CN116018058A - 电阻式随机存取存储器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电阻式随机存取存储器及其制备方法，电阻式随机存取存储器包括：依次排布的第一电极、阻变存储层和第二电极；第二电极包括：第一子电极层，设置于阻变存储层上；限制层，设置于第一子电极层上；第二子电极层，设置于限制层上；限制层用于限制金属原子从第二子电极层迁移到第一子电极层，第二子电极层的金属原子浓度大于第一子电极层的金属原子浓度，第一子电极层的金属原子浓度大于限制层的金属原子浓度。本发明能够提升电阻式随机存取存储器操作电压的均匀性，提高热稳定性的同时不牺牲操作电压，满足擦除出错率要求。

Description

电阻式随机存取存储器及其制备方法

技术领域

本发明属于半导体集成电路设计及制造领域，特别是涉及一种电阻式随机存取存储器及其制备方法。

背景技术

电阻式随机存取存储器(resistive random-access memory,RRAM)属于一种非挥发性存储器(non-volatile memory,NVM)，具有更小的尺寸、读写快速、数据保存时间长、低耗能、可靠度佳以及与半导体制作工艺相容等特性，因此逐渐受到本领域的关注。电阻式随机存取存储器的基本结构为上、下电极之间夹着一层可变电阻层，通过外加电压使得可变电阻材料在高电阻状态(high resistance state,HRS)和低电阻状态(low resistancestate,LRS)之间转换，然后将不同的电阻状态编译成1或0来达到存储和辨别数据的目的。

导电桥式随机存取存储器(conductive bridge resistance random accessmemory,CBRRAM)是一种常用的电阻式随机存取存储器，其顶电极也叫活性电极，它提供了导电细丝的金属原材料。顶电极影响着导电桥式随机存取存储器的热稳定性、导电细丝形成的操作电压和导电细丝的擦除效果，因此，顶电极工艺非常关键。传统的顶电极很难做到较好的均匀度，也很难同时满足热稳定性高，操作电压低且擦除效果好的要求。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电阻式随机存取存储器及其制备方法，用于解决现有技术中传统的顶电极很难做到较好的均匀度，也很难同时满足热稳定性高，操作电压低且擦除效果好的要求的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电阻式随机存取存储器，所述电阻式随机存取存储器包括：依次排布的第一电极、阻变存储层和第二电极；所述第二电极包括：第一子电极层，设置于所述阻变存储层上；限制层，设置于所述第一子电极层上；第二子电极层，设置于所述限制层上；所述限制层用于限制金属原子从所述第二子电极层迁移到第一子电极层，所述第二子电极层的金属原子浓度大于所述第一子电极层的金属原子浓度，所述第一子电极层的金属原子浓度大于所述限制层的金属原子浓度，所述金属原子浓度为相应层中金属原子数量与非金属原子数量的比值，或者为相应层中金属原子数量与杂质金属原子的比值。

可选地，在高温退火时，所述限制层限制金属原子从所述第二子电极层迁移到所述第一子电极层，通过控制温度窗口及/或调节限制层厚度，控制金属原子从所述第二子电极层迁移到所述第一子电极层的数量。

可选地，所述第二子电极层的金属原子浓度为所述第一子电极层的金属原子浓度的1.2倍～2倍，所述第一子电极层的金属原子浓度为所述限制层的金属原子浓度的1.1倍～1.7倍。

可选地，所述第一子电极层的金属原子浓度的取值范围为110％～170％，所述限制层的金属原浓度的取值范围为101％～145％，所述第二子电极层的金属原子浓度的取值范围为125％～200％。

