[發明專利]相變化記憶體的制備方法

有效

• 申請號: 201510401165.4
• 申請日: 2015-07-07
• 公開（公告）號: CN105098070B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 蘇水金
• 申請（專利權）人: 江蘇時代全芯存儲科技有限公司;江蘇時代芯存半導體有限公司;英屬維京群島商時代全芯科技有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明是有關一種相變化記憶體的制備方法。

背景技術

電子產品(例如：手機、平板電腦以及數字相機)常具有儲存數據的記憶體元件。已知記憶體元件可透過記憶體單元上的儲存節點儲存信息。其中，相變化記憶體利用記憶體元件的電阻狀態(例如高阻值與低阻值)來儲存信息。記憶體元件可具有一可在不同相態(例如：晶相與非晶相)之間轉換的材料。不同相態使得記憶體單元具有不同電阻值的電阻狀態，以用于表示儲存數據的不同數值。

相變化記憶體單元在操作時，可施加電流使得記憶體元件的溫度提升以改變材料的相態。已知相變化記憶體元件的加熱器與其耦接的記憶體元件具有較大的接觸面積，此將增加表面孔洞的缺陷，且升溫及降溫的速度也較慢(高阻值與低阻值之間的轉換不夠迅速)，相對所需的電流量也較大。然而，傳統的技術在制造小接觸面積的加熱器的制程需具精確的對準機制，此將使制程繁復與難以控制，相對提升相變化記憶體的成本。因此，業界亟需一種新穎且有效率的制程以制備相變化記憶體。

發明內容

本發明的一方面是提供一種相變化記憶體的制備方法，包含下列步驟。先形成一第一罩幕層于一介電層上，再形成一第二罩幕層于第一罩幕層上。之后圖案化第一罩幕層與第二罩幕層，以暴露第一罩幕層的一側面，并自第一罩幕層的側面處移除部分的第一罩幕層，以形成一柱狀突出物。接著移除第二罩幕層，并形成一加熱材料層共形地覆蓋柱狀突出物的側壁與上表面。最后移除柱狀突出物的上表面的加熱材料層，以自加熱材料層形成一環狀加熱器環繞柱狀突出物。

根據本發明一或多個實施方式，相變化記憶體的制備方法還包含下列步驟。在形成環狀加熱器后移除柱狀突出物，并形成一絕緣層覆蓋環狀加熱器。之后平坦化絕緣層以暴露環狀加熱器，并形成一相變化層于環狀加熱器上。

根據本發明一或多個實施方式，是以一濕蝕刻制程自第一罩幕層的側面處移除部分第一罩幕層。

根據本發明一或多個實施方式，濕蝕刻制程更移除部分的第二罩幕層，且第一罩幕層的移除速率大于第二罩幕層的移除速率。

根據本發明一或多個實施方式，在形成加熱材料層共形地覆蓋柱狀突出物的側壁與上表面前，更形成一阻障層共形地覆蓋柱狀突出物的側壁與上表面。

根據本發明一或多個實施方式，是以一干蝕刻制程移除柱狀突出物的上表面的加熱材料層與阻障層，且干蝕刻制程停止于柱狀突出物。

本發明的另一方面是提供一種相變化記憶體的制備方法，包含下列步驟。先形成一罩幕層于一介電層上，并圖案化罩幕層。接著等向性移除部分的罩幕層以形成一柱狀突出物于介電層上，更形成一加熱材料層共形地覆蓋柱狀突出物的側壁與上表面。最后移除柱狀突出物的上表面的加熱材料層，以自加熱材料層形成一環狀加熱器環繞柱狀突出物。

根據本發明一或多個實施方式，還包含下列步驟。在形成環狀加熱器后移除柱狀突出物，并形成一絕緣層覆蓋環狀加熱器。接著平坦化絕緣層以暴露環狀加熱器，并形成一相變化層于環狀加熱器上。

根據本發明一或多個實施方式，是以一濕蝕刻制程等向性移除部分的罩幕層。

根據本發明一或多個實施方式，在形成加熱材料層共形地覆蓋柱狀突出物的側壁與上表面前，更形成一阻障層共形地覆蓋柱狀突出物的側壁與上表面。

附圖說明

為讓本發明的上述和其他目的、特征、優點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的詳細說明如下：

圖1A至圖1I繪示本發明部分實施方式中，一種相變化記憶體在制程各個階段的剖面圖；

圖2A至圖2H繪示本發明其他部分實施方式中，一種相變化記憶體在制程各個階段的剖面圖；以及

圖3繪示本發明部分實施方式中，圖1I的相變化記憶體的立體爆炸示意圖。

具體實施方式

以下將以附圖揭露本發明的多個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一并說明。然而，應了解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一些已知慣用的結構與元件在附圖中將以簡單示意的方式繪示。