发明名称 形成包括多个装置之硒化锗之方法以及形成包括多个结构之硒化银的方法
摘要 本发明揭示一种形成非挥发性可变电阻装置的方法,该方法包括形成一种图案团块,该图案团块包括基板上的元素态银。该基板上形成一薄层,该薄层包括元素态硒,并包括包含有元素态银的图案团块。让该基板曝露到有效的条件下,只让某些元素态硒与元素态银起反应,以形成图案团块,以便包含硒化银。从基板上去除掉未反应的元素态硒。第一导电电极是以电气方式连接到包括硒化银的一部分图案团块。一种含硒化锗的材料是以电气方式连接到包括硒化银的另一部分图案团块。第二导电电极是以电气方式连接到该含硒化锗材料。
申请公布号 TWI251263 申请公布日期 2006.03.11
申请号 TW092102209 申请日期 2003.01.30
申请人 麦克隆科技公司 发明人 泰瑞L. 吉尔顿;克里斯堤A. 坎贝尔;约翰T. 摩尔
分类号 H01L21/027 主分类号 H01L21/027
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种形成非挥发性可变电阻装置的方法,其包括: 在一基板上,形成一含元素态银的图案团块; 在一基板上,形成一含元素态硒层,并且包括该含 元素态银的图案团块; 让基板曝露到只有某些元素态硒会与元素态银有 效起反应的条件下,而形成包括硒化银的图案团块 ; 从该基板上去除掉未反应的元素态硒; 提供一第一导电电极,以电气方式连接到包括硒化 银之图案团块的一部分; 提供含硒化锗的材料,以电气方式连接到包括硒化 银之图案团块的另一部分;以及 提供一第二导电电极,以电气方式连接到该含硒化 锗的材料。 2.如申请专利范围之第1项之方法,其中该图案团块 在进行曝露处理之前,包括至少50莫耳百分比的元 素态银。 3.如申请专利范围之第1项之方法,其中该图案团块 在进行曝露处理之前,包括至少95莫耳百分比的元 素态银。 4.如申请专利范围之第1项之方法,其中该含元素态 硒的薄层在进行曝露处理之前,包括至少90莫耳百 分比的元素态硒。 5.如申请专利范围之第1项之方法,其中该含元素态 硒的薄层在进行曝露处理之前,包括至少95莫耳百 分比的元素态硒。 6.如申请专利范围之第1项之方法,其中该曝露与去 除处理是在一共用处理步骤中发生。 7.如申请专利范围之第1项之方法,其中该曝露与去 除处理是在不同的处理步骤中发生。 8.如申请专利范围之第1项之方法,其中该曝露与去 除处理是在一共用处理步骤中发生,该共用处理步 骤包括至少40℃以及会藉氧化而去除掉未反应元 素态硒的气体。 9.如申请专利范围之第1项之方法,其中该去除掉未 反应元素态硒的处理包括在该曝露处理后的化学 蚀刻处理。 10.如申请专利范围之第1项之方法,其中该去除掉 未反应元素态硒的处理包括在该曝露处理后的蒸 发处理。 11.如申请专利范围之第1项之方法,其中该曝露处 理会形成图案团块,包括至少50莫耳百分比的硒化 银。 12.如申请专利范围之第1项之方法,其中该曝露处 理会形成图案团块,包括至少80莫耳百分比的硒化 银。 13.如申请专利范围之第1项之方法,其中该曝露处 理会将至少图案团块上元素态硒那部分的大部分, 驱动到图案团块内。 14.如申请专利范围之第1项之方法,其中该图案团 块在进行曝露处理之前,包括大于50莫耳百分比的 元素态银,该曝露处理会形成图案团块的最外层部 分,以包括大于50莫耳百分比的硒化银,而图案团块 的最内层部分会残留下大于50莫耳百分比的元素 态银。 15.如申请专利范围之第1项之方法,其中该图案团 块在进行曝露处理之前,包括大于90莫耳百分比的 元素态银,该曝露处理会形成图案团块的最外层部 分,包括大于90莫耳百分比的硒化银,而图案团块的 最内层部分会残留下大于90莫耳百分比的元素态 银。 16.如申请专利范围之第1项之方法,其中该图案团 块在进行曝露处理之前,具有最大第一厚度,该曝 露处理会形成具有比该最大第一厚度还大之最大 第二厚度的图案团块。 17.如申请专利范围之第1项之方法,其中该去除处 理会从基板上去除掉所有的未反应元素态硒。 18.