可选地，所述第二子电极层的厚度大于所述限制层的厚度。

可选地，所述限制层的厚度大于或等于所述第一子电极层的厚度。

可选地，所述第一子电极层的厚度范围为1～10个原子层，所述限制层的厚度范围为1～20个原子层，所述的第二子电极层的厚度范围为100个原子层以上。

可选地，所述第一子电极层、所述限制层和所述第二子电极层的材质包括金属氮化物、金属硅化物和金属锗化物中的一种或多种。

可选地，所述第一子电极层、所述限制层和所述第二子电极层的金属包括铜、铝和银中一种或多种。

可选地，所述第一子电极层、所述限制层和所述第二子电极层的材质包括杂质金属掺杂的金属，所述金属包括铜、铝和银中一种或多种，所述杂质金属包括钛和钽中的一种或多种。

可选地，所述阻变存储层至少包括可逆变的高阻态和低阻态。

本发明还提供一种电阻式随机存取存储器的制备方法，所述制备方法包括步骤：形成依次排布的第一电极、阻变存储层和第二电极；于所述阻变存储层上形成第二电极，包括：于所述阻变存储层上形成第一子电极层；于所述第一子电极层上形成限制层；于所述限制层上形成第二子电极层；所述限制层用于限制金属原子从所述第二子电极层迁移到第一子电极层，所述第二子电极层的金属原子浓度大于所述第一子电极层的金属原子浓度，所述第一子电极层的金属原子浓度大于所述限制层的金属原子浓度，所述金属原子浓度是指相应层中金属原子数量与非金属原子数量的比值。

可选地，于所述阻变存储层上形成顶电极，包括：a)通过金属化合物溅射工艺或者杂质金属掺杂溅射工艺于所述阻变存储层上形成所述第一子电极层；b)在步骤a)的基础上增加化合物比例或者杂质金属的掺杂浓度，通过金属化合物溅射工艺或者杂质金属掺杂溅射工艺于所述第一子电极层上形成所述限制层；c)通过金属化合物溅射工艺或者杂质金属掺杂溅射工艺于所述限制层上形成所述第二子电极层。

可选地，在步骤a)的基础上增加化合物比例或者杂质金属的掺杂浓度包括：对金属化合物溅射工艺，通过减少溅射功率来降低金属靶材的溅射速度或/及增加反应气体，进而提升金属原子与反应气体的化学反应比例；对杂质金属掺杂溅射工艺，通过增加杂质金属靶材的溅射速度以提升杂质金属原子的浓度。

如上所述，本发明的电阻式随机存取存储器及其制备方法，具有以下有益效果：

本发明的顶电极包括三明治结构的第一子电极层、限制层和第二子电极层，第一，最靠近阻变存储层的第一子电极层的厚度相对较薄，其自由金属原子浓度中等且有限，以保证其不足以在热迁移下使阻变存储层导通；第二，中间的限制层，其自由金属原子浓度较低，可以有效地降低第二子电极层的自由金属原子往第一子电极层扩散的速率，在热效应下减缓了第二子电极层对第一子电极层的影响，从而增加了电阻式随机存取存储器的热稳定性；第三，第一子电极层的金属原子浓度可以与传统的顶电极的浓度保持一致，并可根据实际需要进行调整，因为不需要实质改变第一子电极层的初始金属原子浓度，所以对操作电压的影响也较小；第四，充分的热运动也使得顶电极的均与度得到提升；第五，第二子电极层的金属原子浓度较高，其可为顶电极提供了一个足量的金属原子储备池，金属原子热运动最活跃，均匀度也最好。本发明能够提升电阻式随机存取存储器操作电压的均匀性，提高热稳定性的同时不牺牲操作电压，满足擦除出错率要求。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于说明本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1显示为一种电阻式随机存取存储器的结构示意图。

图2显示为另一种电阻式随机存取存储器的结构示意图。

图3～图7显示为本发明实施例的电阻式随机存取存储器的制备方法各步骤所呈现的结构示意图，其中，图7显示为本发明实施例的电阻式随机存取存储器的结构示意图。

图8显示为本发明实施例的第一子电极层、限制层和第二子电极层的金属原子浓度和厚度的关系曲线。

元件标号说明

101 底电极

102 阻变存储层

103 顶电极

201 底电极

202 阻变存储层

203 第一层电极

204 第二层电极

301 底电极

302 阻变存储层

303 第一子电极层

304 限制层

305 第二子电极层

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，一种RRAM结构包括底电极101、阻变存储层102和顶电极103，顶电极103的材料结构是单一的，很难同时满足热稳定性和操作电压要求。如图2所示为另一种RRAM结构，其包括底电极201、阻变存储层202、顶电极，顶电极由第一层电极203和第二层电极204组成，第一层电极203和第二层电极204的差异是金属原子浓度的差异，这种设计能够满足热稳定性，但对于第一层电极203的工艺要求较高，操作电压不容易控制，均匀度比较差。

