[發(fā)明專利]制造具有自對準電極的半導體存儲器件的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810093182.6
• 申請日: 2008-04-24
• 公開（公告）號: CN101325179A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 金楨仁;吳在熙;孔晙赫;樸哉炫;李廣宇
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L21/82
• 分類號: H01L21/82;H01L21/768;H01L27/24;H01L23/522;G11C11/56;G11C16/02
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權代理有限責任公司
• 代理人: 黃啟行;穆德駿

發(fā)明領域

本發(fā)明的示例性實施例總體上涉及半導體器件及其制造方法，更具體地說，涉及具有自對準到相變圖形的電極的半導體存儲器件的制造方法和相關器件。

背景技術

半導體存儲器件可以被分為易失性存儲器件和非易失性存儲器件。即使電源供給被中斷，非易失性存儲器件也不丟失在其中存儲的數(shù)據(jù)。由此，非易失性存儲器件被廣泛地應用于移動通信系統(tǒng)、便攜式存儲器件和各種數(shù)字設備的輔助存儲器件。

為了研制具有用于提高集成密度以及非易失性存儲器特性的有效結(jié)構的新存儲器件投入了更多努力。這種研究努力的結(jié)果得到相變存儲器件。相變存儲器單元的基本單元(unit?cell)包括存取器件和串聯(lián)連接到存取器件的數(shù)據(jù)存儲元件。數(shù)據(jù)存儲元件包括電連接到存取器件的下電極和與下電極接觸的相變材料層。該相變材料層是可以根據(jù)提供的電流量在充分的非晶態(tài)和充分的晶態(tài)之間或在晶態(tài)下的各種電阻率狀態(tài)之間進行電切換的材料層。

當編程電流(program?current)通過下電極時，在相變材料層和下電極之間的界面處產(chǎn)生焦耳熱。這種焦耳熱將部分相變材料層(下面稱為“相變體積”)轉(zhuǎn)變?yōu)槌浞值姆蔷B(tài)或充分的晶態(tài)。充分的非晶態(tài)中的相變體積的電阻率高于充分的晶態(tài)中的相變體積的電阻率。結(jié)果，在讀模式中可以檢測流過相變體積的電流，由此判定相變存儲器件的相變材料層中存儲的數(shù)據(jù)是邏輯“1”還是邏輯“0”。

編程電流應該隨相變體積增加而按比例地增加。在此情況下，存取器件應該被設計成具有足以提供編程電流的電流操縱性能。但是，為了提高電流操縱性能，存取器件占據(jù)較大的區(qū)域。換句話說，因為相變體積被減小，提高相變存儲器件的集成密度是有利的。

此外，在相變材料層上設置上電極。通常，該上電極通過光刻工序形成。但是，光刻工序通常引起對準誤差。此外，在高集成度的進展中正在探究相變材料層和上電極的極端減小。例如，正在研究在層間絕緣層中形成的接觸孔中形成相變材料層的方法。在該方法中，在相變材料層上對準上電極變得更加困難。

通過在相變材料層上形成導電層，在導電層上形成掩模圖形，以及使用該掩模圖形作為蝕刻掩模來各向異性地刻蝕該導電層，可以形成上電極。當在掩模圖形中發(fā)生對準誤差時，鄰近上電極的部分相變材料層被暴露。為了去除諸如微橋接的電流泄漏的原因，導電層的刻蝕工序通常使用過刻蝕技術。在此情況下，暴露的相變材料層被損壞。對相變材料層造成的損壞破壞相變存儲器件的電性能。

有一種形成考慮到對準誤差來說足夠大的上電極的方法。但是，在該方法中，上電極是相變存儲器件的高集成度的阻礙。

其間，在Kuo的名稱為“Multi-Level?Phase?Change?Memory”的美國專利公布No.2006/0257787中公開了用于實現(xiàn)相變存儲器件的另一種技術。

發(fā)明內(nèi)容

在此示例性地描述的一個實施例通?？梢员碚鳛椋峁┮环N制造半導體存儲器件的方法，該半導體存儲器件有利于高集成度和適合于防止對相變圖形造成損壞。

在此示例性地描述的另一實施例通?？梢员碚鳛?，提供一種半導體存儲器件，該半導體存儲器件有利于高集成度和適合于防止對該相變圖形造成損壞。

在此示例性地描述的再一實施例通?？梢员碚鳛椋峁┮环N半導體存儲器件，該半導體存儲器件有利于高集成度和適合于防止對相變圖形造成損壞。

在此示例性地描述的一個實施例通?？梢员碚鳛橐环N半導體存儲器件的制造方法。該方法可以包括在襯底上形成具有多個接觸孔的層間絕緣層；形成多個相變圖形，其中該多個相變圖形的每個相變圖形部分地填充該多個接觸孔的相應一個接觸孔；以及在層間絕緣層上方形成位線，該位線包括相對于相變圖形自對準并接觸該相變圖形的位延伸。

在此示例性地描述的另一實施例通?？梢员碚鳛橐环N半導體存儲器件的制造方法。該方法可以包括在襯底上形成具有中間接觸孔的中間絕緣層；在該中間接觸孔中形成下電極；形成覆蓋下電極和中間絕緣層的上絕緣層；在下電極上形成穿過上絕緣層的上接觸孔；形成部分地填充該上接觸孔的相變圖形；以及在上絕緣層上方形成位線，該位線包括相對于相變圖形自對準并接觸該相變圖形的位延伸。

在此示例性地描述的再一實施例通?？梢员碚鳛橐环N半導體存儲器件。該半導體存儲器件可以包括布置在襯底上并包括多個接觸孔的層間絕緣層；多個相變圖形，其中該多個相變圖形的每個相變圖形部分地填充該多個接觸孔的相應一個接觸孔；以及層間絕緣層上方的位線，該位線包括多個位延伸，其中多個位延伸的每一個相對于多個相變圖形的相應一個相變圖形自對準并接觸多個相變圖形的相應一個相變圖形。