电阻式存储器元件及其制作方法与流程

本发明涉及半导体，特别是涉及一种改良的电阻式存储器元件及其制作方法。

背景技术：

1、半导体存储器元件被广泛应用于计算机和电子工业中用来保留数字信息或数据。半导体存储器元件可被区分为易失性和非易失性存储器元件。易失性存储器元件是一种计算机存储器，当操作电源中断时，它会丢失其存储的数据。在非易失性存储器元件中，存储的数据不会因电源中断而丢失。

2、电阻式随机存取存储器(rram)是一种非易失性存储技术，具有工作电压低、功耗低、写入速度快等特点，被认为是一种可以应用于许多电子设备的存储结构。电阻式存储器元件可在低电阻态和高电阻态之间切换操作，而如何提高电阻式存储器元件在低电阻态下的读取电流是目前该技术领域的瓶颈之一。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种改良的电阻式存储器元件及其制作方法，以解决现有技术的不足或缺点。

2、本发明一方面提供一种电阻式存储器元件，包含：一基底；一介电层，设置于该基底上；一导电通孔，设置于该介电层中；以及一存储堆叠结构，设置于该导电通孔与该介电层上，其中，该存储堆叠结构包含一底电极层、位于该底电极层上的一电阻切换层，以及位于该电阻切换层上的一顶电极层，其中，该顶电极层包含至少两个物理上分离的子电极部分。

3、根据本发明实施例，所述电阻式存储器元件还包含一介质壁，介于该至少两个物理上分离的子电极部分之间。

4、根据本发明实施例，该介质壁贯穿该顶电极层的整个厚度。

5、根据本发明实施例，该介质壁直接接触该电阻切换层。

6、根据本发明实施例，该介质壁包含氮化硅。

7、根据本发明实施例，该介质壁的厚度大于或等于10埃。

8、根据本发明实施例，所述电阻式存储器元件还包含一介质帽，设置在该顶电极层和该介质壁上。

9、根据本发明实施例，该介质帽包含氧化硅。

10、根据本发明实施例，所述电阻式存储器元件还包含一间隙壁，设置于该存储堆叠结构的侧壁上。

11、根据本发明实施例，该顶电极层包含氮化钛(tin)层和铱(ir)层，又其中，该电阻切换层包含五氧化二钽(ta2o5)层和氧化钽(taox)层。

12、本发明另一方面提供一种电阻式存储器元件的形成方法，包含：提供一基底；在该基底上形成一介电层；在该介电层中形成一导电通孔；以及在该导电通孔和该介电层上形成一存储堆叠结构，其中，该存储堆叠结构包含一底电极层、该底部电极层上的一电阻切换层以及该电阻切换层上的一顶电极层，其中，该顶电极层包含至少两个物理上分离的子电极部分。

13、根据本发明实施例，所述方法还包含：在该至少两个物理上分离的子电极部分之间形成一介质壁。

14、根据本发明实施例，该介质壁贯穿该顶电极层的整个厚度。

15、根据本发明实施例，该介质壁直接接触该电阻切换层。

16、根据本发明实施例，该介质壁包含氮化硅。

17、根据本发明实施例，该介质壁的厚度大于或等于10埃。

18、根据本发明实施例，所述方法还包含：在该顶电极层和该介质壁上形成一介质帽。

19、根据本发明实施例，该介质帽包含氧化硅。

20、根据本发明实施例，所述方法还包含：在该存储堆叠结构的侧壁上形成一间隙壁。

21、根据本发明实施例，该顶电极层包含氮化钛(tin)层和铱(ir)层，又其中，该电阻切换层包含五氧化二钽(ta2o5)层和氧化钽(taox)层。

技术特征：

1.一种电阻式存储器元件，包含：

2.如权利要求1所述的电阻式存储器元件，其中，还包含：

3.如权利要求2所述的电阻式存储器元件，其中，该介质壁贯穿该顶电极层的整个厚度。

4.如权利要求2所述的电阻式存储器元件，其中，该介质壁直接接触该电阻切换层。

5.如权利要求2所述的电阻式存储器元件，其中，该介质壁包含氮化硅。

6.如权利要求2所述的电阻式存储器元件，其中，该介质壁的厚度大于或等于10埃。

7.如权利要求2所述的电阻式存储器元件，其中，还包含：

8.如权利要求7所述的电阻式存储器元件，其中，该介质帽包含氧化硅。

9.如权利要求1所述的电阻式存储器元件，还包含：

10.如权利要求1所述的电阻式存储器元件，其中，该顶电极层包含氮化钛层和铱层，又其中，该电阻切换层包含五氧化二钽层和氧化钽层。

11.一种电阻式存储器元件的形成方法，包含：

12.如权利要求11所述的形成方法，其中，还包含：

13.如权利要求12所述的形成方法，其中，该介质壁贯穿该顶电极层的整个厚度。

14.如权利要求12所述的形成方法，其中，该介质壁直接接触该电阻切换层。

15.如权利要求12所述的形成方法，其中，该介质壁包含氮化硅。

16.如权利要求12所述的形成方法，其中，该介质壁的厚度大于或等于10埃。

17.如权利要求12所述的形成方法，其中，还包含：

18.如权利要求17所述的形成方法，其中，该介质帽包含氧化硅。

19.如权利要求11所述的形成方法，其中，还包含：

20.如权利要求11所述的形成方法，其中，该顶电极层包含氮化钛层和铱层，又其中，该电阻切换层包含五氧化二钽层和氧化钽层。

技术总结本发明公开一种电阻式存储器元件及其制作方法，其中该电阻式存储器元件包含：一基底；一介电层，设置于该基底上；一导电通孔，设置于该介电层中；以及一存储堆叠结构，设置于该导电通孔与该介电层上，其中，该存储堆叠结构包含一底电极层、位于该底电极层上的一电阻切换层，以及位于该电阻切换层上的一顶电极层，其中，该顶电极层包含至少两个物理上分离的子电极部分。技术研发人员：王温壬,叶宇寰,王泉富受保护的技术使用者：联华电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1