[发明专利]具有钝化的切换层的非易失性电阻式存储器元件

权利要求书

1.一种形成非易失性存储器元件的方法，包括：

形成第一层，所述第一层能够作为可变电阻层操作并且包括在第二层上方的金属氧化物，所述第二层能够作为电极层操作，其中，所述第一层包括高达3原子百分比的非金属掺杂剂原子；以及

形成能够作为电极层操作的第三层，使得所述第一层设置在所述第二层与所述第三层之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成第一层包括：

沉积所述金属氧化物；以及

将所述非金属掺杂剂原子引入所述金属氧化物中。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，沉积所述金属氧化物与将所述非金属掺杂剂原子引入所述金属氧化物中同时执行。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，沉积所述金属氧化物包括执行反应性物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述非金属掺杂剂原子包括氮(N)原子，以及将所述非金属掺杂剂原子引入所述金属氧化物中包括在所述反应性物理气相沉积工艺中纳入氮气。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述非金属掺杂剂原子包括氮原子。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述非金属掺杂剂原子引入所述金属氧化物中包括从以下组中选择的至少一种工艺，所述组包括在氨(NH₃)气氛中的热处理工艺、去耦等离子体氮化工艺或离子注入工艺。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非金属掺杂剂原子包括从以下组中选择的至少一种化学元素，所述组包括氮、氯(Cl)和氟(F)。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属氧化物包括从以下组中选择的至少一种化学元素，所述组包括铪(Hf)、锆(Zr)、钛(Ti)、钽(Ta)、铝(Al)、镧(La)、钇(Y)、镝(Dy)和镱(Yb)。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一层的厚度在约至之间。

11.一种非易失性存储器元件，包括：

第一层，所述第一层能够作为电极层操作并且形成在衬底之上；

第二层，所述第二层能够作为电极层操作；以及

第三层，所述第三层能够作为可变电阻层操作并且包括设置在所述第一层与所述第二层之间的金属氧化物，其中，所述第三层的至少一部分包括高达3原子百分比的非金属掺杂剂原子。

12.根据权利要求11所述的非易失性存储器元件，其中，所述金属氧化物包括从以下组中选择的至少一种化学元素，所述组包括铪、锆、钛、钽、铝、镧、钇、镝和镱。

13.根据权利要求11所述的非易失性存储器元件，其中，所述非金属掺杂剂原子包括从以下组中选择的至少一种化学元素，所述组包括氮、氯和氟。

14.根据权利要求11所述的非易失性存储器元件，其中，所述金属氧化物通过反应性物理气相沉积工艺进行沉积。

15.根据权利要求11所述的非易失性存储器元件，其中，所述非金属掺杂剂原子包括氮原子。

16.根据权利要求11所述的非易失性存储器元件，其中，所述非金属掺杂剂原子通过在氨气氛中的热处理工艺、去耦等离子体氮化工艺或离子注入工艺中的至少一种工艺来引入所述金属氧化物中。

17.根据权利要求15所述的非易失性存储器元件，其中，所述非金属掺杂剂原子通过在沉积所述金属氧化物的反应性物理气相沉积工艺中纳入氮气来引入所述金属氧化物中。