[发明专利]减少掩模操作次数的RRAM工艺整合方案及单元结构

说明书

公开一种阻变随机存取存储器(RRAM)。该RRAM包括由钨构成的底电极以及设于该底电极上方的由氧化铪构成的转变层，其中，该转变层包括可转变细丝。所述RRAM还包括设于所述转变层上方的电阻层以及设于该电阻层上方的位线，其中，该电阻层横向延伸，从而沿所述位线连接两个或更多个存储单元。

技术领域

本发明涉及一种减少掩模操作次数的RRAM工艺整合方案及单元结构。

背景技术

非易失性存储器是一种即使在断电后仍可存储信息的存储设备。非易失性存储(NVM)装置可以为只读存储器或随机存取存储器(RAM)，并且可采用各种技术。非易失性RAM当中的一类为阻变RAM，其所含技术包括细丝阻变式存储器(RRAM或ReRAM)单元，界面RRAM单元，磁阻性RAM(MRAM)单元，相变存储(PCM)单元(如包括锗、锑、碲合金在内的硫族化物)，忆阻存储单元以及可编程金属化单元(如导电桥接RAM(CBRAM)单元)。RRAM单元具有快速的操作时间和低功耗性能，因此在嵌入式应用和独立式应用中，成为一种前景广阔的非易失性存储装置。

发明内容

根据一个实施例，本发明公开一种阻变随机存取存储器(RRAM)，包括：由钨构成的一个或多个底电极；一个或多个转变层，由设于所述底电极上方的氧化铪构成，所述转变层包括可转变细丝；设于所述转变层上方的一个或多个电阻层；以及设于所述电阻层上方的一条或多条位线，其中，所述电阻层横向延伸，从而沿所述位线连接两个或更多个RRAM单元。

根据另一个实施例，本发明公开一种阻变式随机存取存储器(RRAM)，包括：转变层；设于所述转变层上方的电阻层，其中，所述电阻层横向延伸，从而沿位线连接两个或更多个存储单元；以及设于所述电阻层上方的顶电极。

根据另一个实施例，本发明公开一种方法，包括：在基底上方设置转变层；在所述转变层上方设置电阻层；在所述电阻层上方设置顶电极层；在所述顶电极层的上表面的第一部分上设置掩模材料，其中，所述第一部分对应于沿位线连接两个或更多个存储单元的区域；刻蚀所述掩模材料暴露出的所述顶电极层的第二部分以及所述电阻层；以及去除所述顶电极的所述上表面的所述第一部分上的所述掩模材料。

附图说明

通过以下给出的详细描述和本发明各实施方式附图，可以更加全面地理解本发明。

图1所示为根据一种实施方式具有转变层的阻变式随机存取存储器(RRAM)结构，该转变层为平面层。

图2所示为根据一种实施方式具有横向延伸转变层的RRAM结构。

图3所示为根据一种实施方式具有非线性器件层的RRAM结构。

图4为根据一种实施方式用于制造RRAM结构的制造工艺流程图。

具体实施方式

下文中，将以本领域技术人员的通用术语，对各说明性实施方式的各个方面进行描述，以将其工作实质传达给本领域的其他技术人员。然而，对于本领域技术人员而言容易理解的是，本发明可仅以以下所描述的各个方面当中的一部分进行实施。为了使这些说明性实施方式能够被彻底理解，文中给出了用于解释目的的具体数字，材料和构造。然而，对于本领域技术人员而言容易理解的是，本发明在没有这些具体细节的情况下仍可实施。此外，为了避免模糊各说明性实施方式的描述焦点，文中省略了对本领域熟知特征的描述，或者仅对其进行简单描述。虽然本申请描述的各实施方式针对RRAM单元，但是在其他实施方式中，这些技术也可用于例如包括CBRAM单元、界面RRAM单元、MRAM单元、PCM单元或其他可编程金属化单元在内的其他细丝RAM技术。