[发明专利]电阻式非挥发性内存装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种电阻式非挥发性内存装置，特别是关于一种具低电阻转换阻值变异量的电阻式非挥发性内存装置。

背景技术

电阻式非挥发性内存(RRAM)因具有功率消耗低、操作电压低、写入抹除时间短、耐久度长、记忆时间长、非破坏性读取、多状态存储、元件制程简单及可微缩性等优点，所以成为新兴非挥发性内存的主流。常见的电阻式非挥发性内存的基本结构为底电极、电阻转态层及顶电极构成的一金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal,MIM)叠层结构，且电阻式非挥发性内存的电阻转换(resistive switching，RS)阻值特性为元件的重要特性。然而，电阻式非挥发性内存的电阻转换阻值控制的困难度非常高。举例来说，常见的电阻式非挥发性内存的电阻转态层的晶粒结晶取向(crystalline orientation)与其下的底电极的晶粒结晶取向两者极为相关，因而底电极的晶粒结晶取向会影响电阻式非挥发性内存的电阻转换阻值特性。另外，底电极的表面轮廓(profile)的平坦度也会影响电阻式非挥发性内存的电阻转换阻值特性。

因此，在此技术领域中，有需要一种非挥发性内存及其制造方法，以改善上述缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电阻式非挥发性内存装置，以降低电阻式非挥发性内存装置的电阻转换(RS)阻值变异量。

本发明的一实施例提供一种电阻式非挥发性内存装置。上述电阻式非挥发性内存装置包括一底电极接触插塞；一底电极，设置于上述底电极插塞上，且与上述底电极插塞接触；一电阻转态层，设置于上述底电极上；一顶电极，设置于上述电阻转态层上；一顶电极接触插塞，设置于上述顶电极上，且与上述顶电极接触，其中上述底电极接触插塞和上述顶电极接触插塞沿一上视方向以一距离彼此隔开。

本发明实施例提供的一种电阻式非挥发性内存装置，通过电极接触插塞配置可使顶电极接触插塞远离于位于底电极接触插塞正上方的部分MIM叠层，以降低因底电极接触插塞顶面轮廓造成的元件电性影响，因而可降低元件的电阻转换阻值变异量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明的一实施例的电阻式非挥发性内存装置的剖面示意图；

图2为本发明的一实施例的电阻式非挥发性内存装置的上视示意图；

图3为本发明的另一实施例的电阻式非挥发性内存装置的上视示意图；

图4为本发明的又一实施例的电阻式非挥发性内存装置的上视示意图。

符号说明：

500、500a、500b、500c～电阻式非挥发性内存装置；

200、200a、200b、200c～金属-绝缘体-金属叠层；

202～底电极接触插塞；

203、253、255～顶面；

204～顶电极接触插塞；

206～底电极；

208～电阻转态层；

210～顶电极；

212、216～宽边；

214、218～窄边；

220、222～侧边；

230～第二长轴方向；

232～第一长轴方向；

234a、234b、234c～第二半部；

236a、236b、236c～第一半部；

250～半导体基板；

252、254～层间介电层；

256～电路；

A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1、D2、E1、E2、G1、G2～面积；

D～距离；

L～中心线。

具体实施方式

为了让本发明的目的、特征、及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示，做详细的说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各元件的配置为说明之用，并非用以限制本发明。且实施例中图式标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。