[發明專利]一種三維堆疊存儲器及其制備方法

有效

• 申請號: 201810541298.5
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108807667B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 繆向水;童浩;沈裕山
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;曹葆青

1.一種三維堆疊存儲器的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1)在襯底上制備N條沿某一晶向方向的第一條狀電極；

(2)在所述第一條狀電極上制備具有M*N陣列通孔的第一絕緣層；

(3)在所述第一絕緣層的M*N陣列通孔中填充相變材料形成第一相變單元；所述第一相變單元的面積大于通孔橫截面積且小于電極交疊區域面積；

(4)在步驟(3)的結構上制備M條方向與第一條狀電極正交且線寬相同的第二條狀電極；

(5)在步驟(4)的結構上制備第二絕緣層，且所述第二絕緣層的厚度是第一絕緣層厚度兩倍及兩倍以上；

(6)在步驟(5)的結構上旋涂光刻膠作為犧牲材料，并通過調整刻蝕參數控制光刻膠與第二絕緣層材料的刻蝕速率，利用刻蝕工藝在第二絕緣層表面進行局域平坦化操作；

(7)在所述第二絕緣層上且與第一絕緣層通孔相對應的位置進行過刻蝕形成M*N陣列通孔；

(8)在步驟(7)的M*N陣列通孔中填充相變材料形成第二相變單元；

(9)在步驟(8)的結構上制備N條方向與第二條狀電極正交且線寬相同的第三條狀電極后形成兩層堆疊的相變存儲器。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一條狀電極的線寬為2μm～30μm。

3.如權利要求1-2任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述第一相變單元所在區域位于所述第一條狀電極與所述第二條狀電極的空間交疊區域。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(9)之后，還包括下述步驟：

兩層以上的三維堆疊存儲器的制備則基于上述步驟進行重復堆疊，并保證各層絕緣層所占矩形區域面積隨著層數的增加呈遞減趨勢，裸露出各層電極的引腳，往上堆疊成類正四棱臺的臺階結構。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，第奇數層條狀電極除長度隨層數增加遞減外，其數目、線寬和方向均相同；第偶數層條狀電極除長度隨層數增加遞減外，其數目、線寬和方向均相同。

6.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，每層的相變單元所在區域位于該層相變單元的上、下鄰近電極的空間交疊區域。

7.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，對第偶數層絕緣層進行局域平坦化操作。

8.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，第奇數層絕緣層與其上的陣列通孔通過一次光刻，薄膜制備與剝離流程來實現。

9.一種基于權利要求1-8任一項所述的制備方法獲得的三維堆疊存儲器。