相变化记忆体及其制造方法技术

一种相变化记忆体及其制造方法，相变化记忆体包括下电极、第一介电层、加热器、第二介电层、相变化层、以及上电极。第一介电层具有暴露出下电极的第一开口，其中第一介电层是通过使用一光罩进行图案化制程所形成。加热器设置于第一开口的侧壁上，并接触下电极。第二介电层具有暴露出加热器的第二开口，其中第二介电层是通过使用相同的光罩进行图案化制程所形成。相变化层设置于第二开口的侧壁上，并接触加热器。上电极设置于相变化层上。本发明专利技术的相变化记忆体的制造制程中，较容易控制加热器与相变化层之间的对准，从而降低制造成本及提升制造良率。

Phase Change Memory and Its Manufacturing Method

A phase change memory and its manufacturing method comprise a lower electrode, a first dielectric layer, a heater, a second dielectric layer, a phase change layer and an upper electrode. The first dielectric layer has a first opening that exposes the lower electrode, in which the first dielectric layer is formed by patterning with a light mask. The heater is arranged on the side wall of the first opening and contacts the lower electrode. The second dielectric layer has a second opening that exposes the heater, in which the second dielectric layer is formed by patterning using the same hood. The phase change layer is arranged on the side wall of the second opening and contacts the heater. The upper electrode is arranged on the phase change layer. In the manufacturing process of the phase change memory of the invention, it is easier to control the alignment between the heater and the phase change layer, thereby reducing the manufacturing cost and improving the manufacturing yield.