如图7所示，本实施例提供一种电阻式随机存取存储器，所述电阻式随机存取存储器包括：底电极301；阻变存储层302，具有可变电阻且设置在所述底电极301上；顶电极，设置于所述阻变存储层302上；所述顶电极包括：第一子电极层303，设置于所述阻变存储层302上；限制层304，设置于所述第一子电极层303上；第二子电极层305，设置于所述限制层304上；所述限制层304用于限制金属原子从所述第二子电极层305迁移到第一子电极层303，所述第二子电极层305的金属原子浓度大于所述第一子电极层303的金属原子浓度，所述第一子电极层303的金属原子浓度大于所述限制层304的金属原子浓度，所述金属原子浓度为相应层中金属原子数量与非金属原子数量的比值，或者为相应层中金属原子数量与杂质金属原子的比值，第一子电极层303、限制层304和第二子电极层305的金属原子浓度和厚度的关系如图8所示。

在高温退火时，所述限制层304限制金属原子从所述第二子电极层305迁移到所述第一子电极层303，通过控制温度窗口及/或调节限制层304厚度，控制金属原子从所述第二子电极层305迁移到所述第一子电极层303的数量，从而提升电阻式随机存取存储器的热稳定性，减少温度对操作电压的影响，并提升均匀度。

在一个实施例中，所述电阻式随机存取存储器还包括一集成芯片，该集成芯片包括一基底，所述基底中设置有如晶体管等元器件，如CMOS器件等，所述基底上设置有层间介质和互连层，用于所述元器件的引出。在一些实施例中，层间介质可以为二氧化硅、硼硅玻璃等，互连层以包为铜、铝或钨的导电金属。

如图7所示，所述底电极301可以直接与所述互连层接触，在一些实施例中，所述底电极301的材质可以为钛(Ti)、钽(Ta)、镍(Ni)、铜(Cu)、钨(W)、铪(Hf)、锆(Zr)、铌(Nb)、钇(Y)、锌(Zn)、钴(Co)、铝(Al)、硅(Si)、锗(Ge)及其合金所组成的族群中的一种或多种材料。

如图7所示，所述阻变存储层302设置于所述底电极301上方，在一些实施例中，所述阻变存储层302可以直接接触底电极301。所述阻变存储层302至少包括可逆变的高阻态和低阻态。具体地，所述阻变存储层302配置为包括在第一数据状态(例如0)下的高电阻状态和与在第二数据状态(例如1)的低电阻状态，并可在高电阻状态与低电阻状态之间经历可逆变化来存储数据状态。所述阻变存储层302包括具有可变电阻的高k介电材料，例如，所述阻变存储层302可可以包括过度金属氧化物，例如氧化镍(NiO)、氧化钛(TiO)、氧化锌(ZnO)、氧化锆(ZrO)、氧化铪(HfO)、氧化钽(TaO)等，且不限于此处所列举的示例。

如图7所示，在一个实施例中，所述第二子电极层305的金属原子浓度为所述第一子电极层303的金属原子浓度的1.2倍～2倍，所述第一子电极层303的金属原子浓度为所述限制层304的金属原子浓度的1.1倍～1.7倍。

在一个实施例中，所述第一子电极层303的金属原子浓度的取值范围为110％～170％，所述限制层304的金属原浓度的取值范围为101％～145％，所述第二子电极层305的金属原子浓度的取值范围为125％～200％。

在一些实施例中，所述第二子电极层305的厚度大于所述限制层304的厚度，所述限制层304的厚度大于或等于所述第一子电极层303的厚度。例如，在一个实施例中，所述第一子电极层303的厚度范围为1～10个原子层，以保证其不足以在热迁移下使阻变存储层导通，所述限制层304的厚度范围为1～20个原子层且其自由金属原子浓度较低，以有效地降低第二子电极层305的自由金属原子往第一子电极层303扩散的速率，在热效应下减缓了第二子电极层305对第一子电极层303的影响，从而增加了电阻式随机存取存储器的热稳定性，所述的第二子电极层305的厚度范围为100个原子层以上，以为顶电极提供足量的金属原子储备池。具体地，所述第一子电极层303的厚度可以为5个原子层，所述限制层304的厚度可以为10个原子层，所述的第二子电极层305的厚度可以为150个原子层。