如申请专利范围之第1项之方法,其中该形成含 元素态银之图案团块的处理包括沉积出含元素态 银的材料,微影定义出图案,以及在微影定义出图 案后进行减除蚀刻处理。 19.如申请专利范围之第1项之方法,其中该形成含 元素态银之图案团块的处理包括在基板上之绝缘 材料内形成图案开口,并且用含元素态银的材料至 少部分填满该开口。 20.一种形成非挥发性可变电阻装置的方法,其包括 : 在一基板上,形成一含至少90莫耳百分比元素态银 的图案团块,以及具有一最大第一厚度; 在一基板上,形成一含至少90莫耳百分比元素态硒 的薄层,并且包括该含元素态银的图案团块; 让基板曝露到只有某些元素态硒会与元素态银有 效起反应的条件下,而形成包括硒化银的图案团块 ,该曝露处理会形成富含银的硒化银,并且形成具 有一最大第二厚度的图案团块,该最大第二厚度是 大于该最大第一厚度,该曝露处理会形成包括至少 80莫耳百分比硒化银的图案团块,该曝露处理会将 该图案团块上元素态硒那部分的大部分,都驱动到 该图案团块内; 从该基板上去除掉未反应的元素态硒; 提供一第一导电电极,以电气方式连接到包括硒化 银之图案团块的一部分; 提供含硒化锗的材料,以电气方式连接到包括硒化 银之图案团块的另一部分;以及 提供一第二导电电极,以电气方式连接到该含硒化 锗的材料。 21.一种形成非挥发性可变电阻装置的方法,其包括 : 在一基板上,形成一第一导电电极材料; 在该第一导电电极材料上,形成绝缘材料以及穿过 该第一导电电极材料的一开口,该开口包括该装置 至少一部分最后可设定电阻结构的所需形状; 用含元素态银的材料填满该开口,以电气方式连接 到该第一导电电极材料; 在该绝缘材料上以及在该开口内含元素态银的材 料上,形成含元素态硒的薄层; 让该基板曝露到会对元素态银上之元素态硒起反 应的条件下,形成至少一部分的填满开口,以便包 括硒化银; 从该基板上去除掉该绝缘材料上的未反应元素态 硒;以及 提供一含硒化锗的材料,以电气方式连接到该硒化 银;以及 提供一第二导电电极,以电气方式连接到该含硒化 锗的材料。 22.如申请专利范围之第21项之方法,其中该曝露处 理会形成至少大部分的填满开口,以便包括硒化银 。 23.如申请专利范围之第21项之方法,其中该曝露处 理会形成小于一半的填满开口,以便包括硒化银。 24.如申请专利范围之第21项之方法,其中该含元素 态银的材料在该曝露处理之前,包括至少50莫耳百 分比的元素态银。 25.如申请专利范围之第21项之方法,其中该含元素 态银的材料在该曝露处理之前,包括至少95莫耳百 分比的元素态银。 26.如申请专利范围之第21项之方法,其中该含元素 态硒的材料在该曝露处理之前,包括至少90莫耳百 分比的元素态硒。 27.如申请专利范围之第21项之方法,其中该含元素 态硒的层在该曝露处理之前,包括至少95莫耳百分 比的元素态硒。 28.如申请专利范围之第21项之方法,其中该曝露与 去除步骤是发生在一共用处理步骤中。 29.如申请专利范围之第21项之方法,其中该曝露与 去除步骤是发生在不同的处理步骤中。 30.如申请专利范围之第21项之方法,其中该曝露与 去除步骤是发生在一共用处理步骤中,该共用处理 步骤包括至少40℃以及会藉氧化而去除掉未反应 元素态硒的气体。 31.如申请专利范围之第21项之方法,其中该去除掉 未反应元素态硒的处理包括在该曝露处理后的化 学蚀刻处理。 32.如申请专利范围之第21项之方法,其中该去除掉 未反应元素态硒的处理包括在该曝露处理后的蒸 发处理。 33.如申请专利范围之第21项之方法,其中该曝露处 理会形成至少80%的填满开口,以便包括硒化银。 34.如申请专利范围之第21项之方法,其中该曝露处 理会将该含元素态银的材料上那部分元素态硒的 至少大部分,都驱动到该含元素态银的材料内。 35.如申请专利范围之第21项之方法,其中该填满开 口在该曝露处理之前包括50莫耳百分比的元素态 银,该曝露处理会形成该填满开口的最外层部分, 以便包括大于50莫耳百分比的硒化银,而该填满开 口的最内层部分残留下大于50莫耳百分比的元素 态银。 36.如申请专利范围之第21项之方法,其中该填满开 口在该曝露处理之前包括90莫耳百分比的元素态 银,该曝露处理会形成该填满开口的最外层部分, 以便包括大于90莫耳百分比的硒化银,而该填满开 口的最内层部分残留下大于90莫耳百分比的元素 态银。 