【技术实现步骤摘要】
相变化记忆体及其制造方法
本揭示内容是关于一种相变化记忆体及其制造方法。
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。记忆体元件可具有一可在不同相态(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。相变化记忆体在操作时，可施加电流使得记忆体元件的温度提升以改变材料的相态。习知相变化记忆体元件的加热器与其耦接的记忆体元件具有较大的接触面积，此将增加表面孔洞的缺陷，且升温及降温的速度也较慢(高阻值与低阻值之间的转换不够迅速)，相对所需的电流量也较大。此外，传统的技术在制造小接触面积的加热器的制程需精确的对准机制，此导致制程繁复与难以控制，相对提升相变化记忆体的制造成本。因此，业界亟需一种新颖且有效率的制程以制备相变化记忆体。
技术实现思路
本揭示内容的一态样是提供一种相变化记忆体，包括下电极、第一介电层、加热器、第二介电层、相变化层、以及上电极。第一介电层具有暴露出下电极的第一开口，其中第一介电层是通过使用一光罩进行图案化制程所形成。加热器设置于第一开口的侧壁上，并接触下电极的顶部。第二介电层具有暴露出加热器的第二开口，其中第二介电层是通过使用相同的光罩进行图案化制程所形成。相变化层设置于第二开口的侧壁上，并接触加热器。上电极设置于相变化层上。在本揭示内容的一实施方式中，相变化记忆体，进一步包括第一绝缘层及第二绝缘层。第一绝缘层填充于第一开口的剩余部分，而第二绝缘层填充于第二开口的剩余部分。在本揭示内容的一实施方式中，相变化记忆体进一步包括一间隔件，设置于第二介电层与相变化层之间，且间隔件的底部接触加热器的顶部。在本揭示内容的一实施方式中，第一介电层的上表面、加热器的上表面、以及第一绝缘层的上表面共平面。在本揭示内容的一实施方式中，第二介电层的上表面、相变化层的上表面、以及第二绝缘层的上表面共平面。在本揭示内容的一实施方式中，第二介电层的上表面、相变化层的上表面、间隔件的上表面、以及第二绝缘层的上表面共平面。在本揭示内容的一实施方式中，加热器具有第一宽度，相变化层具有第二宽度，且第二宽度大于第一宽度。在本揭示内容的一实施方式中，加热器具有第一长度，相变化层具有第二长度，且第二长度大于或等于第一长度。在本揭示内容的一实施方式中，第一绝缘层的材料与第一介电层的材料不同；第二绝缘层的材料与第二介电层的材料不同。在本揭示内容的一实施方式中，加热器具有第一宽度，间隔件具有第三宽度，且第一宽度大于第三宽度。本揭示内容的另一态样是提供一种制造相变化记忆体的方法。所述方法包括形成第一介电材料于下电极上；使用第一光罩来图案化第一介电材料，从而形成第一条状介电层，其中第一条状介电层具有暴露出下电极的第一开口；形成条状加热器材料层于第一开口的侧壁上；图案化条状加热器材料层及第一条状介电层，从而形成加热器及第一介电层，其中加热器接触下电极；形成第二介电材料覆盖加热器及第一介电层；使用第一光罩来图案化第二介电材料，从而形成第二条状介电层，其中第二条状介电层具有暴露出加热器的第二开口；形成条状相变化层于第二开口的侧壁上；图案化条状相变化层及第二条状介电层，从而形成相变化层及第二介电层，其中相变化层接触加热器；以及形成上电极于相变化层上。在本揭示内容的一实施方式中，使用第一光罩来图案化第一介电材料的操作包含：形成光阻材料于第一介电材料上；通过第一光罩对光阻材料进行曝光步骤及显影步骤，以形成图案化光阻层；以及通过使用图案化光阻层作为蚀刻遮罩，蚀刻第一介电材料，从而形成第一条状介电层。在本揭示内容的一实施方式中，形成条状加热器材料层的操作包含：共形地形成加热器材料于第一条状介电层的上表面上以及第一开口的侧壁和底表面上；以及蚀刻加热器材料，以形成条状加热器材料层。在本揭示内容的一实施方式中，图案化条状加热器材料层及第一条状介电层的操作包含：形成光阻材料于条状加热器材料层及第一条状介电层上；通过第二光罩对光阻材料进行曝光步骤及显影步骤，以形成图案化光阻层；以及通过使用图案化光阻层作为蚀刻遮罩，蚀刻条状加热器材料层及第一条状介电层，从而形成加热器及第一介电层。在本揭示内容的一实施方式中，在形成第二介电材料的操作之前，还包含：形成绝缘材料覆盖加热器及第一介电层；以及移除绝缘材料的上部，以形成第一绝缘层；其中第一介电层的上表面、加热器的上表面、以及第一绝缘层的上表面共平面。在本揭示内容的一实施方式中，使用第一光罩来图案化第二介电材料的操作包含：形成光阻材料于第二介电材料上；通过第一光罩对光阻材料进行曝光步骤及显影步骤，以形成图案化光阻层；以及通过使用图案化光阻层作为蚀刻遮罩，蚀刻第二介电材料，从而形成第二条状介电层。在本揭示内容的一实施方式中，形成条状相变化层的操作包含：共形地形成相变化层材料于第二条状介电层的上表面上以及第二开口的侧壁和底表面上；以及蚀刻相变化层材料，以形成条状相变化层。在本揭示内容的一实施方式中，图案化条状相变化层及第二条状介电层的操作包含：形成光阻材料于条状相变化层及第二条状介电层上；通过第二光罩对光阻材料进行曝光步骤及显影步骤，以形成图案化光阻层；以及通过使用图案化光阻层作为蚀刻遮罩，蚀刻条状相变化层及第二条状介电层，从而形成相变化层及第二介电层。在本揭示内容的一实施方式中，在图案化条状加热器材料层及第一条状介电层的操作中，是使用第二光罩来执行；而在图案化条状相变化层及第二条状介电层的操作中，是使用相同的第二光罩来执行。在本揭示内容的一实施方式中，在图案化条状加热器材料层及第一条状介电层的操作中，是使用第二光罩来执行；而在图案化条状相变化层及第二条状介电层的操作中，是使用第三光罩来执行。在本揭示内容的一实施方式中，在形成上电极的操作之前，还包含：形成绝缘材料覆盖相变化层及第二介电层；以及移除绝缘材料的上部，以形成第二绝缘层；其中第二介电层的上表面、相变化层的上表面、以及第二绝缘层的上表面共平面。在本揭示内容的一实施方式中，在形成条状相变化层的操作之前，还包含：形成条状间隔件于第二开口的侧壁上；其中在形成条状相变化层的操作中，条状间隔件是位于第二条状介电层与条状相变化层之间。在本揭示内容的一实施方式中，形成条状间隔件的操作包含：共形地形成间隔件材料于第二条状介电层的上表面上以及第二开口的侧壁和底表面上；以及蚀刻间隔件材料，以形成条状间隔件。在本揭示内容的一实施方式中，在图案化条状相变化层及第二条状介电层的操作中，还包含：图案化条状间隔件，从而形成间隔件。以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本揭示内容的技术方案提供更进一步的解释。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以更好地理解本揭露的各个方面。应注意，依据工业中的标准实务，多个特征并未按比例绘制。实际上，多个特征的尺寸可任意增大或缩小，以便使论述明晰。图1A绘示根据本揭示内容的一些实施方式的相变化记忆体的立体示意图；图1B绘示沿着图1A的线B-B″截取的相变化记忆体的剖面示意图；图2A绘示根据本揭示内容的一些实施方式的相变化记本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变化记忆体，其特征在于，包括：一下电极；一第一介电层，具有暴露出该下电极的一第一开口，其中该第一介电层是通过使用一光罩进行图案化制程所形成；一加热器，设置于该第一开口的一侧壁上，并接触该下电极的顶部；一第二介电层，具有暴露出该加热器的一第二开口，其中该第二介电层是通过使用相同的该光罩进行图案化制程所形成；一相变化层，设置于该第二开口的一侧壁上，并接触该加热器；以及一上电极，设置于该相变化层上。

