本發(fā)明關(guān)于一種電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)，特別是關(guān)于一種過渡金屬氧化層的側(cè)壁與底電極的側(cè)壁不對齊的電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

非揮發(fā)性存儲器(non-volatilememory)具有存入的數(shù)據(jù)在斷電后也不會消失的優(yōu)點，因此是許多電器產(chǎn)品維持正常操作所必備的存儲元件。目前，電阻式隨機存取存儲器(resistiverandomaccessmemory，rram)是業(yè)界積極發(fā)展的一種非揮發(fā)性存儲器，其具有寫入操作電壓低、寫入擦除時間短、存儲時間長、非破壞性讀取、多狀態(tài)存儲、結(jié)構(gòu)簡單以及所需面積小等優(yōu)點，在未來個人電腦和電子設(shè)備上極具應(yīng)用潛力。

然而，在生產(chǎn)電阻式隨機存取存儲器時，隨著裝置尺寸的微縮化，需要維持電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)的均勻性(uniformity)，以及避免工藝中底電極受到損害，仍有許多挑戰(zhàn)亟待克服。因此，需要一個新的電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)及其改良工藝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)及其制造方法，可降低底電極受到后續(xù)工藝的損害。

本發(fā)明一實施例提供一種電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)，包括：一第一介電層，形成于一基底上；多個底電極，分別埋設(shè)于第一介電層；一過渡金屬氧化層，覆蓋底電極且延伸至部分第一介電層上，其中底電極與過渡金屬氧化層的側(cè)壁的最短距離為一第一距離，且第一距離介于10nm至200μm。

本發(fā)明一實施例亦提供一種電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：形成一第一介電層位于一基底上；圖案化第一介電層以形成多個開口；形成多個底電極于開口中；形成一過渡金屬氧化層覆蓋底電極并延伸至部分第一介電層上，其中底電極 與過渡金屬氧化層的側(cè)壁的最短距離為一第一距離，且第一距離介于10nm至200μm；以及形成一頂電極于過渡金屬氧化層上。

于本發(fā)明的電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)中，過渡金屬氧化層覆蓋多個底電極，且過渡金屬氧化層的側(cè)壁位于底電極的側(cè)壁之外。藉此，可降低底電極受到后續(xù)工藝的損害。

附圖說明

圖1a～圖1h是根據(jù)本發(fā)明一實施例形成一電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)的工藝剖面示意圖。

圖2a～圖2e是根據(jù)本發(fā)明另一實施例形成一電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)的工藝剖面示意圖。

圖3是圖1h的電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)的上視透視示意圖。

附圖標號：

10晶體管

12金屬插塞

14金屬層

15共通源極導(dǎo)線

16底電極接觸插塞

100電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)

102基底

104第一介電層

104s上表面

105光阻

106第一開口

108’底電極材料

108底電極

108s上表面

110’過渡金屬氧化材料

110過渡金屬氧化層

112’、206’氧反應(yīng)材料

112氧反應(yīng)層

113’、204’、208’阻障層材料

113、204、208阻障層

114’頂電極材料

114頂電極

116’第二介電材料

116第二介電層

118第三介電層

120第二開口

122介層插塞

124主動區(qū)域

202’第四介電層材料

202第四介電層

203開口206不連續(xù)的氧反應(yīng)層

w第一寬度

d第一距離

具體實施方式

本說明書的揭露內(nèi)容提供許多不同的實施例或范例，以實施本發(fā)明的不同特征部件。而本說明書以下的揭露內(nèi)容是敘述各個構(gòu)件及其排列方式的特定范例，以求簡化發(fā)明的說明。當然，這些特定的范例并非用以限定本發(fā)明。例如，若是本說明書以下的揭露內(nèi)容敘述了將一第一特征部件形成于一第二特征部件之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特征部件與上述第二特征部件是直接接觸的實施例，亦包含了尚可將附加的特征形成于上述第一特征部件與上述第二特征部件之間，而使上述第一特征部件與上述第二特征部件可能未直接接觸的實施例。再者，本發(fā)明的說明中不同范例可能使用重復(fù)的參考符號及/或用字。這些重復(fù)符號或用字是為了簡化與清晰的目的，并非用以限定各個實施例及/或所述外觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。

