[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本揭露涉及一种半导体装置及其制造方法。本发明实施例涉及一种半导体装置，其包含底部电极、顶部电极、切换层及扩散阻障层。所述顶部电极在所述底部电极上方。所述切换层在所述底部电极与所述顶部电极之间，且经配置以存储数据。所述扩散阻障层在所述底部电极与所述切换层之间以阻碍所述切换层与所述底部电极之间的离子的扩散。

技术领域

本发明实施例涉及半导体装置及其制造方法。

背景技术

归因于电阻式随机存取存储器(RRAM)及导电桥随机存取存储器(CBRAM)的简单结构及与互补式金属氧化物半导体(CMOS)逻辑程序的相容性，其为下一代非易失性存储器技术的有前景的候选者。然而，RRAM及CBRAM在循环期间仍遭受切换窗、切换时间的降级。

发明内容

本发明的实施例涉及一种半导体装置，其包括：底部电极；顶部电极，其在所述底部电极上方；切换层，其在所述底部电极与所述顶部电极之间且经配置以存储数据；及扩散阻障层，其在所述底部电极与所述切换层之间且经配置以阻碍所述切换层与所述底部电极之间的离子的扩散。

本发明的实施例涉及一种半导体装置，其包括底部电极；顶部电极，其在所述底部电极上方；切换层，其在所述底部电极与所述顶部电极之间且经配置以存储数据；氧储集层，其在所述切换层与所述顶部电极之间；及氧扩散阻障层，其在所述底部电极与所述切换层之间，其中所述氧阻障层经配置以阻碍所述切换层与所述底部电极之间的氧离子的扩散。

本发明的实施例涉及一种用于制造半导体装置的方法，其包括：在衬底上方形成底部电极；在所述底部电极上方形成扩散阻障层；在所述扩散阻障层上方形成切换层，其中通过所述扩散阻障层阻碍所述切换层与所述底部电极之间的离子的扩散；及在所述切换层上方形成顶部电极。

附图说明

在结合附图阅读时，从以下详细描述最佳理解本揭露的实施例的方面。应注意，根据产业中的标准实践，各种结构未按比例绘制。事实上，为清楚论述，可任意地增大或减小各种结构的尺寸。

图1为说明根据本揭露的一或多个实施例的各种方面的用于制造半导体装置的方法的流程图。

图2及3为根据本揭露的一或多个实施例的制造半导体装置的各种操作的一者处的示意图。

图4A、4B及4C为说明根据本揭露的一些比较实施例的半导体装置1的不同操作状态的示意图。

图5A、5B及5C为说明根据本揭露的一些实施例的半导体装置1的不同操作状态的示意图。

图6A、6B、6C、6D、6E、6F及6G为根据本揭露的一或多个实施例的制造半导体装置的各种操作的一者处的示意图。

图7为根据本揭露的一些实施例的半导体装置的示意性剖面图。

图8为说明根据本揭露的一些实施例的设置/重置时间对周期时间关系的模拟结果的曲线图。

图9为说明根据本揭露的一些实施例的位计数对电流关系的模拟结果的曲线图。

具体实施方式

以下揭露内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述元件及布置的特定实例以简化本揭露。当然，这些仅为实例且并不意在为限制性的。例如，在以下描述中，第一特征形成于第二特征上方或上可包含其中第一特征及第二特征直接接触地形成的实施例，且还可包含其中额外特征可形成于第一特征与第二特征之间使得第一特征及第二特征可未直接接触的实施例。另外，本揭露可在各个实例中重复元件符号及/或字母。此重复是出于简单及清楚的目的且本身并不指示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。