发明名称 间隙壁电极侧接式相变化记忆体及其制造方法
摘要 一种间隙壁电极侧接式相变化记忆体及其制造方法,主要采用较低电阻率的导线电极结合较高电阻率的间隙壁电极,且将相变化材料层形成于间隙壁电极之间,因此可降低相变化材料层与间隙璧电极的接触面积并缩小相变化材料的体积,进而减少相变化记忆体的操作电流与功率损耗。
申请公布号 TWI291745 申请公布日期 2007.12.21
申请号 TW094142136 申请日期 2005.11.30
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 赵得胜;王文翰;李敏鸿;许宏辉;李乾铭;卓言;陈颐承;陈维恕
分类号 H01L21/8239(2006.01);H01L27/24(2006.01) 主分类号 H01L21/8239(2006.01)
代理机构 代理人 许世正 台北市信义区忠孝东路5段410号4楼
主权项 1.一种间隙壁电极侧接式相变化记忆体之制造方 法,包含有下列步骤: 形成一第一绝缘介电层; 形成一第一非相变化材料层于该第一绝缘介电层 上方,该第一非相变化材料层包含贯穿该第一非相 变化材料层之一通道; 形成复数个第二非相变化材料层于该第一非相变 化材料层之该通道的两侧壁,其中该第二非相变化 材料层的电阻率大于该第一非相变化材料层的电 阻率; 形成一相变化材料层于该等第二非相变化材料层 之间; 形成一第二绝缘介电层于该第一非相变化材料层 、该第二非相变化材料层与该相变化材料层上方, 该第二绝缘介电层包含贯穿该第二绝缘介电层之 一通道;及 形成一电性插塞于该第二绝缘介电层之该通道。 2.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第 一非相变化材料层之材料系选自铜(Cu)、铝(Al)、 铂(Pt)及金(Au)组成的群组。 3.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第 二非相变化材料层之材料包含有钛(Ti)、钨(W)、氮 化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、钛钨(TiW)、钛铝(TiAl)、氮 化钨钛(TiWN)、氮化铝钛(TiAlN)、多晶矽(Poly-Si)、碳 (C)、碳化矽(SiC)、钽(Ta)、TaSiOx、TaW、TiANX、GeN或 TaO。 4.一种间隙壁电极侧接式相变化记忆体之制造方 法,包含有下列步骤: 形成一半导体元件; 形成一绝缘介电层于该半导体元件上方,且该绝缘 介电层包含贯穿该绝缘介电层之复数个金属拴塞; 形成一接地接垫与一电性接垫于该等金属拴塞上 方; 形成一第一绝缘介电层于该接地接垫、该电性接 垫及该绝缘介电层上方,且包含连接该金属拴塞, 并贯穿该第一绝缘介电层之该金属拴塞; 形成一第一非相变化材料层于该第一绝缘介电层 上方,该第一非相变化材料层包含贯穿该第一非相 变化材料层之一通道; 形成复数个第二非相变化材料层于该第一非相变 化材料层之该通道的两侧壁,其中该第二非相变化 材料层的电阻率大于该第一非相变化材料层的电 阻率; 形成一相变化材料层于该等第二非相变化材料层 之间; 形成一第二绝缘介电层于该第一非相变化材料层 、第二非相变化材料层与该相变化材料层上方,该 第二绝缘介电层包含贯穿该第二绝缘介电层之一 通道;及 形成一接触插塞于该第二绝缘介电层之该通道。 5.如申请专利范围第4项所述之制造方法,其中该半 导体元件系为一金氧半场效电晶体(Metal-Oxide- Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)。 6.如申请专利范围第4项所述之制造方法,其中该半 导体元件系为一双载子接面电晶体(bipolar junction transistor,BJT)。 7.如申请专利范围第4项所述之制造方法,其中该第 一非相变化材料层之材料系选自铜(Cu)、铝(Al)、 铂(Pt)及金(Au)组成之群组。 8.