另外，在空間上的相關(guān)用語，例如“之下”、“以下”、“下方”、“之上”、“上方” 等等是用以容易表達出本說明書中的部件或特征部件與其他部件或特征部件的關(guān)系。這些空間上的相關(guān)用語除了涵蓋了圖式所繪示的方位外，還涵蓋裝置于使用或操作中的不同方位。裝置可具有不同方位(旋轉(zhuǎn)90度或其他方位)，則在此使用的空間相關(guān)詞也可依此相同解釋。

在此，“約”、“大約”的用語通常表示在一給定值或范圍的20％之內(nèi)，較佳是10％之內(nèi)，且更佳是5％之內(nèi)。在此給定的數(shù)量為大約的數(shù)量，意即在沒有特定說明的情況下，仍可隱含“約”、“大約”的含義。

圖1a～圖1h是本發(fā)明實施例形成一電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的工藝剖面示意圖。請參照圖1a，提供一基底102，其上已形成有多個晶體管10以及一層間介電層103。在一些實施例中，基底102可為硅基底、鍺化硅基底、碳化硅基底、硅覆絕緣體(silicon-oninsulator，soi)基底、多層(multi-layered)基底、梯度(gradient)基底、或混成定向(hybridorientation)基底等。在一實施例中，基底102為一硅晶圓(wafer)。在一些實施例中，層間介電層103的材料可包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氟硅酸鹽玻璃(fluorosilicateglass，fsg)、黑鉆石(blackdiamond)、低介電常數(shù)材料(low-kdielectrics)、上述的組合，或其他合適的介電材料?？赏ㄟ^化學氣相沉積法(chemicalvapordeposition，cvd)、原子層沉積法(atomiclayerdeposition，ald)、熱氧化工藝，或其他合適的工藝形成層間介電層103。此外，層間介電層103中更形成有多個金屬插塞12、金屬層14、共通源極導(dǎo)線15以及底電極接觸插塞16電性連接至晶體管10，如圖1a所示。在一些實施例中，部分的晶體管10為虛置晶體管。

接著，請繼續(xù)參照圖1a，形成一第一介電層104于層間介電層103上。第一介電層104可包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、黑鉆石(blackdiamond)、低介電常數(shù)材料(low-kdielectrics)、上述的組合，或其他合適的介電材料?？赏ㄟ^化學氣相沉積法(cvd)、原子層沉積法(ald)、熱氧化工藝，或其他合適的工藝形成第一介電層104。

接著，如圖1b所示，圖案化第一介電層104，在第一介電層104中形成多個第一開口106，這些第一開口106將于后續(xù)工藝中形成底電極108(如第1d圖所示)。在一些實施例中，可通過實施一光刻(lithography)工藝在第一介電層104上形成一圖案化的光阻層105。接著，實施一刻蝕工藝，將光阻層105作為刻蝕掩膜，刻蝕第一介電層104，在第一介電層104中形成多個第一開口106。在一些實施例中，刻蝕工藝 可包含一干刻蝕工藝，例如反應(yīng)性離子刻蝕(reactiveionetching，rie)工藝。在一些實施例中，第一開口106露出層間介電層103中的底電極接觸插塞16。在形成第一開口106后，移除光阻105。

接著，請參照圖1c，形成一底電極材料108’于第一介電層104上。在此實施例中，底電極材料108’填滿第一開口106并延伸至第一介電層104上。在一些實施例中，形成底電極材料108’的方法可以是物理氣相沉積(physicalvapordeposition，pvd)、化學氣相沉積(cvd)、原子層沉積(ald)或其他合適的工藝。在一些實施例中，底電極材料108’的材料可以是鈦(ti)、氮化鈦(tin)、鉑(pt)、鎢(w)、鋁(al)、氮化鈦鋁合金(tialn)、其組合，或與其相似的材料。在一些實施例中，形成底電極材料108’后，移除底電極材料108’于第一開口106外的部分，于第一開口106中形成底電極108，如圖1d所示。在一些實施例中，可以進行一平坦化工藝(例如，化學機械研磨(chemicalmechanicalpolishing，cmp)工藝)，以移除底電極材料108’位于第一開口106之外的部分(例如，位于第一介電層104上的部分)，而形成底電極108于第一開口106中，如圖1d所示。在一些實施例中，底電極108通過金屬插塞12、金屬層14以及底電極接觸插塞16與基底中的晶體管10電性連接。在此實施例中，通過平坦化工藝，因此可形成埋設(shè)在第一介電層104中的底電極108，并能有效地于底電極108形成平坦的上表面108s，且使上表面108s與第一介電層104的上表面104s大體上齊平，進而提升后續(xù)形成的過渡金屬氧化層與頂電極的均勻度，可降低電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的電性特性的變異。應(yīng)注意的是，雖然在圖1d中繪示三個底電極108形成于第一介電層104中，然而在其他實施例中，底電極108的數(shù)量可多于三個，例如四個以上。