【技术特征摘要】
1.一种相变化记忆体，其特征在于，包括：一下电极；一第一介电层，具有暴露出该下电极的一第一开口，其中该第一介电层是通过使用一光罩进行图案化制程所形成；一加热器，设置于该第一开口的一侧壁上，并接触该下电极的顶部；一第二介电层，具有暴露出该加热器的一第二开口，其中该第二介电层是通过使用相同的该光罩进行图案化制程所形成；一相变化层，设置于该第二开口的一侧壁上，并接触该加热器；以及一上电极，设置于该相变化层上。2.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，进一步包括：一第一绝缘层，填充于该第一开口的一剩余部分；以及一第二绝缘层，填充于该第二开口的一剩余部分。3.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，进一步包括：一间隔件，设置于该第二介电层与该相变化层之间，且该间隔件的底部接触该加热器的顶部。4.根据权利要求2或3所述的相变化记忆体，其特征在于，该第一介电层的一上表面、该加热器的一上表面、以及该第一绝缘层的一上表面共平面。5.根据权利要求2所述的相变化记忆体，其特征在于，该第二介电层的一上表面、该相变化层的一上表面、以及该第二绝缘层的一上表面共平面。6.根据权利要求3所述的相变化记忆体，其特征在于，该第二介电层的一上表面、该相变化层的一上表面、该间隔件的一上表面以及该第二绝缘层的一上表面共平面。7.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，该加热器具有一第一宽度，该相变化层具有一第二宽度，且该第二宽度大于该第一宽度。8.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，该加热器具有一第一长度，该相变化层具有一第二长度，且该第二长度大于或等于该第一长度。9.根据权利要求2所述的相变化记忆体，其特征在于，该第一绝缘层的材料与该第一介电层的材料不同；该第二绝缘层的材料与该第二介电层的材料不同。10.根据权利要求8所述的相变化记忆体，其特征在于，该加热器具有一第一宽度，该间隔件具有一第三宽度，且该第一宽度大于该第三宽度。11.一种制造相变化记忆体的方法，其特征在于，包括：形成一第一介电材料于一下电极上；使用一第一光罩来图案化该第一介电材料，从而形成一第一条状介电层，其中该第一条状介电层具有暴露出该下电极的一第一开口；形成一条状加热器材料层于该第一开口的一侧壁上；图案化该条状加热器材料层及该第一条状介电层，从而形成一加热器及一第一介电层，其中该加热器接触该下电极；形成一第二介电材料覆盖该加热器及该第一介电层；使用该第一光罩来图案化该第二介电材料，从而形成一第二条状介电层，其中该第二条状介电层具有暴露出该加热器的一第二开口；形成一条状相变化层于该第二开口的一侧壁上；图案化该条状相变化层及该第二条状介电层，从而形成一相变化层及一第二介电层，其中该相变化层接触该加热器；以及形成一上电极于该相变化层上。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，使用该第一光罩来图案化该第一介电材料的操作包含：形成一光阻材料于该第一介电材料上；通过该第一光罩对该光阻材料进行一曝光步骤及一显影步骤，以形成一图案化光阻层；以及通过使用该图案化光阻层作为一蚀刻遮罩，蚀刻该第一介电材料，从而形成该第一条状介电层。13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，形成该条状加热器材料层的操作包含：共形地形成一加热器材料于该第一条状介电层的一上表面上以...

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