如申请专利范围第4项所述之制造方法,其中该第 二非相变化材料层之材料包含有钛(Ti)、钨(W)、氮 化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、钛钨(TiW)、钛铝(TiAl)、氮 化钨钛(TiWN)、氮化铝钛(TiAlN)、多晶矽(Poly-Si)、碳 (C)、碳化矽(SiC)、钽(Ta)、TaSiOx、TaW、TiANX、GeN或 TaO。 9.一种间侧壁电极侧接式相变化记忆体,包括有: 一第一绝缘介电层; 一第一非相变化材料层,系形成于该第一绝缘介电 层上方,且包含贯穿该第一非相变化材料层之一通 道; 复数个第二非相变化材料层,系形成于该第一非相 变化材料层之该通道的两侧壁,其中该第二非相变 化材料层的电阻率大于该第一非相变化材料层的 电阻率; 一相变化材料层,系形成于该等第二非相变化材料 层之间; 一第二绝缘介电层,系形成于该第一非相变化材料 层、第二非相变化材料层与该相变化材料层上方, 且包含贯穿该第二绝缘介电层之一通道;及 一电性插塞,系形成于该第二绝缘介电层之该通道 。 10.如申请专利范围第9项所述之相变化记忆体,其 中该第一非相变化材料层之材料系选自铜(Cu)、铝 (Al)、铂(Pt)及金(Au)组成的群组。 11.如申请专利范围第9项所述之相变化记忆体,其 中该第二非相变化材料层之材料包含有钛(Ti)、钨 (W)、氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、钛钨(TiW)、钛铝( TiAl)、氮化钨钛(TiWN)、氮化铝钛(TiAlN)、多晶矽( Poly-Si)、碳(C)、碳化矽(SiC)、钽(Ta)、TaSiOx、TaW、 TiANX、GeN或TaO。 12.一种间隙壁电极侧接式相变化记忆体,包括有: 一半导体元件; 一绝缘介电材料层,系形成于该半导体元件上方, 且包含有贯穿该绝缘介电层之复数个金属拴塞; 一接地接垫与一电性接垫,分别连接该金属拴塞; 一第一绝缘介电层,系形成于该绝缘介电材料层、 该接地接垫及该电性接垫上方,且包含连接该电性 接垫且贯穿该第一绝缘介电层之该金属拴塞; 一第一非相变化材料层,系形成于该第一绝缘介电 层上方,且包含贯穿该第一非相变化材料层之一通 道; 复数个第二非相变化材料层,系形成于该第一非相 变化材料层之该通道的两侧壁,其中该第二非相变 化材料层的电阻率大于该第一非相变化材料层的 电阻率; 一相变化材料层,系形成于该等第二非相变化材料 层之间; 一第二绝缘介电层,系形成于该第一非相变化材料 层、第二非相变化材料层与该相变化材料层上方, 且包含贯穿该第二绝缘介电层之一通道;及 一电性插塞,系形成于该第二绝缘介电层之该通道 。 13.如申请专利范围第12项所述之相变化记忆体,其 该该半导体元件系可为一金氧半场效电晶体(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)。 14.如申请专利范围第12项所述之相变化记忆体,其 中该半导体元件系可为一双载子接面电晶体( Bipolar Junction Transistor,BJT)。 15.如申请专利范围第12项所述之相变化记忆体,其 中该第一非相变化材料层之材料系选自铜(Cu)、铝 (Al)、铂(Pt)及金(Au)组成的群组。 16.如申请专利范围第12项所述之相变化记忆体,其 中该第二非相变化材料层之材料包含有钛(Ti)、钨 (W)、氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、钛钨(TiW)、钛铝( TiAl)、氮化钨钛(TiWN)、氮化铝钛(TiAlN)、多晶矽( Poly-Si)、碳(C)、碳化矽(SiC)、钽(Ta)、TaSiOx、TaW、 TiANX、GeN或TaO。 图式简单说明: 第1A图、第1B图、第1C图、第1D图、第1E图及第1F图 为本发明之第一实施例之间隙壁电极侧接式相变 化记忆体及其制造方法的剖示图;及 第2A图、第2B图、第2C图、第2D图、第2E图、第2F图 、第2G图、第2H图及第2I图为本发明之第二实施例 之间隙壁电极侧接式相变化记忆体及其制造方法 的剖示图。
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