[發明專利]三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法

有效

• 申請號: 201010152466.5
• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號: CN101834152A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 張挺;馬曉波;宋志棠;劉旭焱;劉波;封松林
• 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: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L21/82;H01L27/24
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 王松

1.一種三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(A)制造半導體第一圓晶，在制造有外圍電路和至少一層選通和電阻轉換存儲器存儲陣列的基底表面依次沉積粘附層甲和金屬層甲，此過程輔助以化學機械拋光進行平坦化；

(B)制造半導體第二圓晶，在半導體基底上形成PN層，并進行激活處理實現摻雜雜質的激活，在含有PN層的第二圓晶表面依次沉積粘附層乙和金屬層乙，此過程輔助以化學機械拋光進行平坦化；

(C)將第一圓晶和第二圓晶進行鍵合，第二圓晶含有金屬層乙的表面與第一圓晶含有金屬層甲的表面進行接觸，通過鍵合實現堆疊；

(D)堆疊完成后去除原第二圓晶多余部分，保留PN層；

(E)在獲得堆疊后的平坦基底上制造PN二極管選通陣列和電阻轉換存儲器陣列；

(G)制造通孔和上電極，并進行封裝處理。

2.如權利要求1所述的三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

步驟(D)中，去除工藝采用以下四種中的一種或者多種：

a.化學機械拋光；

b.背面腐蝕，通過濕法腐蝕去除多余半導體；

c.退火剝離工藝，離子注入在PN下方形成特殊摻雜層，采用退火在半導體中形成缺陷，使半導體層從中間裂開；

d.干法刻蝕。

3.如權利要求2所述的三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

所述化學機械拋光包含粗拋光和精拋光兩步。

4.如權利要求1所述的三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

所述方法在步驟(G)之前還包括步驟(F)：如需要繼續堆疊，則根據需要重復步驟(A)到(E)的步驟。

5.如權利要求1所述的三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

所述步驟(A)中，粘附層甲和金屬層甲為同一種材料；步驟(B)中，粘附層乙和金屬層乙為同一種材料。

6.如權利要求1所述的三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

所述粘附層甲、粘附層乙具有良好的粘附能力。

7.如權利要求1所述三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

金屬層甲和金屬層乙之間易鍵合，金屬層甲和金屬層乙為單質金屬，或為合金。

8.如權利要求1所述三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

鍵合時，第一圓晶和第二圓晶的表面含粘附層和金屬層，粘附層和金屬層為同一種材料，且第一圓晶和第二圓晶采用同一種粘附層或者金屬層。

9.如權利要求1所述三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

第一圓晶和步驟(E)中制造選通陣列和電阻轉換存儲器陣列的結構為雙淺溝道隔離結構。

10.如權利要求1所述三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

電阻轉換存儲器單元在電信號的作用下實現器件單元電阻的轉換，并可實現雙級或者多級的數據存儲。

11.如權利要求1或10所述三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

所述電阻轉換存儲器為相變存儲器，或為電阻隨機存儲器，或為Sb基電阻轉換存儲器。

12.如權利要求1所述三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

所述電阻轉換存儲器為多層堆疊的電阻轉換存儲器，其中同時包含相變存儲器、電阻隨機存儲器、Sb基電阻轉換存儲器中的一種或者多種。

13.如權利要求1所述三維立體堆疊的電阻轉換存儲器的制造方法，其特征在于：

所述步驟(D)中，退火剝離工藝為通過離子注入H和B，在退火的幫助下，引發半導體中的缺陷，實現400度以下的剝離。