相变存储器及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种相变存储器及其形成方法，其中，相变存储器的形成方法包括：提供基底；在所述基底上形成加热层；在所述加热层侧壁表面形成相变层，所述加热层仅侧壁与所述相变层接触。在所述加热层侧壁表面形成相变层，由于在加热层的形成工艺中，能够使加热层的厚度较小，小于加热层表面的最小尺寸。由于加热层的厚度较小，所述相变层位于所述加热层侧壁表面，则可以使所述相变层与所述加热层的接触面积较小。所述相变层与所述加热层的接触面积小，在读写数据时发生相变的相变层材料较少，从而能够缩短相变时间，进而增加相变存储器的读写速度。

【技术实现步骤摘要】
相变存储器及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种相变存储器及其形成方法。
技术介绍
随着信息技术的发展，存储信息量急剧增加。存储信息量的增加促进了相变存储器的飞速发展，同时也对相变存储器的读写效率提出了更高的要求。相变存储器(phasechangememory)，缩略表示为PCM，是利用特殊材料在晶态和非晶态之间相互转化时所表现出来的导电性差异来存储数据的存储装置。PCM的存储单元的基本结构包括相变层。相变层材料是一种极小的硫族合金，通过在电脉冲集中加热的情况下，它能够从有序的晶态快速转变为无序的非晶态，非晶态比晶态的电阻率高得多。相变存储器通过相变层的晶态和非晶态电阻率大小的差异存储二进制数据，具体的，高电阻的非晶态用于表示二进制“0”，低电阻的晶态表示“1”。相变存储器的相变层从晶态到非晶态的反复转换过程是由熔化和快速冷却机制触发的。然而，现有的相变存储器存在读写速率慢、读写效率低的缺点。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种相变存储器及其形成方法，能够提高读写速率，改善相变存储器性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种相变存储器的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成加热层；在所述加热层侧壁表面形成相变层，所述加热层仅侧壁与所述相变层接触。可选的，形成所述相变层之前，所述形成方法还包括：在所述基底上形成隔热层，所述隔热层位于所述加热层上，且所述隔热层暴露出所述加热层侧壁，所述相变层还位于所述隔热层上。可选的，形成所述相变层的步骤包括：在所述隔热层上和所述加热层侧壁表面形成初始相变层；对所述初始相变层进行刻蚀，去除所述加热层侧壁表面的部分初始相变层。可选的，去除所述加热层侧壁表面的部分初始相变层的步骤包括：形成覆盖所述初始相变层的图形层，所述图形层暴露出加热层侧壁表面的部分初始相变层，且所述图形层与加热层在基底上的投影图形仅部分重合；以所述图形层为掩膜对所述初始相变层进行刻蚀，形成相变层。可选的，对所述初始相变层进行刻蚀的工艺包括干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。可选的，所述隔热层的材料为氮化硅。可选的，形成所述隔热层的工艺包括化学气相沉积工艺。可选的，所述隔热层的厚度为600埃～800埃。可选的，所述加热层的材料为氮化钛、氮化钽、钛或钨；形成所述加热层的工艺包括：物理气相沉积工艺。可选的，所述相变层的材料为GeSbTe；形成所述相变层的工艺包括物理气相沉积工艺。可选的，所述加热层的厚度为60nm～80nm。可选的，所述加热层在所述基底表面的投影图形为矩形或圆形。可选的，所述加热层在所述基底表面的投影图形为正方形，所述加热层在所述基底表面的投影图形的边长为270nm～330nm。可选的，所述基底包括：第一插塞，所述第一插塞与所述加热层连接；所述形成方法还包括：形成连接所述相变层的第二插塞。相应的，本专利技术还退提供一种相变存储器，包括：基底；位于所述基底上的加热层；位于所述加热层侧壁表面的相变层，所述加热层仅侧壁与所述相变层接触。可选的，还包括位于所述加热层上的隔热层，所述相变层还位于所述隔热层上。可选的，所述隔热层的材料为氮化硅。可选的，所述隔热层的厚度为600埃～800埃。可选的，所述加热层的厚度为60nm～80nm。可选的，所述加热层在所述基底表面的投影图形为矩形或圆形。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的相变存储器的形成方法中，在所述加热层侧壁表面形成相变层，由于在加热层的形成工艺中，能够使加热层的厚度较小，小于加热层表面的最小尺寸。由于加热层的厚度较小，所述相变层位于所述加热层侧壁表面，且所述加热层仅侧壁与所述相变层接触，则可以使所述相变层与所述加热层的接触面积较小。所述相变层与所述加热层的接触面积小，在读写数据时发生相变的相变层材料较少，从而能够缩短相变时间，进而增加相变存储器的读写速度。进一步，去除所述加热层侧壁表面的部分初始相变层能够进一步减小加热层与相变层之间的接触面积，从而进一步提高读写速度。本专利技术技术方案提供的相变存储器中，由于加热层的厚度较小，所述相变层位于所述加热层侧壁表面，且所述加热层仅侧壁与所述相变层接触，则所述相变层与所述加热层的接触面积较小。