电阻式存储器及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明有关于电阻式存储器及其制造方法，且特别是有关于一种具有设于电极对 之间的接触插塞的电阻式存储器及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来可携式电子产品的流行（例如移动电话、数码相机、笔记本电脑等）促使存 储器的使用量大增。一般而言，存储器元件通常可分为两大类，即易失性存储器与非易失性 存储器（non-volatilememory)两种。易失性存储器是指存储器内的数据需依赖持续性地 电源供应才能维持和保存，而非易失性存储器即使电源中断，仍可保持存储器内部的数据。 而在各种非易失性存储器中，一般皆使用可快速写入与抹除的快闪存储器（flashRAM)。
[0003] 然而，快闪存储器中每个存储区块仅可以被抹除一定次数。当一存储区块的抹除 次数超过一临界值时，该存储区块将无法被正确地写入，并且由该存储区块读取出数据时 将可能发生错误。且随着元件不断的缩小，快闪存储器也逐渐面临到过大的写入电压、过长 的写入时间与栅极过薄而导致存储时间缩短的困境。
[0004] 为了克服前述缺点，各方不断努力于开发新的非易失性存储器来取代快闪存储 器，其中电阻式存储器（resistiverandomaccessmemory,RRAM)为目前业界所研发出的 众多新颖存储器之一，其利用可变电阻的原理来制作非易失性存储器，具有写入抹除时间 短、操作电压及电流低、存储时间长、多状态存储、结构简单、简化的写入与读出方式及所需 面积小等优点，是一种极有潜力的产品，受到各界的重视。因此，而如何更进一步缩小电阻 式存储器中元件的面积并增加存储器的容量，更是目前业界亟须发展的目标。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是：提供一种电阻式存储器及其制造方法，以解决现有 技术中非易失性存储器所存在的缺陷。
[0006] 本发明解决上述技术问题的方案包括：提供一种电阻式存储器，包括一基底；一 堆叠，此堆叠包括第一绝缘层、第一电极、及第二绝缘层；电阻转态层，顺应性覆盖于堆叠与 基底上；多个第二电极对，上述第二电极对各具有两个第二电极，分别顺应性覆盖于电阻转 态层的相反侧壁及相反边的基底上；第一接触插塞，设于多个第二电极对之间且电连接第 一电极；以及多个第二接触插塞，分别电连接上述各第二电极。
[0007] 本发明还提供一种电阻式存储器的制造方法，包括：提供一基底；形成一堆叠于 基底上，堆叠包括第一绝缘层、第一电极及第二绝缘层；形成一电阻转态层，此电阻转态层 顺应性覆盖于堆叠与基底上；形成多个第二电极对，上述第二电极对各具有两个第二电极， 分别顺应性覆盖于电阻转态层的相反侧壁及相反边的基底上；形成第一接触插塞于多个第 二电极对之间，此第一接触插塞电连接第一电极；以及形成多个第二接触插塞，上述第二接 触插塞分别电连接上述各第二电极。
[0008] 由于本发明的第一接触插塞设于多个第二电极对之间，其并不需要占据堆叠以外 的面积，故可减少存储器元件所占的空间，更进一步微小化此存储器元件并增加此电阻式 存储器的容量。另外，本发明与一般电阻式存储器工艺一样，皆使用三道图案化工艺步骤， 故本发明的制造方法并未增加额外的工艺成本，即可达到增加存储器容量的目的。
[0009]为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施 例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
[0010] 图1是根据本发明实施例的电阻式存储器的立体图；
[0011] 图2、3、4A、4B、5A、5B、6、7是根据本发明实施例所绘制的电阻式存储器于各工艺 阶段的剖面图或立体图。
[0012] 主要元件标号说明
【主权项】
