制造相变化记忆体的方法技术

一种制造相变化记忆体的方法，包含：形成一结构，包含：底电极；介电层，位于底电极上方；隔离层，位于介电层上方，并具有开口贯穿隔离层；以及多晶硅层，位于开口内；形成第一孔洞及第二孔洞分别贯穿多晶硅层及介电层，第二孔洞位于第一孔洞的下方；形成保护层于第一孔洞及第二孔洞内及多晶硅层上方；移除保护层的一部分，以暴露多晶硅层，并留下第二孔洞内的保护层；对暴露的多晶硅层进行干蚀刻制程，以移除多晶硅层；移除第二孔洞内的保护层，以暴露第二孔洞；以及沉积加热材料至第二孔洞内。此方法不使用氢氧化四甲基铵溶液移除多晶硅层，可避开使用氢氧化四甲基铵溶液造成的危险，又可避免介电层中的孔洞损伤，使孔洞具有良好的尺寸稳定性。

【技术实现步骤摘要】
制造相变化记忆体的方法
本揭示是有关于一种制造相变化记忆体的方法。
技术介绍
电子产品(例如：手机、平板电脑以及数字相机)常具有储存数据的记忆体元件。习知记忆体元件可透过记忆体单元上的储存节点储存信息。其中，相变化记忆体利用记忆体元件的电阻状态(例如高阻值与低阻值)来储存信息。记忆体元件可具有可在不同相态(例如：晶相与非晶相)之间转换的材料。不同相态使得记忆体单元具有不同电阻值的电阻状态，以用于表示储存数据的不同数值。目前制造相变化记忆体元件的制程包含典型的锁孔转移方法(keyholetransfermethod)。详细而言，此方法透过先形成具有锁孔结构(或可称空隙)的多晶硅层于介电层上方，然后透过蚀刻将锁孔结构向下转移至介电层，于介电层中形成小尺寸的孔洞，之后再移除剩余的多晶硅层。然而在移除剩余的多晶硅层的步骤中，通常使用对多晶硅层及周遭材料具有极高选择比的溶液，如氢氧化四甲基铵(tetramethylammoniumhydroxide(TMAH))溶液，进行湿蚀刻，以避免损伤孔洞，进而导致孔洞尺寸改变，影响相变化记忆体的性能。但氢氧化四甲基铵溶液有剧毒，致死性高，对操作人员造成极大的危险。
技术实现思路
本揭示的目的在于提供一种制造相变化记忆体的方法，以其他制程步骤移除多晶硅层，而不使用氢氧化四甲基铵溶液移除多晶硅层。此方法除了可以避开使用氢氧化四甲基铵溶液造成的危险之外，又可以避免介电层中的孔洞损伤，使孔洞具有良好的尺寸稳定性。本揭示提供一种制造相变化记忆体的方法，包含：形成一结构，此结构包含：底电极；介电层，位于底电极上方；隔离层，位于介电层上方，并具有开口贯穿隔离层；以及多晶硅层，位于开口内；形成第一孔洞及第二孔洞分别贯穿多晶硅层及介电层，第二孔洞位于第一孔洞的下方；形成保护层于第一孔洞及第二孔洞内及多晶硅层上方；移除保护层的一部分，以暴露多晶硅层，并留下第二孔洞内的保护层；对暴露的多晶硅层进行干蚀刻制程，以移除多晶硅层；移除第二孔洞内的保护层，以暴露第二孔洞；以及沉积加热材料至第二孔洞内。根据本揭示的数个实施例，结构的多晶硅层具有一空隙位于开口内。根据本揭示的数个实施例，第一孔洞具有宽区域及窄区域位于宽区域的下方，并且移除保护层的部分的步骤包含移除位于多晶硅层上方及第一孔洞的宽区域内的保护层，以暴露多晶硅层，并留下位于第二孔洞及第一孔洞的窄区域内的保护层。根据本揭示的数个实施例，移除保护层的该部分的步骤及移除第二孔洞内的保护层的步骤是使用干蚀刻、湿蚀刻或其组合。根据本揭示的数个实施例，对暴露的多晶硅层进行干蚀刻制程的步骤包含使用蚀刻气体，蚀刻气体包含六氟化硫、甲烷、三氟化氮或其组合。根据本揭示的数个实施例，沉积加热材料的步骤还包含沉积加热材料至隔离层的开口的表面上方及隔离层上方。根据本揭示的数个实施例，方法还包含：于沉积加热材料的步骤之后，形成另一保护层于加热材料的上方；移除另一保护层及位于隔离层上方的加热材料；以及移除隔离层及位于隔离层的开口的表面上方的加热材料，以形成一加热器于第二孔洞内，且加热器的顶表面与介电层的顶表面齐平。根据本揭示的数个实施例，移除另一保护层及位于隔离层上方的加热材料的步骤包含使用干蚀刻。根据本揭示的数个实施例，移除隔离层及位于隔离层的开口的表面上方的加热材料的步骤包含使用化学机械研磨制程。根据本揭示的数个实施例，方法还包含：形成顶电极与相变化元件于加热器的上方。附图说明为让本揭示的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：图1至图12绘示根据本揭示数个实施例的一种制造相变化记忆体的方法在各制造阶段的剖面示意图。具体实施方式以下提供本揭示的多种不同的实施例或实例，以实现所提供的标的的不同技术特征。下述具体实例的元件和设计用以简化本揭示。当然，这些仅为示例，而非用以限定本揭示。举例而言，说明书中揭示形成第一特征结构于第二特征结构的上方，其包括第一特征结构与第二特征结构形成而直接接触的实施例，亦包括于第一特征结构与第二特征结构之间另有其他特征结构的实施例，亦即，第一特征结构与第二特征结构并非直接接触。此外，本揭示于各个实例中可能用到重复的参考符号及/或用字。这些重复符号或用字是为了简化与清晰的目的，并非用以限定各个实施例及/或所述结构之间的关系。另外，空间相对用语，如“下”、“上”等，是用以方便描述一元件或特征与其他元件或特征在附图中的相对关系。这些空间相对用语旨在包含除了附图中所示的方位以外，装置在使用或操作时的不同方位。装置可被另外定位(例如旋转90度或其他方位)，而本文所使用的空间相对叙述亦可相对应地进行解释。本揭示的目的在于提供一种制造相变化记忆体的方法，以其他制程步骤移除多晶硅层，而不使用氢氧化四甲基铵溶液移除多晶硅层。此方法除了可以避开使用氢氧化四甲基铵溶液造成的危险之外，又可以避免介电层中的孔洞损伤，使孔洞具有良好的尺寸稳定性。以下详述制造相变化记忆体的方法的实施例。图1至图12绘示根据本揭示数个实施例的一种制造相变化记忆体的方法在各制造阶段的剖面示意图。如图1所示，取得一结构，此结构包含底电极110、介电层112、隔离层114及多晶硅层116。介电层112位于底电极110上方。隔离层114位于介电层112上方，并且隔离层114具有开口O1贯穿隔离层114。多晶硅层116位于开口O1内。在一些实施例中，如图1所示，结构还包含另一介电层103及下连接元件105。介电层103可为单层或多层结构。在一些实施例中，介电层103由氧化物、氮化物、氮氧化物或其组合制成，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其组合。在一些实施例中，介电层103具有开口贯穿介电层103，而下连接元件105及底电极110位于开口内。在一些实施例中，下连接元件105包含金属、金属化合物或其组合，例如钛、钽、钨、铝、铜、钼、铂、氮化钛、氮化钽、碳化钽、氮化钽硅、氮化钨、氮化钼、氮氧化钼、氧化钌、钛铝、氮化钛铝、碳氮化钽、其他合适的材料或其组合。在一些实施例中，底电极110透过下连接元件105耦接主动元件(未绘示)。在数个实施例中，底电极110包含钨、钛、氮化钛、氮化钽、氮化铝钛、氮化铝钽、或其组合。在一些实施例中，如图1所示，先形成介电层103、下连接元件105及底电极110，然后在底电极110及介电层103上方形成介电层112。在一些实施例中，介电层112包含氧化物、氮化物、氮氧化物或其组合，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其组合。在一些实施例中，介电层112由氮化硅制成，但不限于此，亦可由其他介电材料制成，如氧化硅。在一些实施例中，利用薄膜沉积制程形成介电层112。在一些实施例中，介电层112的厚度介于50纳米至200纳米。在一些实施例中，在形成介电层112之后，在介电层112上方沉积隔离材料。在一些实施例中，隔离材料包含氧化物、氮化物、氮氧化物或其组合，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其组合。在一些实施例中，隔离材料包含氧化硅，但不限于此。然后，对隔离材料进行微影蚀刻制程，以形成具有开口O1的隔离层114，如图1所示。在一些实施例中，开口O1的宽度大于或等于底电极110的宽度。在一些实施例中，如图1所示，随后在开口O1中共形地形成多晶硅层116。在一些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造相变化记忆体的方法，其特征在于，包含：形成一结构，该结构包含：一底电极；一介电层，位于该底电极上方；一隔离层，位于该介电层上方，并具有一开口贯穿该隔离层；以及一多晶硅层，位于该开口内；形成一第一孔洞及一第二孔洞分别贯穿该多晶硅层及该介电层，该第二孔洞位于该第一孔洞的下方；形成一保护层于该第一孔洞及该第二孔洞内及该多晶硅层上方；移除该保护层的一部分，以暴露该多晶硅层，并留下该第二孔洞内的该保护层；对暴露的该多晶硅层进行一干蚀刻制程，以移除该多晶硅层；移除该第二孔洞内的该保护层，以暴露该第二孔洞；以及沉积一加热材料至该第二孔洞内。

