一种电阻式随机存取存储器件的制造方法与流程

本公开涉及存储器，尤其涉及一种电阻式随机存取存储(rram)器件的制造方法。

背景技术：

1、电阻式随机存取存储(rram)器件是一种具备可调整和非易失性电阻的两端无源器件。通过对rram器件施加适当的可编程信号，rram器件可以在高电阻状态(hrs)和低电阻状态(lrs)之间进行电切换。rram器件可用于形成交叉阵列，从而应用于内存内计算、非易失性固态存储器、图像处理、神经网络等。

技术实现思路

1、以下是本公开的简要
技术实现要素：
用于提供对本公开的一些方面的基本理解。发明内容不是本公开的广泛概述。发明内容并非旨在识别本公开的关键或重要要素，也并非旨在说明本公开的特定实现的任何范围或者权利要求的任何范围。发明内容的唯一目的是作为后续呈现的更详细描述的语言简化呈现本公开的一些概念。

2、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种具备设计的电子缺陷的电阻式随机存取存储器件及其制造方法。

3、本公开的一个方面提供了一种制造电阻式随机存取存储(rram)器件的方法。所述方法包括：在所述rram器件的第一电极上制造第一界面层，所述第一界面层包括第一材料的第一非连续薄膜；在所述第一界面层上制造包括至少一种过渡性金属氧化物的切换氧化物层；在所述切换氧化物层上制造第二界面层，其中所述第二界面层包括第二材料的第二非连续薄膜；在所述第二界面层上制造缺陷设计层用于在所述切换氧化物层上产生电子缺陷。所述第一材料和所述第二材料都比所述至少一种过渡性金属氧化物具备更强的化学稳定性。

4、在一些实施例中，所述至少一种过渡性金属氧化物包括hfox或taoy的至少一种，其中x≤2.0，y≤2.5。

5、在一些实施例中，所述第一材料包括al2o3、mgo、y2o3或la2o3中的至少一种。

6、在一些实施例中，在所述rram器件的第一电极上制造第一界面层，所述第一界面层包括第一材料的第一非连续薄膜包括：在所述第一电极上沉积所述第一材料形成所述第一非连续薄膜。

7、在一些实施例中，所述第一界面层的厚度在0.2nm和1nm之间。

8、在一些实施例中，所述第二材料包括al2o3、mgo、y2o3或la2o3中的至少一种。

9、在一些实施例中，在所述第二界面上制造所述缺陷设计层包括：

10、制造第一金属材料的第一层；

11、在所述第一金属材料的第一层上制造第二金属材料的第二层。

12、在一些实施例中，所述第一材料比所述至少一种过渡性金属氧化物具备更强的化学稳定性；所述第一材料比所述第一金属材料的氧化物具备更强的化学稳定性。

13、在一些实施例中，所述第一金属材料包括ti、hf或zr中的至少一种。

14、在一些实施例中，所述第二金属材料包括钽。

15、在一些实施例中，所述制造所述第一金属材料的第一层包括在所述第二界面层上沉积ti层。

16、在一些实施例中，所述第二金属材料的第二层包括一种或多种包含钽的合金。

17、在一些实施例中，所述缺陷设计层包括一种或多种包含钽的合金。

18、在一些实施例中，所述包含钽的合金进一步包括铪、钼、钨、铌或锆中的至少一种。

19、在一些实施例中，所述包含钽的合金包括包含钽的二元合金，包含钽的三元合金，包含钽的四元合金，包含钽的五元合金，包含钽的六元合金或包含钽的高阶合金中的至少一种。

20、在一些实施例中，所述包括第一金属材料的第一层的厚度在0.2nm到5nm之间。

21、在一些实施例中，所述缺陷设计层接触所述切换氧化物层的至少一部分。

技术特征：

1.一种电阻式随机存取存储(rram)器件的制造方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种过渡性金属氧化物包括hfox或taoy的至少一种，其中x≤2.0，y≤2.5。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一材料包括al2o3、mgo、y2o3或la2o3中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述rram器件的第一电极上制造第一界面层，所述第一界面层包括第一材料的第一非连续薄膜包括：在所述第一电极上沉积所述第一材料形成所述第一非连续薄膜。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一界面层的厚度在0.2nm和1nm之间。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二材料包括al2o3、mgo、y2o3或la2o3中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二界面上制造所述缺陷设计层包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一材料比所述第一金属材料的氧化物和所述至少一种过渡性金属氧化物具备更强的化学稳定性。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一金属材料包括ti、hf或zr中的至少一种。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二金属材料包括钽。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述制造所述第一金属材料的第一层包括在所述第二界面层上沉积ti层。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二金属材料的第二层包括一种或多种包含钽的合金。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缺陷设计层包括一种或多种包含钽的合金。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述包含钽的合金包括铪、钼、钨、铌或锆中的至少一种。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述包含钽的合金包括包含钽的二元合金，包含钽的三元合金，包含钽的四元合金，包含钽的五元合金，包含钽的六元合金或包含钽的高阶合金中的至少一种。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述包括第一金属材料的第一层的厚度在0.2nm到5nm之间。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缺陷设计层接触所述切换氧化物层的至少一部分。

技术总结
本公开涉及一种电阻式随机存取存储(RRAM)器件的制造方法。制造RRAM器件的方法包括：在所述RRAM器件的第一电极上制造第一界面层，所述第一界面层包括第一材料的第一非连续薄膜；在所述第一界面层上制造包括至少一种过渡性金属氧化物的切换氧化物层；在所述切换氧化物层上制造第二界面层；在所述第二界面层上制造缺陷设计层。所述第一材料比所述至少一种过渡性金属氧化物具备更强的化学稳定性。

技术研发人员：张民宪,葛宁
受保护的技术使用者：特忆智能科技
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15