在一个实施例中，所述第一子电极层303、所述限制层304和所述第二子电极层305的材质包括金属氮化物、金属硅化物和金属锗化物中的一种或多种。所述金属氮化物例如可以为氮化铝(AlNx)，所述金属硅化物例如可以为硅化铝(AlSix)、硅化铜(CuSix)、硅化银(AgSix)等，所述金属锗化物例如可以为锗化铝(AlGex)、锗化铜(CuGex)、锗化银(AgGex)，其中，以氮化铝(AlNx)为例，所述金属原子浓度可以表示为1:x的值。

在一个实施例中，所述第一子电极层、所述限制层和所述第二子电极层的金属包括铜、铝和银中一种或多种。在一个具体示例中，所述第一子电极层303、所述限制层304和所述第二子电极层305的材质包括杂质金属掺杂的金属，所述金属包括铜、铝和银中一种或多种，所述杂质金属包括钛和钽中的一种或多种。例如，所述杂质金属掺杂的金属可以为钛掺杂的铝(AlTix)，其中，所述金属原子浓度可以表示为1:x的值。

本发明的顶电极包括三明治结构的第一子电极层303、限制层304和第二子电极层305，第一，最靠近阻变存储层的第一子电极层303的厚度相对较薄，其自由金属原子浓度中等且有限，以保证其不足以在热迁移下使阻变存储层导通；第二，中间的限制层304，其自由金属原子浓度较低，可以有效地降低第二子电极层305的自由金属原子往第一子电极层303扩散的速率，在热效应下减缓了第二子电极层305对第一子电极层303的影响，从而增加了电阻式随机存取存储器的热稳定性；第三，第一子电极层303的金属原子浓度可以与传统的顶电极的浓度保持一致，并可根据实际需要进行调整，因为不需要实质改变第一子电极层303的初始金属原子浓度，所以对操作电压的影响也较小；第四，充分的热运动也使得顶电极的均与度得到提升；第五，第二子电极层305的金属原子浓度较高，其可为顶电极提供了一个足量的金属原子储备池，金属原子热运动最活跃，均匀度也最好。本发明能够提升电阻式随机存取存储器操作电压的均匀性，提高热稳定性的同时不牺牲操作电压，满足擦除出错率要求。

在一个实施例中，所述电阻式随机存取存储器还包括顶部绝缘层和顶部互连层，顶部互连层包括顶部金属通孔和设置于顶部绝缘层的连接金属部。

如图3～图7所示，本发明还提供一种电阻式随机存取存储器的制备方法，所述电阻式随机存取存储器的基本结构可参阅上述实施例，所述制备方法包括步骤：

首先进行步骤1)，提供一基底(未予图示)，所述基底上形成有互连层。

例如，所述基底中设置有如晶体管等元器件，如CMOS器件等，所述基底上设置有层间介质和互连层，用于所述元器件的引出。在一些实施例中，层间介质可以为二氧化硅、硼硅玻璃等，互连层以包为铜、铝或钨的导电金属。

如图3所示，然后进行步骤2)，于所述互连层上形成底电极301。

例如，可以通过溅射工艺(如磁控溅射)或金属蒸镀工艺等于所述互连层上形成底电极301。

如图4所示，然后进行步骤3)，于所述底电极301上形成阻变存储层302，所述阻变存储层302具有可变电阻。

例如，可以通过如溅射工艺、反应溅射工艺、化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺等于所述底电极301上形成阻变存储层302。

如图5～图7所示，然后进行步骤4)，于所述阻变存储层上形成顶电极，包括以下步骤：

如图5所示，进行步骤4-1)，于所述阻变存储层上形成第一子电极层303；

如图6所示，然后进行步骤4-2)，于所述第一子电极层303上形成限制层304；

如图7所示，最后进行步骤4-3)，于所述限制层304上形成第二子电极层305；所述限制层304用于限制金属原子从所述第二子电极层305迁移到第一子电极层303，所述第二子电极层305的金属原子浓度大于所述第一子电极层303的金属原子浓度，所述第一子电极层303的金属原子浓度大于所述限制层304的金属原子浓度，所述金属原子浓度是指相应层中金属原子数量与非金属原子数量的比值。

