发明名称 相变化记忆体装置及其制造方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.08.01
申请号 TW096111267 申请日期 2007.03.30
申请人 南亚科技股份有限公司 发明人 陈颐承;陈志伟;许宏辉;李乾铭
分类号 H01L27/10;H01L45/00 主分类号 H01L27/10
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 一种相变化记忆体装置,至少包括:一加热构件包括一导电部具有一第一电阻与一加热部具有高于该第一电阻的一第二电阻,其中该加热部具有一顶表面;以及一相变化记忆层与该加热构件堆叠,并且与该加热部的该顶表面的全部直接地接触;其中该加热部包括一金属矽氮化物部分与一顶表面,且该加热部之整个该顶表面系作为具有该第二电阻之一加热区。如申请专利范围第1项所述之相变化记忆体装置,其中该导电部包括Ti、W、Ta、Co、Mo、Ni、Pt、TiAl、TiW及上述一元或多元金属元素之组合。如申请专利范围第1项所述之相变化记忆体装置,其中该金属矽氮化物部分包括Ti、W、Ta、Co、Mo、Ni、Pt、TiAl、TiW及上述一元或多元金属元素之矽氮化合物。如申请专利范围第1项所述之相变化记忆体装置,其中该导电部的面积大于该金属矽氮化物部分。如申请专利范围第1项所述之相变化记忆体装置,其中该金属矽氮化物部分为一实心圆形、一实心椭圆形、一实心方形、一实心矩形或一实心菱形。如申请专利范围第1项所述之相变化记忆体装置,其中该金属矽氮化物部分为一空心圆环、一空心椭圆环、一空心方环、一空心矩形环或一空心菱形环。如申请专利范围第1项所述之相变化记忆体装置,更包括一半导体基板以及一介电层位于半导体基板上,其中该介电层具有一导孔。如申请专利范围第7项所述之相变化记忆体装置,其中该加热构件设置于该导孔内,且该相对高电阻的加热部形成于该导孔上半部且与该介电层的上表面的高度相等。如申请专利范围第7项所述之相变化记忆体装置,其中该导电部设置于该导孔内,且该相对高电阻的加热部设置于该导孔与该介电层的上层位置。如申请专利范围第9项所述之相变化记忆体装置,更包括一第二介电层,顺应性地形成于该介电层与该相对高电阻的加热部上,且具有一开口对应该金属矽氮化物部分。一种相变化记忆体装置的制造方法,至少包括:提供一半导体基板,具有一介电层位于半导体基板上,其中该介电层具有一导孔;形成一加热构件于该导孔中,该加热构件包括一导电部具有一第一电阻与一加热部具有高于该第一电阻的一第二电阻,其中该加热部具有一顶表面,且该加热部之整个该顶表面系作为具有该第二电阻之一加热区;以及形成一相变化记忆层于该介电层上,且与该加热构件堆叠,并且与该加热部的该顶表面的全部直接地接触;其中该加热部包括一金属矽氮化物部分。如申请专利范围第11项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该形成一加热构件于该导孔中的步骤包括:填入一第一金属层于该导孔的内部,其中该第一金属层的表面与该介电层的表面齐高;形成一矽层于该介电层上,使该矽层与该第一金属层直接接触;施以一热处理步骤以形成一金属矽化物层于该部分矽层与该第一金属层的接触介面处;施以一氮化处理步骤使该金属矽化物层转变成一金属氮矽化物层。如申请专利范围第12项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中于施以一氮化处理步骤之前,更包括移除未反应的矽层。如申请专利范围第12项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中于形成一矽层于该介电层上步骤前,更包括形成一图案隔离层使该矽层与该第一金属层仅以一特定区域直接接触。如申请专利范围第14项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该特定区域为一实心圆形、一实心椭圆形、一实心方形、一实心矩形或一实心菱形。如申请专利范围第14项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该特定区域为一空心圆环、一空心椭圆环、一空心方环、一空心矩形环或一空心菱形环。如申请专利范围第12项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该第一金属层包括Ti、W、Ta、Co、Mo、Ni、Pt、TiAl、TiW及上述一元或多元金属元素之组合。如申请专利范围第12项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该矽层包括一多晶矽层或一非晶矽层。如申请专利范围第12项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该氮化处理步骤包括一氮离子植入步骤或一含氮电浆处理步骤。如申请专利范围第12项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该金属氮矽化物层包括Ti、W、Ta、Co、Mo、Ni、Pt、TiAl、TiW及上述一元或多元金属元素之矽氮化合物层。如申请专利范围第11项所述之相变化记忆体装置的制造方法,更包括:形成一第二金属层于该第一介电层上并与该第一金属层电性接触;形成一第二介电层于该第一介电层上,且经图案化步骤后,使其具有一开口露出一特定区域的第二金属层;形成一矽层于该第二介电层上,使该矽层与该特定区域的第二金属层直接接触;施以一热处理步骤以形成一金属矽化物层于该部分矽层与该第二金属层的接触介面处;以及施以一氮化处理步骤使该金属矽化物层转变成一金属氮矽化物层。如申请专利范围第21项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中于施以一氮化处理步骤之前,更包括移除未反应的矽层。如申请专利范围第21项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该特定区域为一实心圆形、一实心椭圆形、一实心方形、一实心矩形或一实心菱形。如申请专利范围第21项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该特定区域为一空心圆环、一空心椭圆环、一空心方环、一空心矩形环或一空心菱形环。如申请专利范围第21项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该第一金属层包括Ti、W、Ta、Co、Mo、Ni、Pt、TiAl、TiW及上述一元或多元金属元素之组合。如申请专利范围第21项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该矽层包括一多晶矽层或一非晶矽层。如申请专利范围第21项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该氮化处理步骤包括一氮离子植入步骤或一含氮电浆处理步骤。如申请专利范围第21项所述之相变化记忆体装置的制造方法,其中该金属氮矽化物层包括Ti、W、Ta、Co、Mo、Ni、Pt、TiAl、TiW及上述一元或多元金属元素之矽氮化合物层。
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