可利用湿刻蚀法或等离子体灰化法等光阻剥除方式，移除第一光阻图案238。
[0068]然后，可对如图9所示的具有氮原子220掺质的上述电阻转态材料层210a进行例如快速高温退火工艺法的一退火工艺，以活化氮原子220掺质的分布及修复上述电阻转态材料层210a的晶格损伤。进行上述退火工艺之后，氮原子220掺质会扩散占据部分氧空缺222。因此，进行上述退火工艺之后的上述电阻转态材料层210a会具有较少的氧空缺222。
[0069]进行上述退火工艺之后，可利用湿刻蚀法，以稀释氢氟酸作为刻蚀剂，移除如图9所示的上述绝缘层236。
[0070]接着，请再参考图6，可利用电子束真空蒸镀或溅镀法等沉积方式，于上述电阻转态材料层210a上形成一第二电极材料层212a。如图6所示，上述电阻转态材料层210a可包括彼此相邻的第一区域232和第二区域234。第一区域232为用以形成导电丝的氧空缺222的分布区域。因此，在本发明一些实施例中，第一区域232大体上位于上述电阻转态材料层210a的中间部分。第二区域234为氮原子220掺质的分布区域，第二区域234围绕第一区域232。
[0071]接着，再利用图7和图1的工艺来定义金属-绝缘体-金属(M頂)叠层250a，并于金属-绝缘体-金属叠层250a上形成层间介电层218及穿过层间介电层218的第二电极接触插塞216。上述金属-绝缘体-金属叠层250a、层间介电层218、第二电极接触插塞216的形成方式和材质可参考前面的相关叙述。经过上述工艺之后，完成RRAM装置500a。
[0072]另外，将利用图2?图5、图10?图11进一步说明RRAM装置500b的制造方法。图10?图11显示图2所示的RRAM装置500b的有关形成阻障层224的中间工艺步骤的剖面示意图。阻障层224具有防止位于电阻转态层210内的氧原子扩散进入第二电极(顶电极)212的功能。上述图式中的各元件如有与图1、图6?图8所示相同或相似的部分，则可参考前面的相关叙述，在此不做重复说明。
[0073]首先，于图3所示的半导体基板200的电路202上形成第一电极接触插塞206、第一电极材料层208a及电阻转态材料层210a之后，进行如图4所示的光刻工艺，于电阻转态材料层210a上形成一第一光阻图案226。接着，进行如图5所示的掺杂工艺229。之后，可对如图5所示的具有氮原子220掺质的上述电阻转态材料层210a进行一退火工艺。接着，请参考图10，可利用电子束真空蒸镀或溅镀法等沉积方式，于上述电阻转态材料层210a上形成一阻障材料层224a。
[0074]接着，请再参考图10，可利用电子束真空蒸镀或溅镀法等沉积方式，于上述阻障材料层224a上形成一第二电极材料层212a。如图10所示，上述电阻转态材料层210a可包括彼此相邻的第一区域232和第二区域234，第一区域232大体上位于上述电阻转态材料层210a的中间部分，第二区域234围绕第一区域232。
[0075]接着，利用图11和图2说明定义金属-绝缘体-金属叠层250b及RRAM装置500b的形成方式。如图11所示，接着，可进行一涂布工艺，于上述第二电极材料层212a上形成一第二光阻材料(图未显示)。然后，利用进行前述氮原子掺杂工艺(图5)的上述遮罩228，进行一光刻工艺，将遮罩228的图案转移至上述第二光阻材料，以于上述第二电极材料层212a形成一第二光阻图案230，上述第二光阻图案230覆盖部分第二电极材料层212a，以定义后续形成的第二电极212、阻障层224、电阻转态层210和第一电极208面积和形成位置。电阻转态材料层210a的第一区域232和部分第二区域234被上述第二光阻图案230覆盖。
[0076]之后，请再参考图2，利用图11所示的上述第二光阻图案230作为一遮罩，进行一刻蚀工艺，移除未被上述第二光阻图案230覆盖的上述第二电极材料层212a、阻障材料层224a、电阻转态材料层210a和第一电极材料层208a,以形成图案化的第二电极212、阻障层224、电阻转态层210和第一电极208。第一电极208、电阻转态层210、阻障层224和第二电极212可共同构成一金属-绝缘体-金属叠层250b。在本发明一些实施例中，金属-绝缘体-金属叠层250b中的第一区域232位于第一电极接触插塞206的正上方。S卩，电阻转态层210的第一区域232与第一电极接触插塞206沿一上视方向完全重叠。另外，阻障层224位于电阻转态层210和第二(顶)电极212之间。进行上述刻蚀工艺之后，可利用湿刻蚀法或等离子体灰化法等光阻剥除方式，移除图11所示的上述第二光阻图案230。
