钴(Co)、铝(A1)、硅(Si)、锗(Ge)及其合金所组成的族群中的至少一种材料。金属盖层108的材料则例如是氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、氮化钨(WN)、TiAIN、TaAIN、W、多晶硅(Poly-Si)、Al、TiSiN、钼(Pt)、铱(Ir)、金(Au)、钌(Ru)或其他合适的导线材料，以改进上电极104的导电率。
[0033]图2是依照本发明的第二实施例的一种电阻式随机存取存储器的剖面示意图，并在其中使用与第一实施例相同的附图标记来表示相同的构件。
[0034]请参照图2，第二实施例的电阻式随机存取存储器中除了上电极104和下电极102与转变金属氧化物层1