[發明專利]相變存儲元件

有效

• 申請號: 201080053113.8
• 申請日: 2010-10-26
• 公開（公告）號: CN102667946A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: M·J·布賴特維施;C·H·拉姆
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00;H01L27/24;H01L45/00;G11C16/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

1.一種制造包括相變存儲元件的半導體結構的方法，所述方法包括如下步驟：

蝕刻到底電極的上表面的開口，所述第一開口被形成為具有的這樣的高度，所述高度等于在所述半導體結構內的同一層處的介質層中形成的金屬區域的高度；

在所述開口內沉積保形膜并凹陷所述保形膜以暴露所述底電極的所述上表面；

在所述開口內沉積相變材料；

凹陷所述開口內的所述相變材料；以及

在凹陷的相變材料上形成頂電極。

2.根據權利要求1的方法，其中在所述開口內沉積保形膜并且凹陷所述保形膜包括：

在沉積所述保形膜之前，凹陷所述開口的側壁；

在所述開口的中心區域處的所述保形膜中形成鎖孔；以及

將所述鎖孔轉移到所述底電極的所述上表面；

3.根據權利要求1的方法，其中凹陷所述相變材料包括：

在所述凹陷相變材料的上表面形成用于沉積頂電極材料以形成所述頂電極的過孔。

4.根據權利要求3的方法，其中在所述凹陷相變材料的上表面形成的所述過孔具有等于所述金屬區域的所述高度的一半的預定高度。

5.根據權利要求3的方法，其中在所述凹陷相變材料的上表面形成的所述過孔具有的高度范圍從約5納米（nm）到100納米（nm）。

6.根據權利要求1的方法，其中所述開口由溝槽或過孔形成。

7.根據任一前述權利要求的方法，還包括：

凹陷多個導電接觸以在襯底中的每個導電接觸的上表面形成多個過孔，所述襯底包括將要與所述導電接觸連接的存取電路和在其上形成的第一介質層；

在形成的每個過孔中形成所述底電極；以及

在各個底電極上形成的第二介質層內形成第一金屬區域。

8.根據權利要求7的方法，其中在所述相變存儲元件之后形成所述第一金屬區域。

9.根據權利要求7的方法，其中，以等于除了所述第一介質層的深度之外的進一步的約10納米（nm）到15納米（nm）的深度凹陷所述多個導電接觸，以便形成所述多個過孔。

10.根據權利要求7的方法，其中形成所述底電極包括：

在帽蓋所述第一介質層上的帽蓋層上和每個過孔內沉積電極材料；以及

平坦化在每個過孔外部的所述電極材料。

11.根據權利要求10的方法，其中所述電極材料包括氮化鈦（TiN）或鎢（W）中的至少一種。

12.一種半導體結構的相變存儲元件，所述相變存儲元件包括：

底電極，在具有存取電路的襯底中的導電接觸的接觸表面上形成；以及

開口，在所述底電極的上表面上形成，所述開口被形成為具有這樣的高度，所述高度等于在所述半導體結構內的同一層處形成的金屬區域的高度，以及所述開口包括通過鎖孔轉移操作或軸環操作蝕刻的保形膜并具有在其中形成的凹陷相變材料和在所述開口中形成所述頂電極的頂電極材料。

13.根據權利要求12的相變存儲元件，其中在所述相變材料的上表面形成具有等于所述金屬區域的高度的一半的預定高度的過孔以形成頂電極。

14.根據權利要求12的相變存儲元件，其中在所述相變材料的上表面形成具有從約5納米（nm）到約100納米（nm）的范圍的高度過孔，以形成頂電極。

15.根據權利要求12的相變存儲元件，其中所述開口是溝槽或過孔。