[發(fā)明專利]制造相變化記憶體的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811516556.0
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109509835B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊子澔;張明豐
• 申請（專利權(quán)）人: 北京時(shí)代全芯存儲(chǔ)技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種制造相變化記憶體的方法，包含：形成一結(jié)構(gòu)，包含：底電極；介電層，位于底電極上方；隔離層，位于介電層上方，并具有開口貫穿隔離層；以及多晶硅層，位于開口內(nèi)；形成第一孔洞及第二孔洞分別貫穿多晶硅層及介電層，第二孔洞位于第一孔洞的下方；形成保護(hù)層于第一孔洞及第二孔洞內(nèi)及多晶硅層上方；進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨制程，或者進(jìn)行干蝕刻制程及化學(xué)機(jī)械研磨制程，以移除保護(hù)層的一部分、隔離層及多晶硅層，并暴露介電層，以及留下第二孔洞內(nèi)的保護(hù)層；移除第二孔洞內(nèi)的保護(hù)層，以暴露第二孔洞；以及沉積加熱材料至第二孔洞內(nèi)。此方法可避開使用氫氧化四甲基銨溶液造成的危險(xiǎn)，又可避免介電層中的孔洞損傷，使孔洞具有良好的尺寸穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本揭示是有關(guān)于一種制造相變化記憶體的方法。

背景技術(shù)

電子產(chǎn)品(例如：手機(jī)、平板電腦以及數(shù)字相機(jī))常具有儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的記憶體元件。習(xí)知記憶體元件可透過記憶體單元上的儲(chǔ)存節(jié)點(diǎn)儲(chǔ)存信息。其中，相變化記憶體利用記憶體元件的電阻狀態(tài)(例如高阻值與低阻值)來儲(chǔ)存信息。記憶體元件可具有一可在不同相態(tài)(例如：晶相與非晶相)之間轉(zhuǎn)換的材料。不同相態(tài)使得記憶體單元具有不同電阻值的電阻狀態(tài)，以用于表示儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的不同數(shù)值。

目前制造相變化記憶體元件的制程包含典型的鎖孔轉(zhuǎn)移方法(keyhole transfermethod)。詳細(xì)而言，此方法透過先形成具有鎖孔結(jié)構(gòu)(或可稱空隙)的多晶硅層于介電層上方，然后透過蝕刻將鎖孔結(jié)構(gòu)向下轉(zhuǎn)移至介電層，于介電層中形成小尺寸的孔洞，之后再移除剩余的多晶硅層。

然而在移除剩余的多晶硅層的步驟中，通常使用對多晶硅層及周遭材料具有極高選擇比的溶液，如氫氧化四甲基銨(tetramethylammonium hydroxide(TMAH))溶液，進(jìn)行濕蝕刻，以避免損傷孔洞，進(jìn)而導(dǎo)致孔洞尺寸改變，影響相變化記憶體的性能。但氫氧化四甲基銨溶液有劇毒，致死性高，對操作人員造成極大的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本揭示的目的在于提供一種制造相變化記憶體的方法，以其他制程步驟移除多晶硅層，而不使用氫氧化四甲基銨溶液移除多晶硅層。此方法除了可以避開使用氫氧化四甲基銨溶液造成的危險(xiǎn)之外，又可以避免介電層中的孔洞損傷，使孔洞具有良好的尺寸穩(wěn)定性。

本揭示提供一種制造相變化記憶體的方法，包含：形成一結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)包含：底電極；介電層，位于底電極上方；隔離層，位于介電層上方，并具有開口貫穿隔離層；以及多晶硅層，位于開口內(nèi)；形成第一孔洞及第二孔洞分別貫穿多晶硅層及介電層，第二孔洞位于第一孔洞的下方；形成保護(hù)層于第一孔洞及第二孔洞內(nèi)及多晶硅層上方；進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨制程，或者進(jìn)行干蝕刻制程及化學(xué)機(jī)械研磨制程，以移除保護(hù)層的一部分、隔離層及多晶硅層，并暴露介電層，以及留下第二孔洞內(nèi)的保護(hù)層；移除第二孔洞內(nèi)的保護(hù)層，以暴露第二孔洞；以及沉積加熱材料至第二孔洞內(nèi)。

根據(jù)本揭示的數(shù)個(gè)實(shí)施例，結(jié)構(gòu)的多晶硅層具有一空隙位于開口內(nèi)。

根據(jù)本揭示的數(shù)個(gè)實(shí)施例，進(jìn)行干蝕刻制程及化學(xué)機(jī)械研磨制程的步驟包含：對保護(hù)層進(jìn)行干蝕刻制程，以暴露隔離層及多晶硅層；以及進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨制程，以移除暴露的隔離層、暴露的多晶硅層以及位于第一孔洞內(nèi)的保護(hù)層，并暴露介電層，以及留下第二孔洞內(nèi)的保護(hù)層。

根據(jù)本揭示的數(shù)個(gè)實(shí)施例，暴露的隔離層的上表面與暴露的多晶硅層的上表面共平面或大致上共平面。

根據(jù)本揭示的數(shù)個(gè)實(shí)施例，暴露的多晶硅層的上表面與位于第一孔洞內(nèi)的保護(hù)層的上表面共平面或大致上共平面。

根據(jù)本揭示的數(shù)個(gè)實(shí)施例，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨制程的步驟是僅使用用以化學(xué)機(jī)械研磨隔離層的研磨液。

根據(jù)本揭示的數(shù)個(gè)實(shí)施例，移除第二孔洞內(nèi)的保護(hù)層的步驟是使用干蝕刻、濕蝕刻或其組合。

根據(jù)本揭示的數(shù)個(gè)實(shí)施例，沉積加熱材料的步驟還包含沉積加熱材料至介電層上方。