在一些实施例中，于所述阻变存储层上形成顶电极，具体可以包括以下步骤：

步骤a)，通过金属化合物溅射工艺或者杂质金属掺杂溅射工艺于所述阻变存储层上形成所述第一子电极层303；

步骤b)，在步骤a)的基础上增加化合物比例或者杂质金属的掺杂浓度，通过金属化合物溅射工艺或者杂质金属掺杂溅射工艺于所述第一子电极层303上形成所述限制层304；

可选地，在步骤a)的基础上增加化合物比例或者杂质金属的掺杂浓度包括：

对金属化合物溅射工艺，通过减少溅射功率来降低金属靶材的溅射速度，或/及：增加反应气体，进而提升金属原子与反应气体的化学反应比例。例如，对于第一子电极层303和限制层304为AlNx来说，金属靶材的材料为Al，通入的反应气体(氮源气体)可以为N₂O、NO₂、NO、N₂O₂、N₂、NH₃所组成的气体群中所选择的至少一种。第一种方法是可以通过减少溅射功率来降低铝靶材的溅射速度，保持氮源气体的通入量，以降低AlNx材料中的Al含量，进而降低金属原子浓度1:x的值。第二种方法是可以保持铝靶材的溅射速度，增加氮源气体的通入量，以增加AlNx材料中的N含量，进而降低金属原子浓度1:x的值。

对杂质金属掺杂溅射工艺(如磁控共溅射工艺)，通过增加杂质金属靶材的溅射速度，降低或保持所述金属靶材的溅射速度，以提升杂质金属原子的浓度。例如，对于AlTix材料，其溅射过程采用两个靶材，分别为铝靶材和钛靶材，通过增加钛靶材的溅射速度，并保持或降低铝靶材的溅射速度，以增加AlTix中的Ti含量，进而降低金属原子浓度1:x的值。当然，也可多通过降低铝靶材的溅射速度，保持钛靶材的溅射速度，也可以实现降低金属原子浓度1:x的值的效果。

步骤c)，通过金属化合物溅射工艺或者杂质金属掺杂溅射工艺于所述限制层304上形成所述第二子电极层305。

需要说明的是，以上示例提供的方案为垂直方向排布方式的电阻式随机存取存储器及其制备方法，在其他的示例中，所述电阻式随机存取存储器及其制备方法也可以设置为如横向方向排布方式或其他的排布方式，并不限于上述所列举的示例。

如上所述，本发明的电阻式随机存取存储器及其制备方法，具有以下有益效果：

本发明的顶电极包括三明治结构的第一子电极层303、限制层304和第二子电极层305，第一，最靠近阻变存储层的第一子电极层303的厚度相对较薄，其自由金属原子浓度中等且有限，以保证其不足以在热迁移下使阻变存储层导通；第二，中间的限制层304，其自由金属原子浓度较低，可以有效地降低第二子电极层305的自由金属原子往第一子电极层303扩散的速率，在热效应下减缓了第二子电极层305对第一子电极层303的影响，从而增加了电阻式随机存取存储器的热稳定性；第三，第一子电极层303的金属原子浓度可以与传统的顶电极的浓度保持一致，并可根据实际需要进行调整，因为不需要实质改变第一子电极层303的初始金属原子浓度，所以对操作电压的影响也较小；第四，充分的热运动也使得顶电极的均与度得到提升；第五，第二子电极层305的金属原子浓度较高，其可为顶电极提供了一个足量的金属原子储备池，金属原子热运动最活跃，均匀度也最好。本发明能够提升电阻式随机存取存储器操作电压的均匀性，提高热稳定性的同时不牺牲操作电压，满足擦除出错率要求。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种电阻式随机存取存储器，其特征在于，所述电阻式随机存取存储器包括：