37.如申请专利范围之第21项之方法,其中该绝缘材 料具有实质上平面型的最外层表面,接近该开口, 而且在该填满开口内含元素态银的材料具有一最 外层表面,该最外层表面在该曝露处理之前是与绝 缘材料的外层表面位于同一平面上,该开口内含元 素态银的材料在该曝露处理之前,具有一最大第一 厚度,该曝露处理会形成图案团块,以具有比该最 大第一厚度还大的一最大第二厚度。 38.如申请专利范围之第21项之方法,其中该去除处 理会从该基板上去除掉所有未反应的元素态硒。 39.一种形成含硒化银结构的方法,其包括: 形成一基板,该基板包括一第一外层部分以及一第 二外层部分,该第一外层部分包括一含元素态银的 图案团块,该第二外层部分不包含元素态银; 在该第一与第二外层部分上,形成含元素态硒的薄 层;以及 让该基板曝露到对以下二种情形都有效的氧化条 件:a)在第一部分上的元素态硒会与元素态银起反 应,以形成图案团块,以便包括硒化银;以及b)从基 板上去除掉在第二外层部分上薄层的元素态硒。 40.如申请专利范围之第39项之方法,其中该去除处 理会从该基板上去除掉该第一部分上薄层的某些 元素态硒。 41.如申请专利范围之第39项之方法,其中该曝露处 理会将该第一部分上元素态硒那部分的至少大部 分都驱动到该图案团块内。 42.如申请专利范围之第39项之方法,其中该曝露处 理会将该第一部分上元素态硒那部分的至少80莫 耳百分比都驱动到该图案团块内。 43.如申请专利范围之第39项之方法,其中该曝露处 理包括约40℃至约250℃的温度。 44.如申请专利范围之第39项之方法,其中该氧化条 件包括含有至少N2O,NOx,O3,F2与Cl2其中之一的气体。 45.如申请专利范围之第39项之方法,其中该曝露处 理会从基板上去除掉该第二外层部分上薄层的所 有元素态硒。 46.如申请专利范围之第39项之方法,其中该曝露处 理会从基板上去除掉所有未反应的元素态硒。 47.如申请专利范围之第39项之方法,其中该图案团 块在该曝露处理之前,包括至少95莫耳百分比的元 素态银。 48.如申请专利范围之第39项之方法,其中该含元素 态硒的薄层在该曝露处理之前,包括至少95莫耳百 分比的元素态硒。 49.如申请专利范围之第39项之方法,其中该图案团 块在进行曝露处理之前,具有最大第一厚度,该曝 露处理会形成具有比该最大第一厚度还大之最大 第二厚度的图案团块。 50.如申请专利范围之第39项之方法,其中形成含元 素态银之该图案团块的处理包括沉积出一含元素 态银的材料,对该含元素态银的材料进行微影定义 图案的处理,以及在该微影定义图案处理后,进行 减除蚀刻处理。 51.如申请专利范围之第39项之方法,其中形成含元 素态银之该图案团块的处理包括在该基板上之绝 缘材料内形成一图案开口,而且用含元素态银的材 料至少部分填满该开口。 图式简单说明: 图1是依据本发明特点处理之半导体晶圆区段/切 面的图式。 图2是图1晶圆区段在图1所示之晶圆处理后之处理 步骤的图式。 图3是图2晶圆区段在图2所示之晶圆处理后之处理 步骤的图式。 图4是图3晶圆区段在图3所示之晶圆处理后之处理 步骤的图式。 图5是图3晶圆区段在图3所示之晶圆处理后之另一 处理步骤的图式。 图6是图4晶圆区段在图4所示之晶圆处理后之处理 步骤的图式。 图7是图6晶圆区段在图6所示之晶圆处理后之处理 步骤的图式。 图8是图3晶圆区段在图3所示之晶圆处理后之另一 处理步骤的图式。 图9是在依据本发明特点处理之另一实施例半导体 晶圆区段/切面的图式。 图10是图9晶圆区段在图9所示之晶圆处理后之处理 步骤的图式。 图11是图10晶圆区段在图10所示之晶圆处理后之处 理步骤的图式。 图12是依据本发明特点处理之另一实施例半导体 晶圆区段/切面的图式。 图13是图12晶圆区段在图12所示之晶圆处理后之处 理步骤的图式。 图14是图13晶圆区段在图13所示之晶圆处理后之处 理步骤的图式。 图15是图14晶圆区段在图14所示之晶圆处理后之处 理步骤的图式。
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