相变化记忆体制造技术

一种相变化记忆体，包括下电极、环形加热器、环形相变化层、以及上电极。环形加热器设置于下电极上。环形相变化层设置于环形加热器上，且环形相变化层与环形加热器在下电极的法线方向上错位。上电极设置于环形相变化层上。本实用新型专利技术简化了相变化记忆体的制造制程，且降低制造成本及提升制造良率。此外，本实用新型专利技术的相变化记忆体的加热器与相变化层间的接触面积极小，使相变化记忆体具有极低的重置电流。

【技术实现步骤摘要】
相变化记忆体
本揭示内容是关于一种相变化记忆体。
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、环形加热器、环形相变化层、以及上电极。环形加热器设置于下电极上。环形相变化层设置于环形加热器上，且环形相变化层与环形加热器在下电极的法线方向上错位。上电极设置于环形相变化层上。在本揭示内容的一实施方式中，下电极与环形加热器一体成型。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平坦层，其中环形加热器具有一中空部分，平坦层填充于中空部分中，且平坦层的上表面与环形加热器的上表面共平面。>在本揭示内容的一实施方式中，平坦层的电阻值高于环形加热器的电阻值。在本揭示内容的一实施方式中，相变化记忆体进一步包括环形间隙壁，环形间隙壁围绕环形加热器的外侧周围，且环形间隙壁的上表面与环形加热器的上表面共平面。在本揭示内容的一实施方式中，相变化记忆体，进一步包括阻障层，阻障层包覆下电极的底部以及环形加热器的外侧表面周围，且阻障层的上表面与环形加热器的上表面共平面。在本揭示内容的一实施方式中，阻障层的电阻值高于环形加热器的电阻值。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填充层，其中环形相变化层具有一中空部分，填充层填充于中空部分中，且填充层的上表面与环形相变化层的上表面共平面。在本揭示内容的一实施方式中，填充层为电阻值高于环形相变化层的合金填充层。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，包括：(i)提供一前驱结构，前驱结构包含具有一第一开口的一第一介电层；(ii)形成一下电极及一环形加热器于第一开口中，其中环形加热器设置于下电极上；(iii)形成一环形相变化层于环形加热器上，其中环形相变化层与环形加热器在下电极的一法线方向上错位；以及(iv)形成一上电极于环形相变化层上。在本揭示内容的一实施方式中，形成下电极及环形加热器的操作包含：形成一导电材料于第一介电层上，以及第一开口的侧壁及下表面上；以及执行一化学机械研磨制程，以移除第一介电层上的导电材料及第一介电层的上部，从而形成下电极及环形加热器。在本揭示内容的一实施方式中，在形成下电极及环形加热器的操作之前，还包含：形成一环形间隙壁于第一开口的侧壁上。在本揭示内容的一实施方式中，在形成下电极及环形加热器的操作之前，还包含：形成一阻障层在第一开口的底部与侧壁上。在本揭示内容的一实施方式中，下电极与环形加热器一体成型。在本揭示内容的一实施方式中，在形成环形相变化层的操作之前，还包含：形成一平坦层于第一开口的一剩余部分中。在本揭示内容的一实施方式中，形成环形相变化层的操作包含：形成一第二介电层于环形加热器之上，其中第二介电层具有一第二开口；以及形成环形相变化层于第二开口中。在本揭示内容的一实施方式中，形成环形相变化层于第二开口中的操作包含：形成一相变化层材料于第二介电层上，以及第二开口的侧壁及下表面上；以及执行一蚀刻制程，以移除第二介电层上的相变化层材料，以及第二开口的下表面上的相变化层材料，从而形成环形相变化层。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：形成一介电层于第二开口的一剩余部分中。由上述实施方式可知，本技术提供一种相变化记忆体。在此相变化记忆体的制造制程中，可不用精确地对准环形加热器与环形相变化层，而只需使两者错位即可大幅减少两者的接触面积。亦即，本技术简化了相变化记忆体的制造制程，且降低制造成本及提升制造良率。此外，本技术的相变化记忆体的加热器与相变化层间的接触面积极小，使相变化记忆体具有极低的重置电流，而有效解决先前技术所述的问题。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俯视示意图；图1B及图1C分别绘示沿着图1A的线X-X及线Y-Y截取的相变化记忆体的剖面示意图；图2绘示图1A～图1C的相变化记忆体中部分结构的立体示意图；图3A绘示根据本揭示内容的其他实施方式的相变化记忆体的俯视示意图；图3B及图3C分别绘示沿着图3A的线X-X及线Y-Y截取的相变化记忆体的剖面示意图；图4绘示图3A～图3C的相变化记忆体中部分结构的立体示意图；图5A绘示根据本揭示内容的其他实施方式的相变化记忆体的俯视示意图；图5B及图5C分别绘示沿着图5A的线X-X及线Y-Y截取的相变化记忆体的剖面示意图；图6绘示图5A～图5C的相变化记忆体中部分结构的立体示意图；图7A～图23A绘示根据本揭示内容的一些实施方式的相变化记忆体的制造方法的各个阶段的俯视示意图；图7B～图23B分别绘示沿着图7A～图26A的线X-X截取的中间结构的剖面示意图；图24A～图26A绘示根据本揭示内容的其他实施方式的相变化记忆体的制造方法的各个阶段的俯视示意图；图24B～图26B分别绘示沿着图24A～图26A的线X-X截取的中间结构的剖面示意图；图27A～图28A绘示根据本揭示内容的其他实施方式的相变化记忆体的制造方法的各个阶段的俯视示意图；图27B～图28B分别绘示沿着图27A～图28A的线X-X截取的中间结构的剖面示意图。具体实施方式以下揭示内容提供许多不同实施例或实例以用于实现所提供标的物的不同的特征。下文描述组件及排列的特定实例以简化本揭露。当然，这些仅仅为实例，并不旨在限制本揭露。举例而言，在随后描述中的在第二特征之上或在第二特征上形成第一特征可包括形成直接接触的第一特征和第二特征的实施例，还可以包括在第一特征和第二特征之间形成额外特征，从而使第一特征和第二特征不直接接触的实施例。另外，本揭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变化记忆体，其特征在于，包括：/n一下电极；/n一环形加热器，设置于该下电极上；/n一环形相变化层，设置于该环形加热器上，其中该环形相变化层与该环形加热器在该下电极的一法线方向上错位；以及/n一上电极，设置于该环形相变化层上。/n

【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；
一环形加热器，设置于该下电极上；
一环形相变化层，设置于该环形加热器上，其中该环形相变化层与该环形加热器在该下电极的一法线方向上错位；以及
一上电极，设置于该环形相变化层上。


2.根据权利要求1所述的相变化记忆体，其特征在于，该下电极与该环形加热器一体成型。


3.根据权利要求1或2所述的相变化记忆体，其特征在于，进一步包括一平坦层，其中该环形加热器具有一中空部分，该平坦层填充于该中空部分中，且该平坦层的一上表面与该环形加热器的一上表面共平面。


4.根据权利要求3所述的相变化记忆体，其特征在于，该平坦层的电阻值高于该环形加热器的电阻值。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑胜鸿，张明丰，杨子澔，
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：新型
国别省市：江苏;32