发明名称 具有侧壁加热电极与相变材料的存储器单元及制备方法
摘要 本发明涉及一种具有侧壁加热电极与相变材料的存储器单元及制备方法,该存储器单元包括衬底、位于衬底上的第一绝缘层、位于第一绝缘层上的下电极、位于下电极之上的加热电极、位于加热电极上的相变材料层、位于相变材料层上的上电极;其加热电极为侧壁结构,相变材料层也为侧壁结构,并且所述相变材料层与所述加热电极相交,它们的夹角在30度到150度之间。制备时,通过在绝缘材料中开设沟槽,在沟槽中制备薄膜,然后去除多余材料保留沟槽侧壁上的薄膜从而形成侧壁结构。本发明的加热电极和相变材料采用相交的纳米侧壁结构,使它们的接触面非常小,从而达到降低器件单元操作电流、降低功耗和增加器件可靠性的目的。
申请公布号 CN102332530B 申请公布日期 2013.08.14
申请号 CN201010225613.7 申请日期 2010.07.13
申请人 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 发明人 徐成;宋志棠;刘波;吴关平
分类号 H01L45/00(2006.01)I 主分类号 H01L45/00(2006.01)I
代理机构 上海光华专利事务所 31219 代理人 李仪萍
主权项 一种具有侧壁加热电极与相变材料的存储器单元的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:1)在衬底上制备第一绝缘层;2)在第一绝缘层上制备下电极金属层;3)在下电极金属层上制备第二绝缘层;4)在第二绝缘层上开孔至下电极金属层,填充下电极材料,使下电极材料与下电极金属层接触;5)在第二绝缘层上依次制备第三和第四绝缘层,将下电极材料的表面覆盖;6)在第四绝缘层上向下开第一沟槽,露出第二绝缘层中的下电极材料的一部分;7)在第一沟槽中制备加热电极材料,并去除第一沟槽底部第二绝缘层上的加热电极材料,保留第一沟槽侧壁上的加热电极材料,从而形成侧壁结构的加热电极,加热电极与其下方的下电极材料接触;8)在第一沟槽中填充第五绝缘层,并对表面实现平坦化,使加热电极的顶面露出;9)在第四绝缘层上依次制备第六和第七绝缘层,将加热电极和第五绝缘层的表面覆盖;10)在第七绝缘层上向下开第二沟槽,第二沟槽与第一沟槽所在方向相交,它们的夹角在30‑150度之间,使加热电极的一部分露出;11)在第二沟槽中制备相变材料,并去除第二沟槽底部的部分相变材料,保留第二沟槽侧壁上的相变材料,从而形成侧壁结构的相变材料层,相变材料层与其下方的加热电极接触;12)在第二沟槽中填充第八绝缘层,并实现表面平坦化,使相变材料层的顶面露出;13)在相变材料层上制备第一上电极金属层和刻蚀停留层,实现它们的图形化,并刻蚀掉第二沟槽中的部分第八绝缘层,使第二沟槽底部的部分第四绝缘层露出;14)制备第九绝缘层将步骤13)所得结构的表面覆盖,然后实现表面平坦化,露出刻蚀停留层的顶面;15)在第九绝缘层上依次制备第十和第十一绝缘层,将刻蚀停留层的表面覆盖;16)在第十一绝缘层上向下开孔至第一上电极金属层,填充上电极材料,使上电极材料与第一上电极金属层接触;17)在上电极材料上制备第二上电极金属层,并图形化,使第二上电极金属层完全盖住上电极材料;18)最后在第十一绝缘层上制备第十二绝缘层,将第二上电极金属层覆盖,并在第十二绝缘层中开孔,露出部分第二上电极金属层供测试使用而包裹住其它部分。
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