[發(fā)明專利]具有多電平的相變隨機(jī)存取存儲器器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210395267.6
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN103325938B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫敏碩
• 申請（專利權(quán)）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24;G11C11/56
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11363
• 代理人: 周曉雨,俞波

1.一種相變隨機(jī)存取存儲器器件，包括：

加熱電極，所述加熱電極具有以臺階狀突出的上表面；以及

相變材料層，所述相變材料層形成在所述加熱電極上的相變空間中，所述相變材料層具有多個部分，所述多個部分具有與所述加熱電極的臺階狀相對應(yīng)的厚度，

其中，所述加熱電極包括：

第一加熱電極部分，所述第一加熱電極部分形成在所述相變空間的下部；

第二加熱電極部分，所述第二加熱電極部分形成在所述第一加熱電極部分上，并具有比所述第一加熱電極部分更小的直徑；以及

第三加熱電極部分，所述第三加熱電極部分形成在所述第二加熱電極部分上，并具有比所述第二加熱電極部分更小的直徑,

其中，所述相變材料層包括：

第一相變材料層，所述第一相變材料層設(shè)置在所述第一加熱電極部分上；

第二相變材料層，所述第二相變材料層設(shè)置在所述第二加熱電極部分上，所述第二相變材料層與所述第一相變材料層不同；以及

第三相變材料層，所述第三相變材料層設(shè)置在所述第三加熱電極部分上，所述第三相變材料層與所述第一相變材料層和所述第二相變材料層不同，

其中，所述第一相變材料層至所述第三相變材料層中的與臺階狀的加熱電極的最下層臺階相對應(yīng)的一個相變材料層具有比所述第一相變材料層至所述第三相變材料層中的與所述臺階狀的加熱電極的最上層臺階相對應(yīng)的另一相變材料層更高的相變溫度。

2.如權(quán)利要求1所述的相變隨機(jī)存取存儲器器件，其中，所述第一加熱電極部分的直徑與所述相變空間的直徑相同。

3.如權(quán)利要求1所述的相變隨機(jī)存取存儲器器件，其中，所述第二加熱電極部分布置在所述第一加熱電極部分的中央部分。

4.如權(quán)利要求1所述的相變隨機(jī)存取存儲器器件，其中，所述第三加熱電極部分布置在所述第二加熱電極部分的中央部分。

5.一種相變隨機(jī)存取存儲器器件，包括：

半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有沿一個方向延伸的字線；

第一層間絕緣層，所述第一層間絕緣層形成在所述襯底上；

開關(guān)元件，所述開關(guān)元件形成在所述第一層間絕緣層中，所述開關(guān)元件與所述字線電連接；

第二層間絕緣層，所述第二層間絕緣層形成在所述第一層間絕緣層上，所述第二層間絕緣層限定相變空間；

加熱電極，所述加熱電極形成在所述相變空間中，所述加熱電極與所述開關(guān)元件電連接，并且所述加熱電極具有包括突出部的表面；

相變材料層，所述相變材料層設(shè)置在所述加熱電極上的相變空間中，所述相變材料層具有多個部分，所述多個部分具有與所述突出部的高度相對應(yīng)的不同厚度；以及

位線，所述位線形成在所述相變材料層上，

其中，所述加熱電極包括：

第一加熱電極部分，所述第一加熱電極部分形成在所述相變空間的下部；

第二加熱電極部分，所述第二加熱電極部分形成在所述第一加熱電極部分上，并具有比所述第一加熱電極部分更小的直徑；以及

第三加熱電極部分，所述第三加熱電極部分形成在所述第二加熱電極部分上，并具有比所述第二加熱電極部分更小的直徑，

其中，所述相變材料層包括：

第一相變材料層，所述第一相變材料層設(shè)置在所述第一加熱電極部分上；

第二相變材料層，所述第二相變材料層設(shè)置在所述第二加熱電極部分上，所述第二相變材料層與所述第一相變材料層不同；以及

第三相變材料層，所述第三相變材料層設(shè)置在所述第三加熱電極部分上，所述第三相變材料層與所述第一相變材料層和所述第二相變材料層不同，

其中，所述相變材料層被形成為使得所述相變材料層的相變溫度以第一相變材料層部分、第二相變材料層部分和第三相變材料層部分的順序增加。

6.一種制造相變隨機(jī)存取存儲器器件的方法，所述方法包括以下步驟：

限定相變空間；

形成具有臺階狀突出部的加熱電極，其中，所述臺階狀突出部限定所述相變空間的邊界；以及

在所述相變空間中形成位于所述加熱電極的臺階狀突出部上的相變材料層，

其中，形成所述具有臺階狀的加熱電極的步驟還包括：

在所述相變空間內(nèi)形成具有第一直徑的第一加熱電極部分；

在所述第一加熱電極部分上形成具有比所述第一直徑更小的第二直徑的第二加熱電極部分；以及

在所述第二加熱電極部分上形成具有比所述第二直徑更小的第三直徑的第三加熱電極部分，

其中，形成所述相變材料層包括：

在所述第一加熱電極部分上形成第一相變材料層；

在所述第二加熱電極部分上形成第二相變材料層，所述第二相變材料層與所述第一相變材料層不同；以及

在所述第三加熱電極部分上形成第三相變材料層，所述第三相變材料層與所述第一相變材料層和所述第二相變材料層不同。