可利用濕刻蝕法或等離子體灰化法等光阻剝除方式，移除第一光阻圖案238。
[0068]然后，可對如圖9所示的具有氮原子220摻質(zhì)的上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a進行例如快速高溫退火工藝法的一退火工藝，以活化氮原子220摻質(zhì)的分布及修復上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a的晶格損傷。進行上述退火工藝之后，氮原子220摻質(zhì)會擴散占據(jù)部分氧空缺222。因此，進行上述退火工藝之后的上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a會具有較少的氧空缺222。
[0069]進行上述退火工藝之后，可利用濕刻蝕法，以稀釋氫氟酸作為刻蝕劑，移除如圖9所示的上述絕緣層236。
[0070]接著，請再參考圖6，可利用電子束真空蒸鍍或濺鍍法等沉積方式，于上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a上形成一第二電極材料層212a。如圖6所示，上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a可包括彼此相鄰的第一區(qū)域232和第二區(qū)域234。第一區(qū)域232為用以形成導電絲的氧空缺222的分布區(qū)域。因此，在本發(fā)明一些實施例中，第一區(qū)域232大體上位于上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a的中間部分。第二區(qū)域234為氮原子220摻質(zhì)的分布區(qū)域，第二區(qū)域234圍繞第一區(qū)域232。
[0071]接著，再利用圖7和圖1的工藝來定義金屬-絕緣體-金屬(M頂)疊層250a，并于金屬-絕緣體-金屬疊層250a上形成層間介電層218及穿過層間介電層218的第二電極接觸插塞216。上述金屬-絕緣體-金屬疊層250a、層間介電層218、第二電極接觸插塞216的形成方式和材質(zhì)可參考前面的相關(guān)敘述。經(jīng)過上述工藝之后，完成RRAM裝置500a。
[0072]另外，將利用圖2?圖5、圖10?圖11進一步說明RRAM裝置500b的制造方法。圖10?圖11顯示圖2所示的RRAM裝置500b的有關(guān)形成阻障層224的中間工藝步驟的剖面示意圖。阻障層224具有防止位于電阻轉(zhuǎn)態(tài)層210內(nèi)的氧原子擴散進入第二電極(頂電極)212的功能。上述圖式中的各元件如有與圖1、圖6?圖8所示相同或相似的部分，則可參考前面的相關(guān)敘述，在此不做重復說明。
[0073]首先，于圖3所示的半導體基板200的電路202上形成第一電極接觸插塞206、第一電極材料層208a及電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a之后，進行如圖4所示的光刻工藝，于電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a上形成一第一光阻圖案226。接著，進行如圖5所示的摻雜工藝229。之后，可對如圖5所示的具有氮原子220摻質(zhì)的上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a進行一退火工藝。接著，請參考圖10，可利用電子束真空蒸鍍或濺鍍法等沉積方式，于上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a上形成一阻障材料層224a。
[0074]接著，請再參考圖10，可利用電子束真空蒸鍍或濺鍍法等沉積方式，于上述阻障材料層224a上形成一第二電極材料層212a。如圖10所示，上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a可包括彼此相鄰的第一區(qū)域232和第二區(qū)域234，第一區(qū)域232大體上位于上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a的中間部分，第二區(qū)域234圍繞第一區(qū)域232。
[0075]接著，利用圖11和圖2說明定義金屬-絕緣體-金屬疊層250b及RRAM裝置500b的形成方式。如圖11所示，接著，可進行一涂布工藝，于上述第二電極材料層212a上形成一第二光阻材料(圖未顯示)。然后，利用進行前述氮原子摻雜工藝(圖5)的上述遮罩228，進行一光刻工藝，將遮罩228的圖案轉(zhuǎn)移至上述第二光阻材料，以于上述第二電極材料層212a形成一第二光阻圖案230，上述第二光阻圖案230覆蓋部分第二電極材料層212a，以定義后續(xù)形成的第二電極212、阻障層224、電阻轉(zhuǎn)態(tài)層210和第一電極208面積和形成位置。電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a的第一區(qū)域232和部分第二區(qū)域234被上述第二光阻圖案230覆蓋。
[0076]之后，請再參考圖2，利用圖11所示的上述第二光阻圖案230作為一遮罩，進行一刻蝕工藝，移除未被上述第二光阻圖案230覆蓋的上述第二電極材料層212a、阻障材料層224a、電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a和第一電極材料層208a,以形成圖案化的第二電極212、阻障層224、電阻轉(zhuǎn)態(tài)層210和第一電極208。第一電極208、電阻轉(zhuǎn)態(tài)層210、阻障層224和第二電極212可共同構(gòu)成一金屬-絕緣體-金屬疊層250b。在本發(fā)明一些實施例中，金屬-絕緣體-金屬疊層250b中的第一區(qū)域232位于第一電極接觸插塞206的正上方。S卩，電阻轉(zhuǎn)態(tài)層210的第一區(qū)域232與第一電極接觸插塞206沿一上視方向完全重疊。另外，阻障層224位于電阻轉(zhuǎn)態(tài)層210和第二(頂)電極212之間。進行上述刻蝕工藝之后，可利用濕刻蝕法或等離子體灰化法等光阻剝除方式，移除圖11所示的上述第二光阻圖案230。