接著，請參照圖1e，于第一介電層104與底電極108上依序形成過渡金屬氧化材料110’、頂電極材料114’以及第二介電材料116’。在一實施例中，過渡金屬氧化材料110’可包含過渡金屬的氧化物，例如二氧化鈦(tio2)、二氧化鉿(hfo2)、二氧化鋯(zro2)、三氧化二鋁(al2o3)、五氧化二鉭(ta2o5)、氧化鎳(nio)、氧化鋅(zno)、其組合或與其相似的材料。在一些實施例中，可使用物理氣相沉積(pvd)、化學氣相沉積(cvd)、原子層沉積(ald)工藝形成過渡金屬氧化材料110’。在一些實施例中，頂電極材料114’可包含鈦(ti)、氮化鈦(tin)、氮化鉭(tan)、銅(cu)、鎢(w)、鋁(al)、氮化鈦鋁合金(tialn)、其組合，或相似的材料。在一些實施例中，可使用物理氣相 沉積(pvd)、化學氣相沉積(cvd)、原子層沉積(ald)、電子束真空蒸鍍(e-beamevaporation)或濺鍍法(sputtering)形成頂電極材料114’。在一些實施例中，第二介電材料116’可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、黑鉆石(blackdiamond)、低介電常數(shù)材料(low-kdielectrics)、上述的組合，或其他合適的介電材料?？赏ㄟ^化學氣相沉積法(cvd)，或其他合適的工藝形成第二介電材料116’。在一些實施例中，可視需要額外形成一氧反應(yīng)材料112’于過渡金屬氧化材料110’與頂電極材料114’之間。在一些實施例中，氧反應(yīng)材料112’可以是鈦(ti)、鉿(hf)、鉭(ta)、鋯(zr)、鋁(al)、鎳(ni)、其組合，或相似的材料?？墒褂梦锢須庀喑练e法(pvd)、化學氣相沉積法(cvd)或其他合適的工藝形成氧反應(yīng)物材料112’。在一些實施例中，可形成一阻障層材料113’于氧反應(yīng)材料112’與頂電極材料114’之間。在一些實施例中，阻障層材料113’可作為一擴散阻障層，可防止過渡金屬氧化層110中的氧原子經(jīng)由氧反應(yīng)層112擴散進入頂電極114中而導(dǎo)致電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100性能的損害。在一些實施例中，阻障層材料113’包括金屬氮氧化物mnxoy，其中m可為鉭(ta)、鈦(ti)、鎢(w)、鉿(hf)、鎳(ni)、鋁(al)、氮族元素(如銻、鉍)、鈷(co)或鋯(zr)，n的占比約為5％至30％。例如阻障層材料113’可為三氧化二鋁(al2o3)、氧化鋯(zro2)、氧化鉿(hfo2)、五氧化二鉭ta2o5)，或其他合適的材料。阻障層材料113’可通過物理氣相沉積(pvd)、化學氣相沉積(cvd)、原子層沉積法(ald)，或其他合適的工藝形成。

接著，請參照圖1f，圖案化過渡金屬氧化材料110’、氧反應(yīng)材料112’、阻障層材料113’、頂電極材料114’以及第二介電材料116’，形成過渡金屬氧化層110、氧反應(yīng)層112、阻障層113、頂電極114以及第二介電層116，且露出部分的第一介電層104。本實施例中，一個連續(xù)分布的頂電極114可覆蓋多個底電極108。在一些實施例中，利用一光刻與非等向性刻蝕工藝(例如，反應(yīng)性離子刻蝕(rie)工藝)依序圖案化過渡金屬氧化材料110’、氧反應(yīng)材料112’、阻障層材料113’、頂電極材料114’以及第二介電材料116’。在一些實施例中，過渡金屬氧化層110、氧反應(yīng)層112、阻障層113、頂電極114以及第二介電層116覆蓋多個底電極108并延伸至部分的第一介電層104上。

