半导体结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体结构及其制造方法。该半导体结构包括与加热材料集成的两个可编程过孔，其中每个可编程过孔包含相变材料。具体地，本发明专利技术提供一种结构，其中每个都包含相变材料的两个可编程过孔位于加热材料的相反面上。加热材料的上表面的每个端部与金属端子相连。与加热材料的上表面的端部接触的这些金属端子中的每个金属端子可被连接到控制和切换这两个可编程过孔的电阻状态的外部组件。本发明专利技术结构的两个可编程过孔的每一个连接到另一金属端子。也可以将与可编程过孔相关联的这些金属端子连接到可存在于该结构中的电路块上。

【技术实现步骤摘要】

[0001本专利技术涉及一种半导体和制造该半导体结构的方法。更具体地，本专利技术涉及一种包括至少两个各自都与加热材料集成的可编 程过孔的半导体结构。本专利技术的结构提供了一种快速且可靠的逻辑切 换属性介质，并且使得能够建立可以控制和切换来自外部电源的信号的四端子结构。
技术介绍
[00021在半导体产业中，可重新配置的电路已广泛地用于现场 可编程门阵列(FPGA)和修复缺陷存储单元。FPGA包括阵列中一组简 单且可配置的逻辑块，该阵列具有可重新布置逻辑块之间的互连的散 置开关。0003也希望可重新配置的电路在目前开发的三维(3D)集成技 术中扮演重要的角色。三维集成技术制造彼此垂直堆叠的多层结构， 其可形成具有不同功能的单芯片组合。在这些多层和多功能的结构 中，通常需要可重新配置的电路连接来提供可控制的逻辑功能、存储 器修复、数据加密以及其它功能。[OOO引在FGPA和3D集成应用中，基于可编程过孔的相变材料 旨在提供诸如空间紧密、无须锁定、多点(multiple-shot)可再编程以及 免除软件错误而不显著要求高开关电压或高开关功率的优点。00051在现有技术中，提出了可编程过孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，包括：半导体衬底；第一电介质层，其位于所述半导体衬底的表面上，所述第一电介质层中嵌入了导电材料；第二电介质层，其位于第一电介质层和所述导电材料的上面，所述第二电介质层包括填充有第一相变材料的至少一个第 一过孔，所述第一相变材料具有直接接触所述导电材料的上表面的表面；被形成图案的加热材料，其位于所述第二电介质层的上表面上，并且直接在所述至少一个第一过孔的上面；第三电介质层，其具有填充有第二相变材料的至少一个第二过孔，并且位于 所述被形成图案的加热材料和所述第二电介质层的暴露表面上，所述至少一个第二过孔基本...

【技术特征摘要】
US 2007-4-10 11/733,5231. 一种半导体结构，包括半导体衬底；第一电介质层，其位于所述半导体衬底的表面上，所述第一电介质层中嵌入了导电材料；第二电介质层，其位于第一电介质层和所述导电材料的上面，所述第二电介质层包括填充有第一相变材料的至少一个第一过孔，所述第一相变材料具有直接接触所述导电材料的上表面的表面；被形成图案的加热材料，其位于所述第二电介质层的上表面上，并且直接在所述至少一个第一过孔的上面；第三电介质层，其具有填充有第二相变材料的至少一个第二过孔，并且位于所述被形成图案的加热材料和所述第二电介质层的暴露表面上，所述至少一个第二过孔基本上与所述至少一个第一过孔对准；以及被形成图案的扩散势垒，其位于所述至少一个第二过孔的暴露表面上。2. 如权利要求l所述的半导体结构，还包括 第一导电填充接触过孔和第二导电填充接触过孔，其中的每一个都穿过第三电介质层延伸到所述被形成图案的加热材料的上表面；以 及第三导电填充接触过孔，其穿过第三电介质层和第二电介质层延 伸到嵌入所述第 一 电介质层中的所述导电材料的上表面。3. 如权利要求l所述的半导体结构，其中，所述第一相变材料和 所述第二相变材料中的每一个包括硫属元素化物材料或硫属元素化 物合金。4. 如权利要求l所述的半导体结构，其中，所述第一相变材料和 所述第二相变材料中的每一个包括Ge2Sb2Tes或GeSb。5. 如权利要求l所述的半导体结构，其中，所述被形成图案的扩 散势垒包括Ta、 TaN、 Ti、 TiN、 Ru、 ZrN和RuN中的至少一种。6. 如权利要求l所述的半导体结构，其中，所述被形成图案的加7. 如权利要求6所述的半导体结构，其中，所述被形成图案的 加热材料是TaxSiyNz、 Cr02或Ru02，其中x、 y和z的范围是大约从 0至1。8. —种半导体结构，包括 半导体衬底；第一电介质层，其位于所述半导体衬底的表面上，所述第一电介 质层中嵌入了导电材料；第二电介质层，其位于所述第一电介质层和所述导电材料的上 面，所述第二电介质层包括填充有第一相变材料的至少一个第一过 孔，所述第 一相变材料具有直接接触所述导电材料的上表面的表面；被形成图案的加热材料，其位于所述第二电介质层的上表面上， 并且直接在所述至少 一个第 一过孔上面；第三电介质层，其具有填充有第二相变材料的至少一个第二过 孔，并且位于所述被形成图案的加热材料和所述第二电介质层的暴露 表面上，所述至少一个第二过孔基本上与所述至少一个第一过孔对准；被形成图案的扩散势垒，其位于所述至少一个第二过孔的暴露表面上；第一导电填充接触过孔和第二导电填充接触过孔，其穿过所述第三电介质层延伸并与所述加热材料的上表面接触；以及第三导电填充接触过孔，其穿过所述第三电介质层和所述第二电 介质层延伸到嵌入所述第一电介质层中的所述导电材料的上表面，所 述导电填充的过孔中的每一个都被导电材料軍盖，所述导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冠能，林仲汉，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]