发明名称 相变化记忆胞及其制造方法
摘要 一种相变化记忆胞及其制造方法,主要是将相变层蚀刻成一锥形结构,并将相变层上之介电层平坦化,直至露出锥形结构之顶端,以由显露出之锥形结构的项端与加热电极接触。如此一来,将相变层之顶端露出的面积控制于极小尺寸内,即可达到缩小相变层与加热电极的接触面积,进而降低其操作电流。
申请公布号 TWI264087 申请公布日期 2006.10.11
申请号 TW094145589 申请日期 2005.12.21
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 许宏辉;李乾铭;王文翰;李敏鸿;赵得胜;卓言;陈颐承;陈维恕
分类号 H01L21/8239 主分类号 H01L21/8239
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 1.一种相变化记忆胞之制造方法,包括有下列步骤:提供一第一介电层,且于该第一介电层中具有一第一电极;于该第一介电层和该第一电极上沈积一相变层;将该相变层蚀刻成一锥形结构,其中该锥形结构之顶端系远离该第一电极的部位,该锥形结构之底部系靠近该第一电极的部位,且该锥形结构之底部的面积大于该锥形结构之顶端的面积;沈积一第二介电层于该相变层上;平坦化该第二介电层,直至露出该锥形结构之顶端;以及于露出之该锥形结构之该顶端上形成一电极。2.如申请专利范围第1项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中该将该相变层蚀刻成一锥形结构之步骤,包括有下列步骤:于该相变层上形成一光阻图案;以该光阻图案作为蚀刻遮罩,等向性蚀刻未覆盖该光阻图案之该相变层的区域,以使该相变层形成该锥形结构;以及移除该光阻图案。3.如申请专利范围第1项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中该平坦化该第二介电层,直至露出该锥形结构之顶端之步骤系利用一化学机械研磨法(CMP)和一回蚀刻技术中至少一种而执行。4.如申请专利范围第1项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中该锥形结构露出于该第二介电层的该顶端为一平面和一角锥中之一。5.如申请专利范围第1项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中该沈积一第二介电层于该相变层上之步骤,包括有下列步骤:沈积一停止层于该相变层上;以及沈积该第二介电层于该停止层上。6.如申请专利范围第1项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中于该于露出之该锥形结构之该顶端上形成一电极之步骤中,该电极系为一加热电极。7.如申请专利范围第6项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中于该于露出之该锥形结构之该顶端上形成一电极之步骤,包括有下列步骤:于该锥形结构上沈积该加热电极;于该加热电极上形成一光阻图案;以该光阻图案作为蚀刻遮罩,蚀刻未覆盖该光阻图案之该加热电极的区域,直至显露出该第二介电层;以及移除该光阻图案。8.如申请专利范围第1项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中于该于露出之该锥形结构之该顶端上形成一电极之步骤中,该电极包括:一加热电极以及一第二电极。9.如申请专利范围第8项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中于该于露出之该锥形结构之该顶端上形成一电极之步骤,包括有下列步骤:于该锥形结构上沈积该加热电极;于该加热电极上沈积该第二电极;于该第二电极上形成一光阻图案;以该光阻图案作为蚀刻遮罩,蚀刻未覆盖该光阻图案之该加热电极和该第二电极的区域,直至显露出该第二介电层;以及移除该光阻图案。10.一种相变化记忆胞之制造方法,包括有下列步骤:提供一第一介电层,且于该第一介电层中具有一第一电极;于该第一介电层和该第一电极上沈积一扩散阻障层;于该扩散阻障层上沈积该相变层;蚀刻该相变层和该扩散阻障层,直至显露出该第一介电层,并且将该相变层蚀刻成一锥形结构,其中该锥形结构之顶端系远离该第一电极的部位,该锥形结构之底部系靠近该第一电极的部位,且该底部的面积大于该顶端的面积;沈积一第二介电层于该相变层上;平坦化该第二介电层,直至露出该锥形结构之顶端;以及于露出之该锥形结构之该顶端上形成一电极。11.如申请专利范围第10项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中该蚀刻该相变层和该扩散阻障层,直至显露出该第一介电层,并且将该相变层蚀刻成一锥形结构之步骤,包括有下列步骤:于该相变层上形成一光阻图案;以该光阻图案作为蚀刻遮罩,等向性蚀刻未覆盖该光阻图案之该相变层和该扩散阻障层的区域,以使该相变层形成该锥形结构;以及移除该光阻图案。12.如申请专利范围第10项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中该平坦化该第二介电层,直至露出该锥形结构之顶端之步骤系利用一化学机械研磨法(CMP)和一回蚀刻技术中至少一种而执行。13.如申请专利范围第10项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中该锥形结构露出于该第二介电层的该顶端为一平面和一角锥中之一。14.如申请专利范围第10项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中该沈积一第二介电层于该相变层上之步骤,包括有下列步骤:沈积一停止层于该相变层上;以及沈积该第二介电层于该停止层上。15.如申请专利范围第10项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中于该于露出之该锥形结构之该顶端上形成一电极之步骤中,该电极系为一加热电极。16.