1. 一种电阻式存储器，其特征在于，所述电阻式存储器包括： 一基底； 一堆叠，包括： 一第一绝缘层，设于该基底上； 一第一电极，设于该第一绝缘层上；及 一第二绝缘层，设于该第一电极上； 一电阻转态层，顺应性覆盖于该堆叠与该基底上； 多个第二电极对，上述第二电极对各具有两个第二电极，分别顺应性覆盖于该电阻转 态层的相反侧壁及相反边的该基底上； 一第一接触插塞，设于该多个第二电极对之间且电连接该第一电极；以及 多个第二接触插塞，分别电连接上述各第二电极。
2. 根据权利要求1所述的电阻式存储器，其特征在于，该第一电极及该第二电极的材 质各自独立地包括TaN、TiN、TiAIN、TiW、Ag、Cu、AlCu、Pt、W、Ru、Al、Ni或上述的组合。
3. 根据权利要求I所述的电阻式存储器，其特征在于，该电阻转态层的材质包括Al、 Hf、Cr、Cu、Ti、Co、Zn、Mo、Nb、Fe、Ni、W、Pb、Ta、La、Zr的氧化物、PrCaMn03、SrTi03、SrZr03、 或上述的组合。
4. 根据权利要求I所述的电阻式存储器，其特征在于，该第一电极、该第二电极及该电 阻转态层的厚度分别为Inm至50nm。
5. 根据权利要求1所述的电阻式存储器，其特征在于，该第一接触插塞及该第二接触 插塞各自独立地包括Cu、Al或W。
6. 根据权利要求1所述的电阻式存储器，其特征在于，该第一接触插塞贯穿该第一电 极并接触该第一绝缘层的上表面。
7. 根据权利要求1所述的电阻式存储器，其特征在于，该第一接触插塞贯穿该第一绝 缘层并接触该基底的上表面。
8. -种电阻式存储器的制造方法，其特征在于，所述电阻式存储器的制造方法包括： 提供一基底； 形成一堆叠于该基底上，该堆叠包括： 一第一绝缘层，设于该基底上； 一第一电极，设于该第一绝缘层上；及 一第二绝缘层，设于该第一电极上； 形成一电阻转态层，该电阻转态层顺应性覆盖于该堆叠与该基底上； 形成多个第二电极对，上述第二电极对各具有两个第二电极，分别顺应性覆盖于该电 阻转态层的相反侧壁及相反边的该基底上； 形成一第一接触插塞于该多个第二电极对之间，该第一接触插塞电连接该第一电极； 以及 形成多个第二接触插塞，上述第二接触插塞分别电连接上述各第二电极。
9. 根据权利要求8所述的电阻式存储器的制造方法，其特征在于，该第一电极及该第 二电极的材质各自独立地包括TaN、TiN、TiAIN、TiW、Ag、Cu、AlCu、Pt、W、Ru、Al、Ni或上述 的组合。
10. 根据权利要求8所述的电阻式存储器的制造方法，其特征在于，该电阻转态层的 材质包括Al、Hf、Cr、Cu、Ti、Co、Zn、Mo、Nb、Fe、Ni、W、Pb、Ta、La、Zr的氧化物、PrCaMn03、 51'1103、5拉1'03、或上述的组合。
11. 根据权利要求8所述的电阻式存储器的制造方法，其特征在于，该第一电极、该第 二电极及该电阻转态层的厚度分别为Inm至50nm。
12. 根据权利要求8所述的电阻式存储器的制造方法，其特征在于，该第一接触插塞及 该第二接触插塞各自独立地包括Cu、Al或W。
【专利摘要】本发明提供一种电阻式存储器及其制造方法，该存储器包括一基底；一堆叠，该堆叠包括第一绝缘层、第一电极、及第二绝缘层；电阻转态层，顺应性覆盖于该堆叠与该基底上；多个第二电极对，上述第二电极对各具有两个第二电极，分别顺应性覆盖于电阻转态层的相反侧壁及相反边的基底上；第一接触插塞，设于多个第二电极对之间且电连接第一电极；以及多个第二接触插塞，分别电连接上述各第二电极。通过本发明可缩小电阻式存储器中元件的面积并增加存储器的容量。
【IPC分类】H01L27-24, H01L45-00
【公开号】CN104733608
【申请号】CN201310699111
【发明人】蔡耀庭
【申请人】华邦电子股份有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月18日