[0077]之后，请再参考图2，可利用原子层沉积法、化学气相沉积法的薄膜沉积方式，于上述金属-绝缘体-金属叠层250b上顺应性形成一阻障衬垫层214。在本发明一些实施例中，阻障衬垫层214延伸至未被金属-绝缘体-金属叠层250b覆盖的上述层间介电层204的顶面205上。本发明一些实施例中，阻障衬垫层214的材质可包括氮化硅。
[0078]之后，请再参考图2，可再利用化学气相沉积法或等离子体增强型化学气相沉积法，全面性沉积一层间介电层218。在本发明一些实施例中，层间介电层218覆盖上述金属-绝缘体-金属叠层250b。然后，可利用例如包括光刻法和非等向性刻蚀法的一图案化工艺，于层间介电层218及阻障衬垫层214中形成一开口，定义出第二电极接触插塞216的形成位置，且使部分第二电极212从上述开口暴露出来。接着，可利用化学气相沉积法，于开口侧壁沉积例如钛或氮化钛的阻障层，再于开口中填入例如钨的导电材料，再进行例如化学机械研磨法的平坦化工艺，以移除层间介电层218的顶面217上方多余的导电材料，以于开口中形成第二电极接触插塞216。第二电极接触插塞216位于金属-绝缘体-金属叠层250b的第一区域232的正上方。即，第二电极接触插塞216与电阻转态层210的第一区域232沿一上视方向完全重叠。经过上述工艺之后，完成本发明一实施例的RRAM装置500b。
[0079]另外，将利用图2?图3、图8?图9、图10?图11进一步说明本发明实施例的RRAM装置500b的另一制造方法，其于中间工艺会形成绝缘层236，其可帮助控制后续掺杂工艺的掺质注入深度。图8?图9显示图1所示的电阻式非易失性存储器装置500b的有关形成绝缘层236中间工艺步骤的剖面示意图。另外，图10?图11显示图2所示的电阻式非易失性存储器装置500b的有关形成阻障层224的中间工艺步骤的剖面示意图。上述图式中的各元件如有与图1、图6?图7所示相同或相似的部分，则可参考前面的相关叙述，在此不做重复说明。
[0080]首先，于图3所示的半导体基板200的电路202上形成第一电极接触插塞206、第一电极材料层208a及电阻转态材料层210a。第一电极接触插塞206、第一电极材料层208a及电阻转态材料层210a的材质和形成方式可参考前面的相关叙述，在此不做重复说明。接着，如图8所示，于电阻转态材料层210a上形成一绝缘层236。绝缘层236的材质和形成方式可参考前面的相关叙述，在此不做重复说明。之后，利用遮罩228进行光刻工艺，于绝缘层236上形成第一光阻图案238。
[0081]接着，如图9所示，利用上述第一光阻图案238作为一遮罩，进行掺杂工艺237，将多个氮原子220注入未被第一光阻图案238覆盖的电阻转态材料层210a中。被第一光阻图案238覆盖的电阻转态材料层210a中仍会具有氧空缺222。之后，移除第一光阻图案238。在本发明一些实施例中，移除第一光阻图案238的方式可参考前面的相关叙述，在此不做重复说明。
[0082]然后，可对如图9所示的具有氮原子220掺质的上述电阻转态材料层210a进行退火工艺，以活化氮原子220掺质的分布及修复上述电阻转态材料层210a的晶格损伤。进行上述退火工艺之后，氮原子220掺质会扩散占据部分氧空缺222。之后，移除如图9所示的上述绝缘层236。移除绝缘层236的方式可参考前面的相关叙述，在此不做重复说明。
[0083]接着，请参考图10，于上述电阻转态材料层210a上形成阻障材料层224a。之后，于上述阻障材料层224a上形成第二电极材料层212a。阻障材料层224a和第二电极材料层212a的材质和形成方式可参考前面的相关叙述，在此不做重复说明。如图10所示，上述电阻转态材料层210a的第一区域232为用以形成导电丝的氧空缺222的分布区域，第二区域234为氮原子220掺质的分布区域，第二区域234围绕第一区域232。
[0084]接着，利用图11和图2所述的工艺来定义金属-绝缘体-金属叠层250b及形成最终的RRAM装置500b。定义金属-绝缘体-金属叠层250b及形成RRAM装置500b的方式可参考前面的相关叙述，在此不做重复说明。