相变层、存储节点、以及相变存储器的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种形成相变层的方法，一种采用形成相变层的方法制造存储节点的方法，以及一种采用制造存储节点的方法来制造相变存储器件的方法。形成相变层的方法可以采用电化学沉积（ＥＣＤ）方法。形成相变层的方法可以包括：通过混合溶剂和前驱体形成电解液，每个前驱体包括相变层的元素；将阳极板和阴极板浸在电解液中以相互隔离，其中阴极板可以为将在其上沉积相变层的衬底；设定相变层的沉积条件；以及在阳极板和阴极板之间供应电压。

【技术实现步骤摘要】

实施例涉及一种制造半导体存储器的方法。其它实施例涉及一种形成相 变层的方法，使用形成相变层的方法制造存储节点的方法，以及应用制造存 储节点的方法制造相变存储器件的方法。
技术介绍
相变材料的分子结构根据它的温度可能为结晶状态或非晶状态。当相变 材料为结晶时，相变材料的电阻可能相对地低。当相变材料为非晶时，相变 材料的电阻可能相对高。相变存储器件使用相变材料的上述特性来记录数据。相变存储器件可能 包括晶体管、以及通过接触插塞电连接到晶体管的源极区和漏极区的存储节点。相变层可能包括在存储节点中。Ge2Sb2Te5 ( GST )可能为用来形成相变层的公知的材料。GST层可能通 过物理气相沉积(PVD)法、金属有机化学气相沉积(MOCVD)法和/或原 子层沉积(ALD )方法来形成。然而，当用PVD法形成GST层时，GST层 的生长可能难于控制，以及GST层可能不密集。例如，为了实现高集成存 储器件，相变层可能形成在受限结构中。然而，应用PVD法在受限结构中 形成GST层可能是困难的。因而，为了解决上述问题，可以可选地应用ALD法和/或MOCVD法来 形成GST层。然而，ALD法和/或MOCVD法可能在技术构造中具有制造工 艺问题和限制。在应用ALD法和MOCVD法制造相变材料中可能有困难。 例如，可能难于发展在相对低的温度例如大约300。C或更低时可以使用的金 属有机前驱体。
技术实现思路
示范实施例提供了 一种相变层的形成方法，该相变层可以在受限结构中 和在室温下形成，以及可以在结晶状态和非晶状态之间相对快速地转变。示范实施例也提供了 一种使用形成相变层的方法制造存储节点的方法。示范实 施例也提供了 一种使用制造存储节点的方法制造相变存储器件的方法。根据示范实施例，提供了一种形成相变层的方法，其中相变层可以采用电化学沉积(ECD)方法形成。该方法可以包括通过混合溶剂和前驱体形 成电解液，每一个前驱体包括相变层的元素；阳极板和阴极板浸在电解液中 以相互隔离，其中阴极板为相变层将在其上沉积的衬底，设定相变层的沉积 条件，以及在阳极板和阴极板之间供应电压。相变层可能为选自由以下层组成的组中的一个包括选自由Ge、 Sb和 Te组成的组中至少两个不同元素的层；In-Sb-Te层；以及Ge-Bi-Te层。前驱 体可能包括选自由Ge前驱体、Sb前驱体、以及Te前驱体组成的组中的至 少两个，以及Ge前驱体可能为选自由氧化锗、氯化锗、澳化锗、碘化锗、 硫酸锗以及硫化锗组成的组中之一 。Sb前驱体可能为选自由氧化锑、氯化锑、溴化锑、碘化锑、硫酸锑以 及硫化锑组成的组中之一。Te前驱体可以选自由氧化碲、氯化碲、溴化碲、 碘化碲、硫酸碲以及硫化碲组成的组中之一。前驱体可以为由化物的前驱体。 卣化物的前驱体可能为选自由GeCl4、 SbCl3、 TeCl4、 GeBr4、 SbBr3、 TeBr4、 Gel4、 Sbl3、以及Tel4组成的组中之一。可选4奪地，前驱体可以为氧化物前驱体。氧化物前驱体可以为Ge02、 Sb203以及Te02。形成电解液可以包括向电解液中添加螯合剂。在其上将沉 积相变层的衬底的表面可以由Au层、Pt层、Ti层、Ta层、TiN层、TaN层、 W层、WN层、WT层以及TiAlN层中之一覆盖。根据示范实施例，制造存储节点的方法可以包括根据示范实施例在底部 电极上形成相变层，以及在相变层上形成上部电极。制造存储节点的方法可 以进一步包括在形成相变层之后为了结晶相变层对相变层进行退火。根据示范实施例，制造相变存储器件的方法可以包括在衬底上形成开关 器件，以及根据示范实施例制造连接到开关器件的存储节点。