[发明专利]形成电压特性改进的电阻式随机存取存储器及其形成方法

权利要求书

1.一种电阻式随机存取存储器(RRAM)，包括：

底部电极，具有凸起台阶部分，所述底部电极具有第一顶面和第二顶面，所述第二顶面是所述凸起台阶部分的顶面，所述第一顶面和所述第二顶面在不同的水平面上；

电阻材料层，共形地覆盖所述底部电极的所述凸起台阶部分；以及

顶部电极，位于所述电阻材料层上方。

2.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其中，所述凸起台阶部分的倾斜角小于90度。

3.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其中，所述凸起台阶部分的倾斜角大于90度且小于150度。

4.根据权利要求3所述的电阻式随机存取存储器，其中，所述凸起台阶部分的高度小于50埃。

5.根据权利要求3所述的电阻式随机存取存储器，其中，所述凸起台阶部分的高度与底部电极高度的比值小于30％。

6.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其中，所述顶部电极包括位于钛层上方的氮化钽层。

7.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其中，所述顶部电极的厚度小于3000埃。

8.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，进一步包括自上向下看时与所述凸起台阶部分的表面重叠的底部电极接触件。

9.一种电阻式随机存取存储器(RRAM)阵列，包括：

多个电阻式随机存取存储器对，布置为行和列，每个电阻式随机存取存储器对都具有：

两个电阻式随机存取存储器结构，每个电阻式随机存取存储器结构都具有：

底部电极，具有凸起台阶部分，所述底部电极具有第一顶面和第二顶面，所述第二顶面是所述凸起台阶部分的顶面，所述第一顶面和所述第二顶面在不同的水平面上；

电阻材料层，共形地覆盖所述底部电极的凸起台阶部分；以及

顶部电极，位于所述电阻材料层上方；

其中，每个电阻式随机存取存储器对中的所述凸起台阶部分都为镜像。

10.根据权利要求9所述的电阻式随机存取存储器阵列，进一步包括连接到每个电阻式随机存取存储器结构的底部电极或顶部电极的晶体管。

11.根据权利要求9所述的电阻式随机存取存储器阵列，其中，所述电阻材料层的厚度小于300埃。

12.根据权利要求9所述的电阻式随机存取存储器阵列，其中，所述电阻材料层包括高k电介质。

13.根据权利要求9所述的电阻式随机存取存储器阵列，其中，相邻行中的所述电阻式随机存取存储器对相互成镜像。

14.一种制作电阻式随机存取存储器(RRAM)结构的方法，所述方法包括：

沉积底部电极层；

在所述底部电极层上形成光刻胶图案；

蚀刻所述底部电极层以形成底部电极，所述底部电极具有凸起台阶部分，所述底部电极具有第一顶面和第二顶面，所述第二顶面是所述凸起台阶部分的顶面，所述第一顶面和所述第二顶面在不同的水平面上；

在所述底部电极上方沉积电阻材料层；以及

在所述底部电极上方沉积顶部电极层。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括将所述顶部电极层、所述电阻材料层以及所述底部电极层图案化并蚀刻为单个电阻式随机存取存储器结构。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述单个电阻式随机存取存储器结构是相邻电阻式随机存取存储器结构的镜像。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述蚀刻所述底部电极层包括低功率等离子体蚀刻以形成倾斜角大于90度的凸起台阶部分。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述蚀刻所述底部电极层包括利用含氟气体和/或含氯气体的高功率等离子体蚀刻以形成倾斜角为90度或更小的凸起台阶部分。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述沉积电阻材料层包括利用原子层沉积工艺沉积氧化铪层。

20.根据权利要求14所述的方法，进一步包括图案化并蚀刻所述顶部电极层和所述电阻材料层以形成单个电阻式随机存取存储器结构。