[發明專利]單掩模相變存儲器工藝集成

無效

• 申請號: 201180039400.8
• 申請日: 2011-07-11
• 公開（公告）號: CN103069603A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: M·J·布賴特韋什;C·H·拉姆;H-L·隆;E·A·約瑟夫
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司;旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

1.一種用于制造相變存儲器單元的方法，所述方法包括：

在絕緣襯底內形成非亞光刻過孔，所述絕緣襯底嵌在與半導體晶片的第一金屬化層（金屬1）相同的層上，所述非亞光刻過孔包括底部和側壁；

形成穿過所述非亞光刻過孔的所述底部的亞光刻孔，所述亞光刻孔延伸至掩埋導電材料；

用導電非相變材料填充所述亞光刻孔；以及

在所述非亞光刻過孔中沉積相變材料。

2.根據權利要求1的方法，進一步在所述非亞光刻過孔之上形成突出部。

3.根據權利要求2的方法，其中形成所述突出部物包括進行緩沖氧化物蝕刻以使所述非亞光刻過孔的所述側壁被選擇性蝕刻。

4.根據權利要求1的方法，還包括在所述非亞光刻過孔內形成亞光刻掩模。

5.根據權利要求4的方法，其中形成所述亞光刻掩模包括：

用保形材料填充所述非亞光刻過孔以在所述非亞光刻過孔內形成鑰匙孔腔；

蝕刻穿過所述保形材料以便在所述非亞光刻過孔內通過所述保形材料形成階梯間隔物。

6.根據權利要求5的方法，其中形成所述亞光刻孔包括選擇性蝕刻在所述階梯間隔物之下的中間絕緣層。

7.根據權利要求1的方法，其中用所述導電非相變材料填充所述亞光刻孔包括在所述亞光刻孔內執行所述導電非相變材料的化學氣相沉積。

8.根據權利要求1的方法，還包括電隔離沿所述非亞光刻過孔的所述側壁的所述導電非相變材料與填充在所述亞光刻孔中的所述導電非相變材料。

9.根據權利要求8的方法，其中電隔離所述導電非相變材料包括進行反應離子蝕刻以從所述非亞光刻過孔的所述底部去除所述導電非相變材料。

10.根據權利要求1的方法，其中在所述非亞光刻過孔中沉積所述相變材料包括在所述非亞光刻過孔內進行所述相變材料的物理氣相沉積。

11.根據權利要求1的方法，還包括凹陷所述非亞光刻過孔內的所述相變材料。

12.根據權利要求11的方法，其中凹陷在所述非亞光刻過孔內的所述相變材料包括在所述相變材料上進行化學機械拋光。

13.根據權利要求1的方法，還包括在所述非亞光刻過孔內的所述相變材料之上沉積頂電極。

14.根據權利要求13的方法，還包括凹陷在所述非亞光刻過孔之上的所述頂電極。

15.根據權利要求14的方法，其中凹陷在所述非亞光刻過孔之上的所述頂電極包括在所述頂導電材料上執行化學機械拋光。

16.根據權利要求15的方法，還包括在所述絕緣襯底之上沉積CMP停止層，所述CMP停止層被配置為防止所述絕緣襯底的所述化學機械拋光。

17.一種在半導體晶片中的相變存儲器單元，所述半導體晶片包括第一金屬化層（金屬1），所述相變存儲器單元包括：

限定非亞光刻過孔的絕緣襯底，所述非亞光刻過孔位于所述第一金屬化層上并包括底部和側壁；

位于所述絕緣襯底之下的中間絕緣材料，所述中間絕緣材料限定穿過所述非亞光刻過孔的所述底部的亞光刻孔；

位于所述亞光刻孔內的底電極，所述底電極由導電非相變材料構成；

位于所述非亞光刻過孔內并電耦合到所述底電極的相變材料；以及

沿所述非亞光刻過孔的所述側壁設置并電耦合到所述相變材料的襯里，所述襯里由所述導電非相變材料構成。

18.根據權利要求17中的相變存儲器單元，還包括位于所述相變材料之上并電耦合到所述相變材料的頂電極。

19.根據權利要求17中的相變存儲器單元，其中所述非亞光刻過孔的所述長度與所述非亞光刻過孔的所述高度的比率不大于一。

20.根據權利要求17中的相變存儲器單元，還包括直接位于所述絕緣襯底之上的CMP停止層。