[发明专利]一种电阻型存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种电阻型存储器，包括下电极、第一金属材料的上电极以及置于所述上电极和下电极之间的基于第二金属材料的金属氧化物存储介质层，其特征在于，所述第一金属材料的金属氧化物的吉布斯自由能绝对值大于所述第二金属材料的金属氧化物的吉布斯自由能绝对值，所述上电极在接触所述金属氧化物存储介质层的界面处、被部分氧化形成第一金属的金属氧化物层。

2.如权利要求1所述的电阻型存储器，其特征在于，所述下电极为第二金属材料，所述金属氧化存储介质通过对所述下电极自对准氧化形成。

3.如权利要求2所述的电阻型存储器，其特征在于，所述金属氧化物存储介质层通过含氧气氛中氧化，或者通过氧等离子体下氧化，或者通过离子注入方法氧化。

4.如权利要求1所述的电阻型存储器，其特征在于，所述金属氧化物存储介质层为WOx，其中1＜x≤3。

5.如权利要求4所述的电阻型存储器，其特征在于，所述第一金属材料为钽、铪、锆、钛或者铝。

6.如权利要求5所述的电阻型存储器，其特征在于，所述第一金属的金属氧化物层为钽的氧化物、铪的氧化物、锆的氧化物、钛的氧化物或者铝的氧化物。

7.如权利要求1所述的电阻型存储器，其特征在于，所述金属氧化物存储介质层为CuxO，其中1＜x≤2。

8.如权利要求7所述的电阻型存储器，其特征在于，所述第一金属材料为钽、铪、锆、钛、钨、铝、铁、锰、镍或者钴。

9.如权利要求8所述的电阻型存储器，其特征在于，所述第一金属的金属氧化物层为钽的氧化物、铪的氧化物、锆的氧化物、钛的氧化物、铝的氧化物、钨的氧化物、铁的氧化物、锰的氧化物、镍的氧化物或者钴的氧化物。

10.如权利要求1或8或9所述的电阻型存储器，其特征在于，所述第一金属的金属氧化物层的厚度范围为0.4纳米至10纳米。

11.如权利要求1或4或5或6或所述的电阻型存储器，其特征在于，所述电阻型存储器集成于铝互连或铜互连后端结构的钨栓塞上，所述下电极分别为所述钨栓塞。

12.如权利要求1或7或8或9所述的电阻型存储器，其特征在于，所述电阻型存储器集成于铜互连后端结构的铜引线或者通孔上，所述下电极分别对应为所述铜引线或者所述通孔。

13.一种制备如权利要求1所述电阻型存储器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）构图形成下电极；

（2）在所述下电极上形成基于第二金属材料的金属氧化物存储介质层；

（3）在所述金属氧化物存储介质层上沉积形成第一金属材料的上电极，所述第一金属材料的金属氧化物的吉布斯自由能绝对值大于所述第二金属材料的金属氧化物的吉布斯自由能绝对值；以及

（4）退火以使所述上电极在接触于所述金属氧化物存储介质层的界面处、被部分氧化形成第一金属的金属氧化物层。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述下电极为铝互连后端结构中的钨栓塞，所述第二金属材料为钨，所述金属氧化物存储介质层为WOx，其中1＜x≤3。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一金属材料为钽、铪、锆、钛或者铝。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述下电极为铜互连后端结构中的铜引线或者通孔，所述第二金属材料为铜，所述金属氧化物存储介质层为CuxO，其中1＜x≤2。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一金属材料为钽、铪、锆、钛、钨、铝、铁、锰、镍或者钴。