[发明专利]电阻式随机存取存储器

说明书

本发明提供一种电阻式随机存取存储器，包括下部电极、上部电极、可变电阻层、氧交换层以及侧壁保护层。下部电极设置于基底上。上部电极设置于下部电极上。可变电阻层设置于下部电极与上部电极之间。氧交换层设置于可变电阻层与上部电极之间。侧壁保护层，其为氧供应层，至少设置于氧交换层的侧壁。本发明提供的电阻式随机存取存储器，能够增进存储器元件的高温数据保持特性以及耐久性，并且能够增加存储器元件的产率以及稳定度。

技术领域

本发明涉及一种非易失性存储器，尤其涉及一种电阻式随机存取存储器。

背景技术

一般而言，电阻式随机存取存储器包括由上部电极、下部电极及介于其间的可变电阻层(resistance changeable layer)所构成的(金属-绝缘层-金属(MIM)结构。然而，在电阻式随机存取存储器的制造过程中，金属-绝缘层-金属结构的侧壁容易遭受到电浆损害、或不纯物污染等，而影响了电阻式随机存取存储器内的导电路径(丝状物结构的位置)，进而造成所谓“高温数据保持能力(high-temperature data retention，HTDR)”的劣化。因此克服电阻式随机存取存储器元件在制造过程中，金属-绝缘层-金属结构的侧壁容易遭受到电浆损害、或不纯物污染等问题成为现今电阻式随机存取存储器技术发展的重要课题。

发明内容

本发明提供一种电阻式随机存取存储器，能够增进存储器元件的高温数据保持特性以及耐久性，并且能够增加存储器元件的产率以及稳定度。

本发明的电阻式随机存取存储器，包括下部电极、上部电极、可变电阻层、氧交换层以及侧壁保护层。下部电极设置于基底上。上部电极设置于下部电极上。可变电阻层设置于下部电极与上部电极之间。氧交换层设置于可变电阻层与上部电极之间，其中氧交换层、可变电阻层及下部电极的侧壁连续地连接。侧壁保护层，其为氧供应层，至少设置于氧交换层的侧壁上。

本发明的电阻式随机存取存储器，包括下部电极、上部电极、可变电阻层以及侧壁保护层。下部电极设置于基底上。上部电极设置于下部电极上。可变电阻层设置于下部电极与上部电极之间，其中可变电阻层、下部电极及上部电极的侧壁连续地连接。侧壁保护层，其为盖层，设置于下部电极、可变电阻层以及上部电极的侧壁。

基于上述，本发明的电阻式随机存取存储器由于在氧交换层的侧壁设置作为氧供应层的侧壁保护层，而使得氧交换层的外部分被局部氧化，如此在氧交换层下方的可变电阻层可在中心部分提高氧空缺密度，而使丝状物结构集中在可变电阻层的中心部分，远离容易遭受到电浆损害、或不纯物污染的侧壁部分。密集的丝状物结构也有助于增进存储器元件的高温数据保持特性。此外，作为氧供应层的侧壁保护层也可以避免被拉往中心丝状物结构的氧往外扩散，如此在重置(RESET)操作时可以确保氧的回归，而可以提升耐久性。

另外，本发明的电阻式随机存取存储器由于在下部电极、可变电阻层以及上部电极(金属-绝缘层-金属结构)的侧壁设置有至少一层的侧壁保护层，以避免来自层间绝缘层的污染物(例如氢)扩散而进入金属-绝缘层-金属结构中，进而影响电阻式随机存取存储器的效能。

此外，若下部电极与基底(层间绝缘层)之间还设置有顶盖层，则金属-绝缘层-金属结构可以和层间绝缘层完全隔离，而可以更进一步地避免来自层间绝缘层的污染物(例如氢)扩散而进入金属-绝缘层-金属结构中。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A为本发明第一实施例的电阻式随机存取存储器的剖面图；

图1B为本发明修改的第一实施例的电阻式随机存取存储器的剖面图；

图2为本发明第二实施例的电阻式随机存取存储器的剖面图；

图3为本发明第三实施例的电阻式随机存取存储器的剖面图。

附图标记说明：