由于在進行上述的反應(yīng)性離子刻蝕(rie)工藝的過程中，工藝產(chǎn)生的電漿會與鄰近的底電極108產(chǎn)生反應(yīng)，造成底電極108的損害，因此，在本發(fā)明一實施例中，使過渡金屬氧化層110的側(cè)壁遠離底電極108，且過渡金屬氧化層110覆蓋多個底電極 108，可避免工藝產(chǎn)生的電漿造成損害，因此可進而降低電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的電性特性的變異。在一些實施例中，如圖1f所示，最靠近過渡金屬氧化層110的一側(cè)壁的底電極具有一第一寬度w，上述底電極108與過渡金屬氧化層110的側(cè)壁的最短距離為一第一距離d，第一距離d的范圍介于10nm至200μm之間，例如約1.5μm。在一些實施例中，相鄰的兩個底電極108可具有一最小間距p，如圖1f所示。較佳的，第一距離d可介于最小間距p的十分之一至十倍之間。舉例來說，當最小間距p為100nm時，第一距離d可選自10nm至1000nm之間的任一值。第一寬度w的范圍介于約100nm至200nm之間，例如約150nm。在一些實施例中，第一距離d不小于第一寬度w。在一些實施例中，第一寬度w與第一距離d的比例w:d介于1:1至1:2000。

此外，一個連續(xù)的過渡金屬氧化層110所覆蓋的底電極108的數(shù)量可超過兩個。因此，除了位于過渡金屬氧化層110最外側(cè)的底電極108，其余的底電極108的每一側(cè)壁皆受到過渡金屬氧化層110完全覆蓋，因此不會受到電漿的損害。再者，通過限制第一距離d的范圍介于10nm至200μm之間，使位于過渡金屬氧化層110最外側(cè)的底電極108不會受到電漿的損害。較佳地，第一距離d可不小于第一寬度w。

接下來，請參照圖1g，形成一第三介電層118于基底102上，并覆蓋第二介電層116以及露出的第一介電層104。在一些實施例中，第三介電層118的材料可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、黑鉆石(blackdiamond)、低介電常數(shù)材料(low-kdielectrics)，上述的組合，或其他合適的介電材料?？赏ㄟ^化學氣相沉積法(cvd)、高電漿密度化學氣相沉積(highdensityplasmachemicalvapordeposition，hdpcvd)，或其他合適的工藝形成第三介電層118。接著，利用一光刻與非等向性刻蝕工藝(例如，反應(yīng)性離子刻蝕(rie)工藝圖案化第三介電層118與第二介電層116，形成一第二開口120，并露出部分的頂電極114。在一些實施例中，第二開口120與其下的任一底電極108錯位設(shè)置，如圖1g所示。本實施例中，第二開口120可對應(yīng)共通源極導(dǎo)線15設(shè)置。藉此，第二開口120與主動區(qū)域124(如圖1h所示)錯開，可減少制作第二開口120的過程對主動區(qū)域124中的頂電極114可能造成的傷害。其中，這些主動區(qū)域124為電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的工作區(qū)域。

請參照圖1h，再于第二開口120中填入導(dǎo)電材料，再進行回刻蝕工藝或是例如化學機械研磨(cmp)法的平坦化工藝，以移除第三介電層118的頂面上方多余的導(dǎo)電 材料，以于第二開口120中形成介層插塞122，使介層插塞122與頂電極114電性連接，即完成電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的制作。在一些實施例中，介層插塞的材料可包括鎢(w)、銅(cu)、其組合，或與其相似的材料。在此實施例中，一個介層插塞122可對應(yīng)于多個底電極108，如圖中所示，因此可通過單一個介層插塞122進行控制多個底電極108，進而控制位于層間介電層103中的多個晶體管10。

圖3為圖1h的電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的上視透視示意圖(perspectivetop-view)。圖1h是沿著第3圖中的剖線a-a’所繪制。請參照第3圖，在隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100中，多個過渡金屬氧化層110以陣列方式排列。有例如四個底電極108形成于每一個過渡金屬氧化層110的范圍中。底電極108與過渡金屬氧化層110的側(cè)壁具有一最短的第一距離d，且第一距離d的范圍介于10nm至200μm之間。如上文所述，由于過渡金屬氧化層110的側(cè)壁與底電極108的側(cè)壁的距離足夠遠，因此可避免電漿對底電極108造成損害，進而可降低電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的電性特性的變異。

仍請參照圖3，在每一個過渡金屬氧化層110的范圍中，一個介層插塞122設(shè)置于兩個底電極108之間，藉此可避免造成反應(yīng)性離子刻蝕工藝對主動區(qū)域124中的頂電極114造成損害，進而降低電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的電性特性的變異。

