一种高速低功耗相变存储器的制备方法

摘要

本发明公开了一种高速低功耗相变存储器的制备方法，该方法采用具有相变速度快和热导率低的超晶格薄膜材料作为相变材料，利用电感耦合等离子干法刻蚀该材料，形成形貌优良、侧壁陡直、一致性好的相变存储器单元。步骤为：①清洗衬底；②依次沉积金属薄膜和绝缘层薄膜；③沉积超晶格薄膜相变材料；④涂胶、光刻形成光刻胶作为刻蚀掩膜；⑤用电感耦合等离子刻蚀设备刻蚀超晶格薄膜材料；⑥去除光刻胶掩膜；⑦依次沉积绝缘层薄膜和金属薄膜。本工艺充分利用电感耦合等离子干法刻蚀对超晶格相变薄膜材料刻蚀的各向异性、一致性等特点，使制备的相变存储器具有高速低功耗的性能，并能很好地应用到高密度集成和大规模产业化生产中。

主权项

一种相变存储器的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：（a）清洗衬底；（b）依次沉积金属薄膜和绝缘层薄膜；（c）沉积超晶格薄膜，作为相变材料；超晶格薄膜材料为由GeTe和Sb₂Te₃交替生长而成的多层相变材料GeTe/Sb₂Te₃,每周期薄膜材料中GeTe的厚度为1～30nm，每周期薄膜材料中Sb₂Te₃的厚度为1～30nm，重复2～2000个周期；（d）在超晶格薄膜上涂光刻胶、烘烤、曝光、显影形成光刻胶图形作为刻蚀掩膜，烘烤时间为1～10分钟，曝光时间为1～8分钟，显影时间为1～5分钟；（e）用电感耦合等离子干法刻蚀超晶格薄膜材料；电感耦合等离子干法刻蚀中，刻蚀所使用的气体为卤族元素气体与惰性气体的混合气体，卤族元素气体与惰性气体的流量比为1：1～1：20，射频功率为50～200瓦，电感耦合等离子功率为300～800瓦，腔体气压为5～15毫托；（f）在丙酮中浸泡1～2小时，再超声5～10分钟，去除光刻胶掩膜；（g）依次沉积绝缘层薄膜和金属薄膜；步骤(b)、（g）中的金属薄膜为30nm～200nm的Pt或Au或TiW或Ag或Cu或Al或TiN，绝缘层薄膜为30nm～200nm的SiO₂或Si₃N₄。