[发明专利]电阻性组件的结构及制作方法

说明书

一种电阻性组件的结构，连接于一第一导体与一第二导体，该电阻性组件包括：一第一穿透洞，位于该第一导体上方；一第一障壁层，接触于该第一穿透洞内表面以及该第一导体；一可变电阻层，位于该第一穿透洞内并覆盖于该第一障壁层；一第二障壁层，位于该第一穿透洞内并覆盖于该可变电阻层；一导电插塞，覆盖于该第二障壁层并填满该第一穿透洞；一第二穿透洞，位于该导电插塞上方；以及一第三障壁层，接触于该第二穿透洞内表面以及该导电插塞；其中，该第二导体位于该第二穿透洞内，并接触于该第三障壁层。

【技术领域】

本发明是有关于一种半导体组件及制造方法，且特别是有关于一种电阻性组件的结构及制作方法。

【背景技术】

众所周知，非挥发内存(non-volatile memory)能够在电源关闭时持续保存其内部的储存数据。举例来说，电阻性随机存取内存(Resistive Random Access Memory，RRAM)是属于一种电阻性非挥发内存。

在电阻性非挥发内存中具有一电阻性组件(resistive element)，该电阻性组件为可变的以及可回复的电阻性组件(variable and reversible resistive element)。而控制电阻性组件的电阻值即可控制电阻性非挥发内存的储存状态。

请参照图1其所绘示为已知电阻性组件的结构示意图。该电阻性组件的结构揭露于美国专利US 8,553,444，标题为可变电阻的非挥发性储存组件及形成存储单元的方法(variable resistance nonvolatile storage device and method of forming memorycell)。

存储单元300包括晶体管(transistor)317与电阻性组件。晶体管317制作于半导体基板301上，包括：N型扩散区(N-type diffusion layer region)302a与302b、栅极绝缘层(gate insulation film)303a与栅极303b。

再者，N型扩散区302b与第三联机层(third wiring layer)311之间的内连接(interconnection)即为电阻性组件。

电阻性组件的结构包括：第一穿透洞(first via)304、第一联机层(first wiringlayer)305、第二穿透洞306、第二联机层307、第三穿透洞308、可变电阻组件(variableresistance element)309、第四穿透洞310以及第三联机层311。

再者，可变电阻组件309连接于第三穿透洞308与第四穿透洞310之间。可变电阻组件309包括上电极层(upper

electrode)309c、可变电阻层(variable resistance layer)309b与下电极层(lower electrode)309a。另外，可变电阻层309b更包括第一氧原子缺陷氧化钽层(firstoxygen-deficient tantalum oxide layer)309b-1与第二氧原子缺陷氧化钽层309b-2。

【发明内容】

本发明的目的在于提出一种全新电阻性组件的结构及制作方法，其可简化电阻性非挥发内存的制程，并提高电阻性非挥发内存的良率和可微缩性。

本发明是为一种电阻性组件的结构，连接于一第一导体与一第二导体，该电阻性组件包括：一第一穿透洞，位于该第一导体上方；一第一障壁层，接触于该第一穿透洞内表面以及该第一导体；一可变电阻层，位于该第一穿透洞内并覆盖于该第一障壁层；一第二障壁层，位于该第一穿透洞内并覆盖于该可变电阻层；一导电插塞，覆盖于该第二障壁层并填满该第一穿透洞；一第二穿透洞，位于该导电插塞上方；以及一第三障壁层，接触于该第二穿透洞内表面以及该导电插塞；其中，该第二导体位于该第二穿透洞内，并接触于该第三障壁层。