如申请专利范围第15项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中于该于露出之该锥形结构之该顶端上形成一电极之步骤,包括有下列步骤:于该锥形结构上沈积该加热电极;于该加热电极上形成一光阻图案;以该光阻图案作为蚀刻遮罩,蚀刻未覆盖该光阻图案之该加热电极的区域,直至显露出该第二介电层;以及移除该光阻图案。17.如申请专利范围第10项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中于该于露出之该锥形结构之该顶端上形成一电极之步骤中,该电极包括:一加热电极以及一第二电极。18.如申请专利范围第17项所述之相变化记忆胞之制造方法,其中于该于露出之该锥形结构之该顶端上形成一电极之步骤,包括有下列步骤:于该锥形结构上沈积该加热电极;于该加热电极上沈积该第二电极;于该第二电极上形成一光阻图案;以该光阻图案作为蚀刻遮罩,蚀刻未覆盖该光阻图案之该加热电极和该第二电极的区域,直至显露出该第二介电层;以及移除该光阻图案。19.一种相变化记忆胞,包括有:一第一介电层;一第一电极,位于该第一介电层内;一相变层,位于该第一电极上,具有一锥形结构,其中该锥形结构之顶端系远离该第一电极的部位,该锥形结构之底部系靠近该第一电极的部位,且该底部的面积大于该顶端的面积;一第二介电层,位于该相变层上,且露出该锥形结构之顶端;以及一加热电极,位于该第二介电层上,且与露出之该锥形结构之顶端相接触。20.如申请专利范围第19项所述之相变化记忆胞,包括有:一第二电极,位于该加热电极上。21.如申请专利范围第19项所述之相变化记忆胞,包括有:一扩散阻障层,位于该相变层与该第一电极之间。22.如申请专利范围第19项所述之相变化记忆胞,包括有:一停止层,位于该相变层与该加热电极之间。23.如申请专利范围第19项所述之相变化记忆胞,其中该锥形结构露出于该第二介电层的该顶端为一平面和一角锥中之一。图式简单说明:第1图系为习知之相变化记忆胞的剖面图;第2图系为另一习知之相变化记忆胞的剖面图;第3图系为再另一习知之相变化记忆胞的剖面图;第4图系为再另一习知之相变化记忆胞的剖面图;第5图系为再另一习知之相变化记忆胞的剖面图;第6图系为根据本发明之第一实施例之相变化记忆胞的剖面图;第7图系为根据本发明之第二实施例之相变化记忆胞的剖面图;第8图系为根据本发明之第三实施例之相变化记忆胞的剖面图;第9图系为根据本发明之第四实施例之相变化记忆胞的剖面图;第10图系为根据本发明之第五实施例之相变化记忆胞的剖面图;第11图系为根据本发明之第六实施例之相变化记忆胞的剖面图;第12A图系为根据本发明之制造方法中,提供之第一介电层之一实施例的剖面图;第12B图系为根据本发明之制造方法,「第12A图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第12C图系为根据本发明之制造方法,「第12B图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第12D图系为根据本发明之制造方法,「第12C图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第12E图系为根据本发明之制造方法,「第12D图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第12F图系为根据本发明之制造方法,「第12D图」显示之结构上之接续制造程序之另一实施例的剖面图;第13A、13B图系为形成「第12C图」显示之结构之一实施例的细部流程图;第14A、14B、14C图系为形成「第6图」显示之结构之一实施例的细部流程图;第15A、15B、15C图系为形成「第7图」显示之结构之一实施例的细部流程图;第16A、16B、16C图系为形成「第8图」显示之结构之一实施例的细部流程图;第17A、17B、17C图系为形成「第9图」显示之结构之一实施例的细部流程图;第18A图系为根据本发明之制造方法,「第12A图」显示之结构上之接续制造程序之另一实施例的剖面图;第18B图系为根据本发明之制造方法,「第18A图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第18C图系为根据本发明之制造方法,「第18B图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第18D图系为根据本发明之制造方法,「第18C图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第18E图系为根据本发明之制造方法,「第18D图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第18F图系为根据本发明之制造方法,「第18D图」显示之结构上之接续制造程序之另一实施例的剖面图;第19图系为根据本发明之第七实施例之相变化记忆胞的剖面图;第20图系为根据本发明之第八实施例之相变化记忆胞的剖面图;第21A图系为根据本发明之制造方法,「第12C图」显示之结构上之接续制造程序之另一实施例的剖面图;第21B图系为根据本发明之制造方法,「第21A图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第21C图系为根据本发明之制造方法,「第21B图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第21D图系为根据本发明之第九实施例之相变化记忆胞的剖面图;第21E图系为根据本发明之第十实施例之相变化记忆胞的剖面图;第22A图系为根据本发明之制造方法,「第18图」显示之结构上之接续制造程序之另一实施例的剖面图;第22B图系为根据本发明之制造方法,「第22A图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第22C图系为根据本发明之制造方法,「第22B图」显示之结构上之接续制造程序之一实施例的剖面图;第22D图系为根据本发明之第十一实施例之相变化记忆胞的剖面图;以及第22E图系为根据本发明之第十二实施例之相变化记忆胞的剖面图。
地址 新竹县竹东镇中兴路4段195号