一種相變存儲(chǔ)器及其制造方法和電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種相變存儲(chǔ)器及其制造方法和電子 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中，相變存儲(chǔ)器（PCRAM)以其低功耗、尺寸易于小型化、高讀寫 速度等優(yōu)點(diǎn)而成為非易失性存儲(chǔ)器的首選?；谏鲜鲇袃?yōu)點(diǎn)，相變存儲(chǔ)器不僅能夠取代現(xiàn) 有的存儲(chǔ)器，而且還在普通存儲(chǔ)器達(dá)不到的一些領(lǐng)域（諸如空間、航天技術(shù)和軍事等領(lǐng)域） 產(chǎn)生新的應(yīng)用。
[0003] 相變材料通過電脈沖引起的局部發(fā)熱而將其相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)和非晶態(tài)，相變存儲(chǔ) 器就是利用該特性存儲(chǔ)二進(jìn)制信息的半導(dǎo)體器件。然而，相變材料的體收縮問題一直是本 領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。
[0004] 利用相變材料制造相變存儲(chǔ)器或者其他器件期間，相變材料從非晶態(tài)到結(jié)晶態(tài)的 轉(zhuǎn)變縮小相變材料的體積。如果在器件的制作過程中，相變材料在低溫下被沉積，則相變 材料處于非晶態(tài)。在之后的制作步驟期間，相變材料可以被加熱到超過結(jié)晶溫度。在相變 材料被加熱超過結(jié)晶溫度的情況下，相變材料從非晶態(tài)轉(zhuǎn)變到結(jié)晶態(tài)，從非晶態(tài)到晶態(tài)的 轉(zhuǎn)變使相變材料的體積縮小很大，這樣的體積縮小足以引起沉積在相變材料上的材料層剝 落，進(jìn)而降低相變存儲(chǔ)器的良率。
[0005] 因此，為了解決上述問題，有必要提出一種新的相變存儲(chǔ)器的制造方法，以提高相 變存儲(chǔ)器的良率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn) 一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的 關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0007] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種相變存儲(chǔ)器的制造方法，所述方法包括：
[0008] 提供前端器件，在所述前端器件上形成層間介電層以及位于所述層間介電層內(nèi)的 底電極；
[0009] 形成覆蓋所述底電極的相變材料層；
[0010] 對(duì)所述相變材料層進(jìn)行刻蝕以形成位于所述底電極上方且與所述底電極相連接 的相變層；
[0011] 對(duì)所述相變層進(jìn)行退火處理。
[0012] 進(jìn)一步，在進(jìn)行所述退火處理步驟之后還形成覆蓋所述相變層的蓋帽層的步驟。
[0013] 進(jìn)一步，所述相變材料層的材料為鍺、銻、碲的合成材料Ge2Sb2Te 5。
[0014] 進(jìn)一步，在進(jìn)行所述退火處理步驟時(shí)，控制退火溫度在高于所述相變層的結(jié)晶溫 度低于所述相變層的熔化溫度的范圍內(nèi)。
[0015] 進(jìn)一步，所述相變層由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)，體積發(fā)生了收縮。
[0016] 進(jìn)一步，所述蓋帽層的材料包括氮化鈦。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例二提供一種采用實(shí)施例一中的方法制造的相變存儲(chǔ)器。
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例三提供一種電子裝置，包括實(shí)施例二中所述的相變存儲(chǔ)器。
[0019] 綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的方法，通過退火將非晶態(tài)的相變層轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)，避免了 其在之后步驟中體積收縮問題的出現(xiàn)，不會(huì)引起沉積在相變層上的蓋帽層的剝落，進(jìn)而提 高了相變存儲(chǔ)器的良率。
【附圖說明】
[0020] 本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā) 明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。
[0021] 附圖中：
[0022] 圖IA至圖IC為本發(fā)明實(shí)施例一的相變存儲(chǔ)器的制造方法的相關(guān)步驟形成的結(jié)構(gòu) 的剖視圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的相變存儲(chǔ)器的制造方法的一種流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然 而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以 實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn) 行描述。
[0025] 應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的 實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給 本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終 相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0026] 應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為"在...上"、"與...相鄰"、"連接到"或"耦合到"其 它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)樱?或者可以存在居間的元件或?qū)印Ｏ喾?，?dāng)元件被稱為"直接在...上"、"與...直接相鄰"、 "直接連接到"或"直接耦合到"其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管 可使用術(shù)語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、 層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用來區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部 分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元 件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。
[0027] 空間關(guān)系術(shù)語例如"在...下"、"在...下面"、"下面的"、"在...之下"、"在...之 上"、"上面的"等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與 其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語意圖還包括使 用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為"在其它元件下 面"或"在其之下"或"在其下"元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣?上"。因此，示例性 術(shù)語"在...下面"和"在...下"可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向（旋轉(zhuǎn)90 度或其它取向）并且在此使用的空間描述語相應(yīng)地被解釋。
[0028] 在此使用的術(shù)語的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使 用時(shí)，單數(shù)形式的"一"、"一個(gè)"和"所述/該"也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出 另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語"組成"和/或"包括"，當(dāng)在該說明書中使用時(shí)，確定所述特征、 整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操 作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語"和/或"包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任 何及所有組合。
[0029] 這里參考作為本發(fā)明的理想實(shí)施例（和中間結(jié)構(gòu)）的示意圖的橫截面圖來描述發(fā) 明的實(shí)施例。這樣，可以預(yù)期由于例如制造技術(shù)和/或容差導(dǎo)致的從所示形狀的變化。因 此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)局限于在此所示的區(qū)的特定形狀，而是包括由于例如制造導(dǎo)致 的形狀偏差。例如，顯示為矩形的注入?yún)^(qū)在其邊緣通常具有圓的或彎曲特征和/或注入濃 度梯度，而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元改變。同樣，通過注入形成的埋藏區(qū)可導(dǎo)致該埋 藏區(qū)和注入進(jìn)行時(shí)所經(jīng)過的表面之間的區(qū)中的一些注入。因此，圖中顯示的區(qū)實(shí)質(zhì)上是示 意性的，它們的形狀并不意圖顯示器件的區(qū)的實(shí)際形狀且并不意圖限定本發(fā)明的范圍。
[0030] 為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便 闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本 發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0031] 實(shí)施例一
[0032] 下面，參照?qǐng)DIA至圖IC和圖2來描述本發(fā)明實(shí)施例一提出的相變存儲(chǔ)器的制造 方法。其中，圖IA至圖IC為本發(fā)明實(shí)施例一的相變存儲(chǔ)器的制造方法的相關(guān)步驟形成的 結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的相變存儲(chǔ)器的制造方法的一種流程圖。
[0033] 本發(fā)明實(shí)施例一的相變存儲(chǔ)器的制造方法，包括如下步驟：
[0034] 步驟S201 :提供前端器件100,在該前端器件100上形成層間介電層1010以及位 于所述層間介電層1010內(nèi)的底電極（Bottom Electrode ;BE) 101，如圖IA所示。
[0035] 其中，前端器件100包括半導(dǎo)體襯底、位于半導(dǎo)體襯底上的晶體管（未示出）以及 位于晶體管上的接觸孔（contact)等組件。
[0036] 所述半導(dǎo)體襯底可以是娃、絕緣體上娃（S