[發明專利]一種降低相變存儲器功耗的單元結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201010102213.7
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN101834273A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 杜小鋒;馬小波;宋志棠;劉衛麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍;余明偉

1.一種降低相變存儲器功耗的單元結構，其特征在于：該單元結構包括集成電路襯底(1)、位于集成電路襯底(1)上的第一絕緣介質層(2)、被第一絕緣介質層(2)包圍并與集成電路襯底(1)連接的驅動二極管(3)、被第一絕緣介質層(2)包圍并位于驅動二極管(3)上的過渡層(4)、位于第一絕緣介質層(2)上的第二絕緣介質層(5)、被第二絕緣介質層(5)包圍并位于過渡層(4)上的下電極(6)、位于第二絕緣介質層(5)上的第三絕緣介質層(7)、被第三絕緣介質層(7)包圍并位于下電極(6)上的相變材料層(8)和位于相變材料層(8)上的上電極(9)；所述的過渡層(4)的熱導率為0.01W/m·K～20W/m·K。

2.按照權利要求1所述的降低相變存儲器功耗的單元結構，其特征在于：所述的過渡層(4)的的熱導率為0.44W/m·K。

3.按照權利要求1或2所述的降低相變存儲器功耗的單元結構，其特征在于：所述的過渡層(4)的厚度為5～30nm。

4.按照權利要求3所述的降低相變存儲器功耗的單元結構，其特征在于：所述的過渡層(4)為半導體材料、金屬合金或介質材料中的一種。

5.按照權利要求1所述的降低相變存儲器功耗的單元結構，其特征是，所述的過渡層(4)的材料為多晶硅、多晶鍺、氮化鈦TiN、氮化鎢WN、氮化鈦硅TiSiN、氮化鎢硅WSiN、氧化硅SiO₂、氧化鉿HfO₂或氧化鉭Ta₂O₅中的一種或幾種的組合。

6.按照權利要求5所述的降低相變存儲器功耗的單元結構，其特征在于：所述的過渡層(4)為單層或多層結構。

7.按照權利要求1所述的降低相變存儲器功耗的單元結構，其特征在于：所述第一、第二、第三絕緣介質層材料為氧化硅。

8.一種如權利要求1或2所述的降低相變存儲器功耗的單元結構的制備方法，其特征在于：該制備方法包括以下步驟：

(1)利用標準工藝制備出集成電路襯底(1)，其中包括相變存儲器單元結構所需的字線；

(2)在步驟(1)的基礎上用等離子化學氣相沉積PECVD方法制備第一絕緣介質層(2)，光刻刻蝕出所要求的第一孔洞，該第一孔洞與集成電路襯底(1)的字線相連；

(3)在步驟(2)所刻孔洞處，用固相外延方法生長N型單晶硅和P型單晶硅并形成驅動二極管(3)；

(4)在步驟(3)形成的驅動二極管(3)的上表面，沉積熱導率為0.01W/m·K～20W/m·K的氮化鈦TiN過渡層(4)，然后采用CMP磨平或者光刻出要求的形狀；

(5)在步驟(4)的基礎上，用等離子體化學氣相沉積PECVD方式制備第二絕緣介質層(5)，光刻刻蝕要求的第二孔洞，直至露出氮化鈦TiN過渡層(4)；

(6)在步驟(5)所刻第二孔洞內，沉積下電極(6)，然后采用CMP磨平或者光刻出要求的形狀；

(7)在步驟(6)的基礎上，用等離子化學氣相沉積PECVD方式制備第三絕緣介質層(7)，光刻刻蝕要求的第三孔洞，直至露出下電極(6)；

(8)在步驟(7)所刻第三孔洞內，依次沉積相變材料層(8)和上電極(9)，然后光刻刻蝕或者采用CMP磨平到要求的形狀。

9.如權利要求9所述的降低相變存儲器功耗的單元結構的制備方法，其特征在于：所述第一、第二、第三絕緣介質層材料為氧化硅。