圖3僅繪示兩個介層插塞122及四個底電極108形成于一個過渡金屬氧化層110的范圍中。然而，在其他實施例中，可在一個過渡金屬氧化層110的范圍中形成更多的底電極108與頂電極114。

圖2a～圖2e繪示本發(fā)明另一實施例形成一電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的工藝剖面示意圖。首先，請參照圖2a，形成一過渡金屬氧化材料110’于如第1d圖所示的電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的第一介電層104與底電極108上。在一些實施例中，形成過渡金屬氧化材料110’的方法以及材料與圖1e中的過渡金屬氧化材料110’相似，在此不再加以敘述。接著，通過一沉積工藝如化學氣相沉積(cvd)、旋轉(zhuǎn)涂布(spincoating)法，或其他合適的工藝形成一介電材料于過渡金屬氧化材料110’上，并將其圖案化以形成具有數(shù)個開口203的第四介電層材料202’。在一些實施例中，第四介電層材料202’可包含二氧化硅(sio2)、氮氧化硅(sion)、氮化硅(sin)、硼磷硅酸鹽玻璃(bpsg)、磷硅酸鹽玻璃(psg)、其他合適的材料，或上述的組合。在一些實施例中，開口203分別對應(yīng)設(shè)置于底電極108上，如圖2a所示。在一些實施例中，開 口203具有介于約0.05μm至0.2μm之間的寬度。

接著，請參照圖2b，保形地形成一阻障層材料204’于開口203中并延伸至第四介電層材料202’上。即，于開口203中填入阻障層材料204’后，位于開口203中的阻障層材料204’的表面仍低于位于第四介電層材料202’的阻障層材料204’的表面。即，阻障層材料204’的厚度小于開口203的深度，而不足以填滿開口203。在一些實施例中，阻障層材料204’的材料包含金屬氮氧化物mnxoy，其中m可為鉭(ta)、鈦(ti)、鎢(w)、鉿(hf)、鎳(ni)、鋁(al)、氮族元素(如銻、鉍)、鈷(co)或鋯(zr)，n的占比約為5％至30％。例如阻障層材料204’可為三氧化二鋁(al2o3)、氧化鋯(zro2)、氧化鉿(hfo2)、五氧化二鉭ta2o5)，或其他合適的材料。阻障層材料204’可通過物理氣相沉積(pvd)、化學氣相沉積(cvd)、原子層沉積法(ald)，或其他合適的工藝形成。接著，沉積一氧反應(yīng)材料206’填滿開口203并延伸形成于阻障層材料204’上。在一些實施例中，氧反應(yīng)材料206’可以是鈦(ti)、鉿(hf)、鉭(ta)、鋯(zr)、鋁(al)、鎳(ni)、其組合，或相似的材料。可使用物理氣相沉積(pvd)、化學氣相沉積(cvd)或其他合適的工藝形成氧反應(yīng)材料206’。

接著，請參照圖2c，實施一平坦化工藝(例如，化學機械研磨(cmp)工藝)，移除阻障層材料204’與氧反應(yīng)材料206’位于開口203外的部分(即，位于第四介電層材料202’上的部份)，形成位于開口203中的不連續(xù)的氧反應(yīng)層206以及數(shù)個阻障層204。在一些實施例中，不連續(xù)的氧反應(yīng)層206包含數(shù)個相互隔離的區(qū)段，這些相互隔離的區(qū)段分別位于開口203中且對應(yīng)地設(shè)置于底電極108上。阻障層204位于開口203的底部及側(cè)壁上并分別包圍不連續(xù)的氧反應(yīng)層206的各相互隔離的區(qū)段，如圖2c所示。通過上述的平坦化工藝，不連續(xù)的氧反應(yīng)層206的上表面可與第四介電層材料202’的上表面大體上共平面，其可提升后續(xù)形成的頂電極的均勻度，進而降低電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的電性特性的變異。

其后，形成一阻障層材料208’于第四介電層材料202’、阻障層204、不連續(xù)的氧反應(yīng)層206上。形成阻障層材料208’的方法以及材料與第2b圖的阻障層材料204’相似，在此不再加以敘述。接著，于阻障層材料208’上依序形成頂電極材料114’以及第二介電材料116’，如圖2c所示。形成頂電極材料114’以及第二介電材料116’的方法以及材料與圖1e中的頂電極材料114’以及第二介電材料116’相似，在此不再加以敘述。