所述相变层与所述加热层的接触面积小，在读写数据时发生相变的相变层材料较少，从而能够缩短相变时间，进而增加相变存储器的读写速度。附图说明图1是一种相变存储器的形成方法的结构示意图；图2至图10是本专利技术的相变存储器的形成方法一实施例各个步骤的结构示意图。具体实施方式相变存储器存在读写速率慢、读写效率低的缺点。现结合一相变存储器的形成方法分析所形成的相变存储器读写速率慢、读写效率低的原因：图1是一种相变存储器的形成方法的结构示意图。请参考图1，形成所述相变存储器的步骤包括：提供基底10；在所述基底10上形成介质层11；在所述介质层11中形成加热结构12，所述介质层11暴露出所述加热结构12；在所述加热结构12上形成相变层13。其中，所述加热结构12与所述相变层13的接触面与所述基底10表面平行。所述介质层11和加热结构12的形成步骤包括：在所述基底10上形成初始介质层；对所述初始介质层进行刻蚀，形成介质层11和位于所述介质层11中的开口；在所述开口中形成加热结构12。对所述初始介质层进行刻蚀的过程中，由于工艺精度的限制，所述开口在平行于所述基底10表面方向上的尺寸很难减小，从而导致所形成的加热结构12在平行于所述基底10表面方向上的尺寸较大。同样由于工艺精度的限制所述相变材料在平行于所述基底10表面方向上的尺寸也难以减小，进而导致加热结构12与相变层13之间的接触面积较大。加热结构12与相变层13之间的接触面积较大，在读取数据时发生相变的相变层12材料较多，容易使相变层13与加热结构12的接触面积附近的相变层13相变时间较长，从而使相变存储器的读写速度较慢。为解决所述技术问题，本专利技术提供了一种相变存储器的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成加热层；在所述加热层侧壁表面形成相变层，所述加热层仅侧壁与所述相变层接触。其中，在所述加热层侧壁表面形成相变层，由于在加热层的形成工艺中，能够使加热层的厚度较小，小于加热层表面的最小尺寸。由于加热层的厚度较小，所述相变层位于所述加热层侧壁表面，且所述加热层仅侧壁与所述相变层接触，则可以使所述相变层与所述加热层的接触面积较小。所述相变层与所述加热层的接触面积小，在读写数据时发生相变的相变层材料较少，从而能够缩短相变时间，进而增加相变存储器的读写速度。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图2至图10是本专利技术的相变存储器的形成方法一实施例各个步骤的结构示意图。请参考图2，提供基底。本实施例中，所述基底包括：第一介质层100和位于所述第一介质层100中的第一插塞101，所述第一插塞101在垂于所述第一介质层100表面方向上贯穿所述第一介质层100。所述第一插塞101用于实现后续形成的加热层与外部电路的电连接；所述第一介质层100用于实现第一插塞101与外部电路之间的电隔离。本实施例中，所述第一介质层100的材料为氧化硅。在其他实施例中，所述第一介质层的材料还可以为氮氧化硅。本实施例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变存储器的形成方法，其特征在于，包括：提供基底；在所述基底上形成加热层；在所述加热层侧壁表面形成相变层，所述加热层仅侧壁与所述相变层接触。

【技术特征摘要】
1.一种相变存储器的形成方法，其特征在于，包括：提供基底；在所述基底上形成加热层；在所述加热层侧壁表面形成相变层，所述加热层仅侧壁与所述相变层接触。2.如权利要求1所述的相变存储器的形成方法，其特征在于，形成所述相变层之前，所述形成方法还包括：在所述基底上形成隔热层，所述隔热层位于所述加热层上，且所述隔热层暴露出所述加热层侧壁，所述相变层还位于所述隔热层上。3.如权利要求2所述的相变存储器的形成方法，其特征在于，形成所述相变层的步骤包括：在所述隔热层上和所述加热层侧壁表面形成初始相变层；对所述初始相变层进行刻蚀，去除所述加热层侧壁表面的部分初始相变层。4.如权利要求3所述的相变存储器的形成方法，其特征在于，去除所述加热层侧壁表面的部分初始相变层的步骤包括：形成覆盖所述初始相变层的图形层，所述图形层暴露出加热层侧壁表面的部分初始相变层，且所述图形层与加热层在基底上的投影图形仅部分重合；以所述图形层为掩膜对所述初始相变层进行刻蚀，形成相变层。5.如权利要求4所述的相变存储器的形成方法，其特征在于，对所述初始相变层进行刻蚀的工艺包括干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。6.如权利要求2所述的相变存储器的形成方法，其特征在于，所述隔热层的材料为氮化硅。7.如权利要求6所述的相变存储器的形成方法，其特征在于，形成所述隔热层的工艺包括化学气相沉积工艺。8.如权利要求2所述的相变存储器的形成方法，其特征在于，所述隔热层的厚度为600埃～800埃。9.如权利要求1所述的相变存储器的形成方法，其特征在于，所述加热层的材料为氮化钛、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，周儒领，张庆勇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31