[发明专利]多位可变电阻式存储器单元及其形成方法

权利要求书

1.一种多位可变电阻式存储器单元，其特征在于，包含：

多个底电极以及多个介电层构成交错堆叠的材料层，各该些底电极夹置于该些介电层之间，以及通孔穿过该些交错堆叠的材料层；

顶电极，设置于该通孔中；以及

可变电阻层，设置于该通孔的侧壁上以及位于该顶电极以及该些交错堆叠的材料层之间，因而该顶电极、该可变电阻层以及该些底电极构成多位可变电阻式存储器单元，

其中该些底电极的突出部分突出自该通孔的该侧壁，且该可变电阻层顺应覆盖该通孔的该侧壁以及该些底电极的该些突出部分。

2.如权利要求1所述的多位可变电阻式存储器单元，其中该些底电极连接至多个接触通孔，其中各该些底电极连接至对应的该些接触通孔，且该些接触通孔彼此绝缘。

3.如权利要求2所述的多位可变电阻式存储器单元，其中该些底电极作为字线，且该顶电极作为位线，因而该可变电阻层分别连接该些底电极以及该顶电极的部分构成该多位可变电阻式存储器单元的多个位。

4.如权利要求2所述的多位可变电阻式存储器单元，其中该些接触通孔设置于该些介电层中。

5.如权利要求4所述的多位可变电阻式存储器单元，其中该些底电极以及该些介电层包含由下而上堆叠的第一介电层、第一底电极、第二介电层、第二底电极、第三介电层、第三底电极以及第四介电层。

6.如权利要求5所述的多位可变电阻式存储器单元，其中该第一底电极连接至第一接触通孔且该第一接触通孔穿过该第二介电层、该第二底电极、该第三介电层、该第三底电极以及该第四介电层，该第二底电极连接至第二接触通孔且该第二接触通孔穿过该第三介电层、该第三底电极以及该第四介电层，以及该第三底电极连接至第三接触通孔且该第三接触通孔穿过该第四介电层。

7.如权利要求1所述的多位可变电阻式存储器单元，其中该些底电极包含氮化钛或氮化钽。

8.如权利要求1所述的多位可变电阻式存储器单元，其中该顶电极包含铜。

9.如权利要求1所述的多位可变电阻式存储器单元，其中该可变电阻层包含过渡金属氧化物。

10.如权利要求9所述的多位可变电阻式存储器单元，其中该可变电阻层包含氧化钽、氧化钛、氧化氟、氧化锆或氧化铝。

11.如权利要求1所述的多位可变电阻式存储器单元，还包含：

晶体管，设置于基底上以及一层中，其中该层位于该些底电极以及该些介电层下方，且该晶体管的漏极电连接该多位可变电阻式存储器单元。

12.一种形成如权利要求1-11中任一项所述的多位可变电阻式存储器单元的方法，包含：

依序形成第一介电层、第一底电极、第二介电层、第二底电极、第三介电层、第三底电极以及第四介电层于一层上；

进行第一蚀刻制作工艺，图案化该第四介电层、该第三底电极、该第三介电层、该第二底电极、该第二介电层、该第一底电极以及该第一介电层，以形成通孔于该第一介电层、该第一底电极、该第二介电层、该第二底电极、该第三介电层、该第三底电极以及该第四介电层中；以及

形成可变电阻层，顺应覆盖该通孔的侧壁以及填入顶电极于该通孔中，因而形成多位可变电阻式存储器单元。

13.如权利要求12所述的形成多位可变电阻式存储器单元的方法，形成该可变电阻层顺应覆盖该通孔的该侧壁以及填入该顶电极于该通孔中的步骤，还包含：

沉积可变电阻材料层，顺应覆盖该通孔的该侧壁以及该第四介电层；

填入顶电极材料于该通孔中以及该第四介电层上；

移除超出该通孔的该顶电极材料的一部分；以及

移除超出该通孔的该可变电阻材料层的一部分。