发明名称 中心加热相变化记忆体结构及其制造方法
摘要 本发明系揭露记忆装置及其制造方法。一种记忆装置包含一底电极,及在该底电极之上包含一第一相变化材料之一第一相变化层。在该第一相变化层之上包含一加热材料之一电阻加热器。在该电阻加热层之上包含一第二相变化材料之一第二相变化层,以及在该第二相变化层之上之一顶电极。该加热材料具有一电阻率大于该第一及第二相变化材料之该最高电阻率。
申请公布号 TWI376800 申请公布日期 2012.11.11
申请号 TW097107523 申请日期 2008.03.04
申请人 旺宏电子股份有限公司 发明人 陈士弘
分类号 H01L27/24 主分类号 H01L27/24
代理机构 代理人 李贵敏 台北市内湖区民权东路6段109号2楼之1
主权项 一种记忆装置包含:一介电层,具有一顶表面;一介层孔,自该介电层之该顶表面延伸,并具有一底部位和一顶部位;一底电极,位于该介层孔之该底部位之内;一第一相变化层,其包含一第一相变化材料于该介层孔之该顶部位之内且与该底电极连接,该第一相变化材料具有至少两种固相状态;一电阻加热层,其包含一加热材料在该第一相变化层之上,该电阻加热层具有小于或等于约10 nm之一厚度;一第二相变化层,其包含一第二相变化材料在该电阻加热层之上,该第二相变化材料具有至少两种固相状态;以及一顶电极,于该第二相变化层之上;其中该加热材料具有一电阻率,其系大于该第一及第二相变化材料之最高电阻率。如申请专利范围第1项所述之装置,其中该第一相变化层具有一宽度,而该宽度小于用来形成该记忆装置的一微影制程之一最小特征尺寸。如申请专利范围第2项所述之装置,其中该电阻加热层、该第二相变化层及该顶电极形成一多层堆叠覆盖于该介电层之该顶表面上。如申请专利范围第1项所述之装置,其中该加热材料具有一电阻率,其系大于该第一及第二相变化材料之该最高电阻率约1.5倍至100倍之间。如申请专利范围第4项所述之装置,其中该加热材料具有一电阻率,其系大于该第一及第二相变化材料之该最高电阻率约4倍至50倍之间。如申请专利范围第1项所述之装置,其中该加热材料包含掺杂氮化钛、氮化钽、钨化钛、氮化矽钛、或氮化矽钽之一。如申请专利范围第1项所述之装置,其中该加热材料包含掺杂氧化矽或氮化系于氮化钛、氮化钽、钨化钛、氮化矽钛、或氮化矽钽之一。如申请专利范围第1项所述之装置,其中该第一及第二相变化材料包含相同的相变化材料。如申请专利范围第1项所述之装置,其中该第一及第二相变化材料包含不同的相变化材料。如申请专利范围第1项所述之装置,其中每一该第一及第二相变化材料包含选自于以下群组两者或更多之结合:锗、锑、碲、硒、铟、钛、镓、铋、锡、铜、钯、铅、银、硫、矽、氧、磷、砷、氮及金。一种用来制造一记忆装置之方法,该方法包含:提供一底电极延伸至一介电层之一顶表面;移除该底电极之一部位以形成一凹部;填充该凹部以一第一相变化材料层,而该第一相变化材料层具有至少两种固态相之;形成一加热材料层于该第一相变化层之上;形成一第二相变化材料层于该加热材料层之上,而该第二相变化材料层具有至少两种固态相;以及形成一顶电极材料层于该第二相变化层之上;其中该加热材料具有一电阻率,其系大于该第一及第二相变化材料之该最高电阻率。如申请专利范围第11项所述之方法,其中填充该凹部步骤包含:形成该第一相变化材料层于该凹部之内及该介电层之该顶表面之上;以及平坦化该第一相变化材料层以暴露出该介电层之该顶表面。如申请专利范围第12项所述之方法,更包含蚀刻该加热材料层、该第二相变化材料层及该顶电极材料层,因而形成一多层堆叠覆盖于该介电层之该顶表面上。如申请专利范围第11项所述之方法,其中该第一相变化层具有一宽度,而该宽度小于用来形成该记忆装置的一微影制程之一最小特征尺寸。如申请专利范围第11项所述之方法,其中该加热材料层具有小于或等于约10 nm之一厚度。如申请专利范围第11项所述之方法,其中该加热材料具有一电阻率,其系大于该第一及第二相变化材料之该最高电阻率约1.5倍至100倍之间。如申请专利范围第11项所述之方法,其中该加热材料包含掺杂氮化钛、氮化钽、钨化钛、氮化矽钛、或氮化矽钽之一。如申请专利范围第11项所述之装置,其中该加热材料包含掺杂氧化矽或氮化系于氮化钛、氮化钽、钨化钛、氮化矽钛、或氮化矽钽之一。如申请专利范围第11项所述之方法,其中该第一及第二相变化材料包含相同的相变化材料。如申请专利范围第11项所述之方法,其中该第一及第二相变化材料包含不同的相变化材料。如申请专利范围第11项所述之方法,其中每一该第一及第二相变化材料包含选自于以下群组两者或更多之结合:锗、锑、碲、硒、铟、钛、镓、铋、锡、铜、钯、铅、银、硫、矽、氧、磷、砷、氮及金。
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