依次排布的第一电极、阻变存储层和第二电极；

所述第二电极包括：

第一子电极层，设置于所述阻变存储层上；

限制层，设置于所述第一子电极层上；

第二子电极层，设置于所述限制层上；

所述限制层用于限制金属原子从所述第二子电极层迁移到第一子电极层，所述第二子电极层的金属原子浓度大于所述第一子电极层的金属原子浓度，所述第一子电极层的金属原子浓度大于所述限制层的金属原子浓度，所述金属原子浓度为相应层中金属原子数量与非金属原子数量的比值，或者为相应层中金属原子数量与杂质金属原子的比值。

2.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其特征在于：在高温退火时，所述限制层限制金属原子从所述第二子电极层迁移到所述第一子电极层，通过控制温度窗口及/或调节限制层厚度，控制金属原子从所述第二子电极层迁移到所述第一子电极层的数量。

3.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其特征在于：所述第二子电极层的金属原子浓度为所述第一子电极层的金属原子浓度的1.2倍～2倍，所述第一子电极层的金属原子浓度为所述限制层的金属原子浓度的1.1倍～1.7倍。

4.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其特征在于：所述第一子电极层的金属原子浓度的取值范围为110％～170％，所述限制层的金属原浓度的取值范围为101％～145％，所述第二子电极层的金属原子浓度的取值范围为125％～200％。

5.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其特征在于：所述第二子电极层的厚度大于所述限制层的厚度。

6.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其特征在于：所述限制层的厚度大于或等于所述第一子电极层的厚度。

7.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其特征在于：所述第一子电极层的厚度范围为1～10个原子层，所述限制层的厚度范围为1～20个原子层，所述的第二子电极层的厚度范围为100个原子层以上。

8.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其特征在于：所述第一子电极层、所述限制层和所述第二子电极层的材质包括金属氮化物、金属硅化物和金属锗化物中的一种或多种。

9.根据权利要求1或8所述的电阻式随机存取存储器，其特征在于：所述第一子电极层、所述限制层和所述第二子电极层的金属包括铜、铝和银中一种或多种。

10.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其特征在于：所述第一子电极层、所述限制层和所述第二子电极层的材质包括杂质金属掺杂的金属，所述金属包括铜、铝和银中一种或多种，所述杂质金属包括钛和钽中的一种或多种。

11.根据权利要求1所述的电阻式随机存取存储器，其特征在于：所述阻变存储层至少包括可逆变的高阻态和低阻态。

12.一种如权利要求1～11任意一项所述的电阻式随机存取存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

形成依次排布的第一电极、阻变存储层和第二电极，于所述阻变存储层上形成第二电极，包括：

于所述阻变存储层上形成第一子电极层；

于所述第一子电极层上形成限制层；

于所述限制层上形成第二子电极层；

所述限制层用于限制金属原子从所述第二子电极层迁移到第一子电极层，所述第二子电极层的金属原子浓度大于所述第一子电极层的金属原子浓度，所述第一子电极层的金属原子浓度大于所述限制层的金属原子浓度，所述金属原子浓度是指相应层中金属原子数量与非金属原子数量的比值。

13.根据权利要求12所述的电阻式随机存取存储器的制备方法，其特征在于：于所述阻变存储层上形成顶电极，包括：

a)通过金属化合物溅射工艺或者杂质金属掺杂溅射工艺于所述阻变存储层上形成所述第一子电极层；

b)在步骤a)的基础上增加化合物比例或者杂质金属的掺杂浓度，通过金属化合物溅射工艺或者杂质金属掺杂溅射工艺于所述第一子电极层上形成所述限制层；

c)通过金属化合物溅射工艺或者杂质金属掺杂溅射工艺于所述限制层上形成所述第二子电极层。

14.根据权利要求13所述的电阻式随机存取存储器的制备方法，其特征在于：在步骤a)的基础上增加化合物比例或者杂质金属的掺杂浓度包括：

对金属化合物溅射工艺，通过减少溅射功率来降低金属靶材的溅射速度或/及增加反应气体，进而提升金属原子与反应气体的化学反应比例；

对杂质金属掺杂溅射工艺，通过增加杂质金属靶材的溅射速度以提升杂质金属原子的浓度。

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