[發明專利]制造存儲單元中的自收斂存儲材料元件的方法

有效

• 申請號: 200710196685.1
• 申請日: 2007-12-04
• 公開（公告）號: CN101197423A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 龍翔瀾
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;G11C11/56
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王英

1.一種在制造一存儲單元時用以生成一自收斂存儲材料元件的方法，包括：

形成一基底層，其包括一底電極；

在所述基底層之上形成一上層，所述上層形成步驟包括在所述基底層之上形成一第三平坦化停止層、在所述第三層之上形成一第二層、以及在所述第二層之上形成一第一層；

形成一微孔開口穿透所述上層以外露所述底電極的一表面、并生成一第一存儲單元次組合，所述微孔開口包括形成于所述第一層中的一第一上開口部分、形成于所述第二層中的一第二開口部分、以及形成于所述第三層中的一第三開口部分，所述第一與第二開口部分分別具有第一與第二寬度，所述第一層具有一凸懸部分延伸進入所述開口以使得所述第一寬度短于所述第二寬度；

沉積一介電材料于所述微孔開口中，以生成一第二存儲單元次組合，包括在所述沉積介電材料中的一空洞，所述空洞為位于所述微孔開口內的一自收斂空洞；

非等向性地蝕刻所述第二存儲單元次組合，進而形成一介電材料側壁于所述微孔開口中，且一電極孔對準至所述空洞并外露所述底電極；

沉積一存儲材料于所述電極孔中并使其接觸至所述底電極，以生成一第三存儲單元次組合；以及

向下平坦化所述第三存儲單元次組合至所述第三平坦化停止層，以生成一第四存儲單元次組合，所述第四存儲單元次組合包括有一由所述存儲材料所構成的一存儲材料元件，以及一平坦上表面，所述平坦上表面由所述存儲材料元件、所述介電填充材料、以及所述第三層所定義。

2.如權利要求1所述的方法，還包括選擇鍺銻碲(GST)作為所述存儲材料。

3.如權利要求1所述的方法，其中所述蝕刻步驟、所述存儲材料沉積步驟、以及所述平坦化步驟的進行，使得所述存儲材料元件的寬度小于所述第一寬度。

4.如權利要求1所述的方法，其中所述蝕刻步驟、所述存儲材料沉積步驟、以及所述平坦化步驟的進行，使得所述存儲材料元件于所述平坦上表面處的寬度實質上小于所述微孔開口形成步驟的最小特征尺寸。

5.如權利要求1所述的方法，其中所述蝕刻步驟、所述存儲材料沉積步驟、以及所述平坦化步驟的進行，使得所述存儲材料元件于所述平坦上表面處的寬度不受限于所述最小微影特征尺寸。

6.如權利要求1所述的方法，其中所述微孔形成步驟包括增加所述第一層的體積。

7.如權利要求1所述的方法，其中所述微孔形成步驟包括回蝕刻所述第二層。

8.如權利要求1所述的方法，其中所述自收斂空洞的寬度小于所述第一寬度。

9.如權利要求1所述的方法，其中所述微孔形成步驟包括：

選擇一第一層的材料，當所述材料進入一選定制程時，其體積將會增加；

選擇一第二層的材料，當所述材料進入一選定制程時，其體積并不增加；

形成一開口穿透所述上層以外露所述底電極的一表面，并生成一第一存儲單元次組合，所述開口包括所述第一上開口部分以及所述第二開口部分；以及

使所述第一存儲單元次組合進行所述選定制程，以增加所述第一層的體積并生成所述凸懸部分延伸進入所述開口，同時不增加所述第二層的體積。

10.如權利要求9所述的方法，其中所述選擇步驟包括選擇硅作為所述第一層的材料、以及選擇一氧化物作為所述第二層的材料，且還包括選擇一化學機械研磨停止層為所述第三平坦化停止層。

11.如權利要求9所述的方法，其中所述開口形成步驟的進行，在所述開口形成步驟中生成一最小尺寸的開口。

12.如權利要求9所述的方法，其中所述開口形成步驟以微影方式進行，以在所述開口形成步驟中生成一最小微影尺寸的開口。

13.如權利要求9所述的方法，其中所述選定制程步驟的進行，使得所述減少的第一寬度與所述第二寬度無關。

14.一種生成一存儲單元的方法，所述存儲單元于一介電材料中包括一自收斂存儲材料元件，所述方法還包括：

生成如權利要求1所述的一第四存儲單元次組合；以及

形成一上電極于所述平坦上表面之上且接觸至所述存儲材料元件，以生成一存儲單元。