[發(fā)明專利]一種納米級柱狀相變存儲器單元陣列的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910050396.X
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101546728A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮高明;宋志棠;劉波;封松林;萬旭東;吳關(guān)平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號: H01L21/82
• 分類號: H01L21/82;H01L27/24
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 黃志達(dá);宋 纓

1.一種納米級柱狀相變存儲器單元陣列的制備方法，包括：

(1)首先在底電極材料襯底上沉積一層厚度為200～400nm金屬薄膜；

(2)在步驟(1)獲得的結(jié)構(gòu)上利用亞微米CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝曝光技術(shù)，制備出直徑為200nm～300nm的光刻膠圖形；

(3)利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)中O₂氣體，對光刻膠的形貌進(jìn)行修整，將光刻膠直徑調(diào)整到45nm～55nm；

(4)利用等離子刻蝕的技術(shù)刻蝕金屬薄膜和相變材料復(fù)合結(jié)構(gòu)形成柱狀電極結(jié)構(gòu)；

(5)清洗光刻膠，即得直徑50nm的納米柱狀電極形貌；

(6)在上述直徑50nm以下的柱狀納米陣列上沉積一層絕緣材料覆蓋住(5)所得結(jié)構(gòu)，然后用化學(xué)機(jī)械拋光的方法拋平表面，停留在金屬薄膜上；

(7)在上述結(jié)構(gòu)上沉積上電極材料，通過刻蝕的方法形成上電極圖形，即得納米級柱狀相變存儲器單元陣列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米級柱狀相變存儲器單元陣列的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的金屬薄膜分上下兩層，下層為厚度100～300nm的相變合金材料，即GeSbTe合金系，SbTe合金系，GeTe合金系，GeSb合金系，SiSbTe合金系，SiTe合金系，SiSb合金系或者以上系列相變材料通過摻雜N，O，Si，Sn，In形成的合金；上層為厚度100nm的金屬材料，即TiN、Ti、、或W。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米級柱狀相變存儲器單元陣列的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的亞微米范圍為0.13um～0.25um。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米級柱狀相變存儲器單元陣列的制備方法，其特征在于：步驟(6)中所述的絕緣材料為SiO₂、SiNx或Al₂O₃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米級柱狀相變存儲器單元陣列的制備方法，其特征在于：步驟(1)和(7)中所述的電極材料為Ti、TiN、W、Al或Cu。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米級柱狀相變存儲器單元陣列的制備方法，其特征在于：步驟(3)中的刻蝕的方法修整光刻膠掩膜圖形，最終決定了納米柱狀相變材料的直徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米級柱狀相變存儲器單元陣列的制備方法，其特征在于：步驟(4)中的反應(yīng)離子刻蝕的方法形成柱狀相變材料，有利于側(cè)墻光滑度和垂直度好的納米柱狀相變材料。