[0077]之后，請再參考圖2，可利用原子層沉積法、化學氣相沉積法的薄膜沉積方式，于上述金屬-絕緣體-金屬疊層250b上順應(yīng)性形成一阻障襯墊層214。在本發(fā)明一些實施例中，阻障襯墊層214延伸至未被金屬-絕緣體-金屬疊層250b覆蓋的上述層間介電層204的頂面205上。本發(fā)明一些實施例中，阻障襯墊層214的材質(zhì)可包括氮化硅。
[0078]之后，請再參考圖2，可再利用化學氣相沉積法或等離子體增強型化學氣相沉積法，全面性沉積一層間介電層218。在本發(fā)明一些實施例中，層間介電層218覆蓋上述金屬-絕緣體-金屬疊層250b。然后，可利用例如包括光刻法和非等向性刻蝕法的一圖案化工藝，于層間介電層218及阻障襯墊層214中形成一開口，定義出第二電極接觸插塞216的形成位置，且使部分第二電極212從上述開口暴露出來。接著，可利用化學氣相沉積法，于開口側(cè)壁沉積例如鈦或氮化鈦的阻障層，再于開口中填入例如鎢的導電材料，再進行例如化學機械研磨法的平坦化工藝，以移除層間介電層218的頂面217上方多余的導電材料，以于開口中形成第二電極接觸插塞216。第二電極接觸插塞216位于金屬-絕緣體-金屬疊層250b的第一區(qū)域232的正上方。即，第二電極接觸插塞216與電阻轉(zhuǎn)態(tài)層210的第一區(qū)域232沿一上視方向完全重疊。經(jīng)過上述工藝之后，完成本發(fā)明一實施例的RRAM裝置500b。
[0079]另外，將利用圖2?圖3、圖8?圖9、圖10?圖11進一步說明本發(fā)明實施例的RRAM裝置500b的另一制造方法，其于中間工藝會形成絕緣層236，其可幫助控制后續(xù)摻雜工藝的摻質(zhì)注入深度。圖8?圖9顯示圖1所示的電阻式非易失性存儲器裝置500b的有關(guān)形成絕緣層236中間工藝步驟的剖面示意圖。另外，圖10?圖11顯示圖2所示的電阻式非易失性存儲器裝置500b的有關(guān)形成阻障層224的中間工藝步驟的剖面示意圖。上述圖式中的各元件如有與圖1、圖6?圖7所示相同或相似的部分，則可參考前面的相關(guān)敘述，在此不做重復說明。
[0080]首先，于圖3所示的半導體基板200的電路202上形成第一電極接觸插塞206、第一電極材料層208a及電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a。第一電極接觸插塞206、第一電極材料層208a及電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a的材質(zhì)和形成方式可參考前面的相關(guān)敘述，在此不做重復說明。接著，如圖8所示，于電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a上形成一絕緣層236。絕緣層236的材質(zhì)和形成方式可參考前面的相關(guān)敘述，在此不做重復說明。之后，利用遮罩228進行光刻工藝，于絕緣層236上形成第一光阻圖案238。
[0081]接著，如圖9所示，利用上述第一光阻圖案238作為一遮罩，進行摻雜工藝237，將多個氮原子220注入未被第一光阻圖案238覆蓋的電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a中。被第一光阻圖案238覆蓋的電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a中仍會具有氧空缺222。之后，移除第一光阻圖案238。在本發(fā)明一些實施例中，移除第一光阻圖案238的方式可參考前面的相關(guān)敘述，在此不做重復說明。
[0082]然后，可對如圖9所示的具有氮原子220摻質(zhì)的上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a進行退火工藝，以活化氮原子220摻質(zhì)的分布及修復上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a的晶格損傷。進行上述退火工藝之后，氮原子220摻質(zhì)會擴散占據(jù)部分氧空缺222。之后，移除如圖9所示的上述絕緣層236。移除絕緣層236的方式可參考前面的相關(guān)敘述，在此不做重復說明。
[0083]接著，請參考圖10，于上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a上形成阻障材料層224a。之后，于上述阻障材料層224a上形成第二電極材料層212a。阻障材料層224a和第二電極材料層212a的材質(zhì)和形成方式可參考前面的相關(guān)敘述，在此不做重復說明。如圖10所示，上述電阻轉(zhuǎn)態(tài)材料層210a的第一區(qū)域232為用以形成導電絲的氧空缺222的分布區(qū)域，第二區(qū)域234為氮原子220摻質(zhì)的分布區(qū)域，第二區(qū)域234圍繞第一區(qū)域232。
[0084]接著，利用圖11和圖2所述的工藝來定義金屬-絕緣體-金屬疊層250b及形成最終的RRAM裝置500b。定義金屬-絕緣體-金屬疊層250b及形成RRAM裝置500b的方式可參考前面的相關(guān)敘述，在此不做重復說明。