[實用新型]合金材料的嵌入式結構

有效

• 申請號: 200820158208.6
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN201355615Y
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 吳關平;萬旭東;馮高明;徐成;楊左婭;謝志峰
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24;G11C16/02;G11C11/56
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所（普通合伙）
• 代理人: 翟 羽

【技術領域】

本實用新型涉及集成電路制造領域，尤其涉及合金材料的嵌入式結構。

【背景技術】

相變存儲器是一種新型的數據存儲器件，利用相變合金層材料在晶態和非晶態之間相互轉化時所表現出來的導電性差異來存儲數據。

目前的相變合金層材料通常采用鍺銻碲合金(Ge₂Sb₂Te₅：GST)作為相變合金層材料。由于此種材料并不是傳統半導體工藝中的常見材料，因此在加工工藝中面臨很多新的問題。

相變存儲器中所用的相變合金材料通常生長于二氧化硅或者其他介質材料的表面，形成多個獨立的相變合金島狀結構。并在島狀結構的相對兩端設置電極，從而形成電學回路，利用相變合金材料發生相變時所表現出的導電性差異來達到存儲信號的目的。

為了使相變合金材料與介質材料之間可以牢固的接觸，不至于使相變合金材料島狀結構從介質材料表面脫落，現有技術中的相變合金材料通常生長成嵌入式結構。如附圖1所示為現有技術中的相變合金材料的嵌入式結構的俯視圖，附圖2為附圖1所示結構沿AA方向的剖視圖。參考附圖1和附圖2，所述嵌入式結構包括襯底110、介質層120和由多個相變合金嵌入島130所構成的陣列。在相變合金嵌入島130的下方的襯底中可以布置下電極140。所述下電極140的材料可以是銅、鋁或者鎢等金屬。所述相變合金嵌入島130的截面形狀為矩形，具有陡直的側壁。相變合金嵌入島130與介質層120之間的結合依賴于所述側壁以及底面。

附圖1與附圖2所示的結構是制作相變存貯器的中間結構，在后續工藝中需要在此結構的相變合金嵌入島130的表面繼續生長上電極等其他結構以獲得相變存儲器。

現有技術的缺點在于，相變合金嵌入島與介質層之間的結合依賴于陡直的側壁以及底面，因此兩者接觸的牢固程度仍不理想，需要進一步改進。

【發明內容】

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種合金材料的嵌入式結構，可以改進合金嵌入島與介質層之間結合的牢固程度。

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種合金材料的嵌入式結構，包括襯底；位于襯底的表面之介質層，所述介質層表面具有凹槽；以及合金材料嵌入島，所述合金材料嵌入島鑲嵌于所述介質層的凹槽中，所述合金材料嵌入島位于介質層表面以下的部分與凹槽的側壁和底面貼合，所述合金材料嵌入島位于介質層表面以下的部分的截面包括一矩形和一梯形，所述矩形的一個邊與介質層的表面處于同一水平高度，所述矩形的另一個邊與梯形的底邊重合，所述梯形兩底邊中，與矩形重合的底邊的長度大于另一底邊的長度。

作為可選的技術方案，所述合金材料為鍺銻碲。

作為可選的技術方案，所述梯形為等腰梯形。

作為可選的技術方案，所述合金材料嵌入島進一步包括位于介質層表面以上部分，所述位于介質層表面以上部分沿與介質層表面平行方向的寬度大于凹槽的寬度，且寬出部分與介質層的表面貼合。

作為可選的技術方案，所述凹槽開口處的寬度范圍是0.5微米至0.6微米，所述梯形的長底邊的長度范圍是0.4微米至0.5微米，短底邊的長度范圍是0.2微米至0.3微米，所述用于容置合金材料的凹槽的深度范圍是100納米至200納米。

作為可選的技術方案，所述介質層的材料選自于氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的一種。

本實用新型的優點在于，采用帶有界面為梯形的介質層凹槽，可以增大合金材料與介質層之間的接觸面積，進而改善兩者之間結合的牢固程度。

【附圖說明】

附圖1所示為現有技術中的相變合金材料的嵌入式結構的俯視圖

附圖2所示為現有技術中的相變合金材料的嵌入式結構的剖視圖

附圖3所示為本實用新型提供的合金材料的嵌入式結構第一具體實施方式所述之合金材料嵌入式結構的示意圖。

附圖4所示為本實用新型提供的合金材料的嵌入式結構第二具體實施方式所述之合金材料嵌入式結構的示意圖。

【具體實施方式】

下面結合附圖對本實用新型提供的合金材料的嵌入式結構具體實施方式做詳細說明。

首先給出本實用新型所述合金材料的嵌入式結構的第一具體實施方式。