【技术特征摘要】
1.一种制造相变化记忆体的方法，其特征在于，包含：形成一结构，该结构包含：一底电极；一介电层，位于该底电极上方；一隔离层，位于该介电层上方，并具有一开口贯穿该隔离层；以及一多晶硅层，位于该开口内；形成一第一孔洞及一第二孔洞分别贯穿该多晶硅层及该介电层，该第二孔洞位于该第一孔洞的下方；形成一保护层于该第一孔洞及该第二孔洞内及该多晶硅层上方；移除该保护层的一部分，以暴露该多晶硅层，并留下该第二孔洞内的该保护层；对暴露的该多晶硅层进行一干蚀刻制程，以移除该多晶硅层；移除该第二孔洞内的该保护层，以暴露该第二孔洞；以及沉积一加热材料至该第二孔洞内。2.根据权利要求1所述的制造相变化记忆体的方法，其特征在于，该结构的该多晶硅层具有一空隙位于该开口内。3.根据权利要求1所述的制造相变化记忆体的方法，其特征在于，该第一孔洞具有一宽区域，以及一窄区域位于该宽区域的下方，并且移除该保护层的该部分的步骤包含移除位于该多晶硅层上方及该第一孔洞的该宽区域内的该保护层，以暴露该多晶硅层，并留下位于该第二孔洞及该第一孔洞的该窄区域内的该保护层。4.根据权利要求1所述的制造相变化记忆体的方法，其特征在于，移除该保护层的该部分的步骤及移除该第二孔洞内的该保护层的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡尚修，张明丰，
申请(专利权)人：江苏时代全芯存储科技有限公司，江苏时代芯存半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32