[發明專利]一種平面相變存儲器存儲單元的結構及其制備方法

無效

• 申請號: 201410018624.6
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103794719A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 亢勇;陳邦明
• 申請（專利權）人: 上海新儲集成電路有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 吳俊

1.一種平面相變存儲器存儲單元的結構，包括一設置有器件結構的襯底，一設置于所述襯底上的含有下連接孔的介質層，其特征在于，還包括：

一設置在所述介質層上的下絕緣層；

設置于所述下絕緣層的部分表面上的由相變材料層、上絕緣層和絕緣包裹層組成的復合層；

設置于所述下絕緣層的另一部分表面上的絕緣包裹層；

分別貫穿所述復合層和所述絕緣包裹層的位于所述下連接孔上方的互連通孔，所述復合層內的互聯通孔中設有金屬互連層，所述金屬互連層與所述下連接孔和所述相變材料層連接。

2.如權利要求1所述的平面相變存儲器存儲單元的結構，其特征在于，還包括設置于所述復合層、所述互連通孔的側壁和底部以及所述絕緣包裹層上的種晶層，所述金屬位于所述互連通孔內的所述種晶層上表面。

3.一種平面相變存儲器存儲單元的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1：提供一設置有器件結構的襯底，在所述襯底上表面形成含有下連接孔的介質層，在所述介質層上表面依次沉積下絕緣層、相變材料層和上絕緣層；

步驟2：刻蝕部分所述上絕緣層和所述相變材料層至所述下絕緣層的部分表面上，剩余的上絕緣層和相變材料層形成復合層；

步驟3：在所述復合結構和所述下絕緣層的另一部分表面上淀積一層絕緣包裹層，并用化學機械拋光把所述絕緣包裹層表面拋平；

步驟4：刻蝕位于所述下連接孔上方的所述絕緣包裹層、所述復合結構和所述下絕緣層形成互連通孔；

步驟5：在所述絕緣包裹層、所述互連通孔的側壁和底部上淀積形成一種晶層；

步驟6：用金屬將所述互連通孔填滿，使所述下連接孔和所述相變材料層連接，再采用化學機械拋光露出所述絕緣包裹層上的種晶層，得到平面相變存儲器存儲單元。

4.如權利要求3所述的平面相變存儲器存儲單元的制備方法，其特征在于，所述上絕緣層和下絕緣層的材料是Si₃N₄，所述相變材料層采用相變材料GST,厚度為2nm-50nm。

5.如權利要求3所述的平面相變存儲器存儲單元的制備方法，其特征在于，所述絕緣包裹層的材料為低介電常數材料。

6.如權利要求3所述的平面相變存儲器存儲單元的制備方法，其特征在于，步驟1和步驟3中的制備方法均為物理沉積，化學沉積或旋涂法。

7.如權利要求3所述的平面相變存儲器存儲單元的制備方法，其特征在于，所述種晶層的沉積材料為氮化鈦或者氮化鉭，或先沉積一層TiN再沉積一層氮化鉭。

8.如權利要求5所述的平面相變存儲器存儲單元的制備方法，其特征在于，在所述步驟2中形成所述復合層后，在所述相變材料和所述上絕緣層的側壁設有封邊，阻隔所述相變材料層的裸露部分不與外界接觸。