接著，請參照圖2d，實施一圖案化工藝，圖案化過渡金屬氧化材料110’、第四介電層材料202’、阻障層材料208’、頂電極材料114’以及第二介電材料116’，形成過渡金屬氧化層110、第四介電層202、阻障層208、頂電極114以及第二介電層116，且露出部分的第一介電層104。在一些實施例中，過渡金屬氧化層110覆蓋多個底電極108并延伸至部分的第一介電層104上。

接著，請參照圖2e，形成第三介電層118于基底102上，其覆蓋第二介電層116以及露出的第一介電層104，接著形成介層插塞122，貫穿第三介電層118與第二介電層116，并且使介層插塞122與頂電極114電性連接，即完成電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的制作。

如圖2e所示，本發(fā)明一些實施例中，不連續(xù)氧反應(yīng)層206可精確控制過渡金屬氧化層110中的導(dǎo)電細絲(filament)形成于對應(yīng)不連續(xù)的氧反應(yīng)層206與底電極108的位置上，可使用以形成導(dǎo)電細絲的不連續(xù)的氧反應(yīng)層206與底電極108遠離電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的側(cè)壁，因此可避免導(dǎo)電細絲的形成受到圖案化工藝產(chǎn)生的電漿的損害，因此不連續(xù)的氧反應(yīng)層206也可大幅度改善耐用度性能(enduranceperformance)。此外，通過阻障層204與阻障層208完全包覆不連續(xù)的氧反應(yīng)層206，可促進將導(dǎo)電細絲局限在過渡金屬氧化層110與不連續(xù)氧反應(yīng)層206對齊配置的區(qū)域而得到高密度氧空缺(oxygenvacancies)，可進而改善高溫狀態(tài)下數(shù)據(jù)保持能力(hightemperaturedataretention,htdr)的特性。

綜上所述，在本發(fā)明一實施例中通過在制造電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)的工藝中，使用平坦化工藝使底電極108的上表面108s與第一介電層104的上表面104s大體上共平面，進而提升后續(xù)形成的過渡金屬氧化層110與頂電極114的均勻度(uniformity)。此外，本發(fā)明通過使底電極108與過渡金屬氧化層的側(cè)壁具有一第一距離d，可使因圖案化過渡金屬氧化層110的反應(yīng)性離子刻蝕工藝而產(chǎn)生的電漿遠離底電極108，避免造成底電極108的損害。本發(fā)明也通過使第二開口120與其下的任一底電極108錯位設(shè)置，此錯位方式的設(shè)置可使因圖案化第三介電層118與第二介電層116的反應(yīng)性離子刻蝕工藝而產(chǎn)生的電漿遠離頂電極114，避免造成頂電極114的損害。再者，本發(fā)明更通過將一個過渡金屬氧化層110覆蓋多個底電極108，可進一步降低各個底電極108受到工藝產(chǎn)生的電漿的損害。上述的優(yōu)點都可大幅降低電阻式隨機存取存儲器結(jié)構(gòu)100的電性特性的變異。并且，本發(fā)明也可實現(xiàn)通過單一個介層插 塞122進行控制多個底電極108，進而同時控制位于層間介電層103中的多個晶體管10。

在本發(fā)明另一實施例中，不連續(xù)氧反應(yīng)層206可使過渡金屬氧化層110中的導(dǎo)電細絲(filament)遠離過渡金屬氧化層的側(cè)壁以避免受到工藝電漿的損害，進而改善耐用度性能(enduranceperformance)。此外，阻障層204與阻障層208完全包覆不連續(xù)的氧反應(yīng)層206，可局限導(dǎo)電細絲而得到高密度氧空缺(oxygenvacancies)，進而改善高溫狀態(tài)下數(shù)據(jù)保持能力(htdr)的特性。

以上概略說明了本發(fā)明數(shù)個實施例的特征部件，使所屬技術(shù)領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)人員對于后續(xù)本發(fā)明的詳細說明可更為容易理解。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)了解到本說明書可輕易作為其它結(jié)構(gòu)或工藝的變更或設(shè)計基礎(chǔ)，以進行相同于本揭露實施例的目的及/或獲得相同的優(yōu)點。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)人員也可理解與上述等同的結(jié)構(gòu)或工藝并未脫離本揭露的精神和保護范圍內(nèi)，且可在不脫離本揭露的精神和范圍內(nèi)，當可作更動、替代與潤飾因此本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求所界定者為準。