附图说明通过结合所附附图的下述更详细地描述将更清楚地理解示范实施例。图 1-11表现了在此描述的无限制、示范实施例。图1为说明在根据示范实施例形成相变层的方法中所用电化学沉积装置的结构的横截面图；图2为图1的电化学沉积装置的横截面图，说明了采用根据示范实施例 的电化学沉积方法形成相变层的方法；图3为显示在本专利技术人进行的第一个实验中形成的Sb-Te相变层的X线 衍射分析图表；图4至6为显示在采用碱性水溶液作为溶剂的第二个实验中形成的 Sb-Te相变层的表面(附图的较上部分)和横截面(附图的较低部分)的扫 描电子显微镜(SEM)图。图7为显示在第二个实验中具有共晶成分的Sb-Te相变层(SbQ.76TeQ.24) 的特性的图表。图8至10为说明根据示范实施例在其中应用形成图2相变层的方法制 造相变存储器件的方法的横截面图；以及图11是根据示范实施例的相变存储器件的存储节点的横截面图。 需要说明的是这些附图旨在说明在特定示范实施例中利用的方法、结构 和/或材料的一般特性，以及对下述提供的书面描述作补充。然而，这些附图 不是按比例的并可能不能精确地反映任一给出的实施例的精确结构特性或 性能特性，并且不能解释为定义或限定由示范实施例获得的数值或特性的范 围。尤其是，为了清楚分子、层、区域和/或结构元件的相对厚度和定位可以 缩少或放大。在不同的附图中使用相似或相同的附图标记旨在指示存在相似 地或相同的元件或特征。具体实施方式通过参考其中显示示范实施例的相应附图现将对示范实施例作更全面 地表述。为了本申请的清楚在附图中说明的层或区域的厚度可以放大。相同 的附图标记代表相同的元件。可以理解当元件或层被描述为另一个元件或层上、或连接到或 耦合到，，另一个元件或层时，它可以直接在其它元件或层上，或直接连接 到或耦合到其它元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反地，当一个元 件被描述为直接在另一个元件或层上、直接连接到或直接耦 合到另一个元件或层时，没有中间元件或层存在。贯穿全文相同的附图标 记表述相同的元件。如在此使用的，术语和/或包括一个或多个相关列出的项目的任一个或全部组合。可以理解，虽然术语第一、第二、第三等可以在此用来表述多个元件、 组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不能 受这些术语的限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、组件、区域、层和/ 或部分与另一个元件、组件、区域、层和/或部分。因而，在不超出实施例的 教导的情况下，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分能称为第二元 件、组件、区域、层或部分。为了容易地描述，空间上的相对术语，例如下面、下方、下、上 方、上等等，在此可以用来描述图中所示的一个元件或特征与另一个元 件或特征的关系。可以理解除了在图中描述的方向之外，空间上的相对术语 旨在包含使用或操作中的器件的不同方向。例如，如果在图中器件被翻转， 描述为在其它元件或特征下方或下的元件将在此被取向为在其它元件或特征上方'，。因而，典型的术语下方(below)可以包括上方和下 方两个方向。器件可以有其它的取向(旋转90度或其它方向)以及相应地 解释在此使用的空间上的相对描述符。在此使用的术语仅仅是为了描述特殊的实施例的目的并且不能意为对 实施例的限制。如在此使用的，单数形式一、一个和该也意在包 括复数的形式，除非上下文清楚地指示另外的意思。进一步可以理解术语包 括和/或包含当在说明书中使用时指定规定的特征、整体、步骤、操 作、元件和/或组件的存在，但是不排除额外的一个或多个其它特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成相变层的方法，其中所述相变层采用电化学沉积方法形成。

【技术特征摘要】
KR 2007-1-2 308/071.一种形成相变层的方法，其中所述相变层采用电化学沉积方法形成。2. 权利要求1所述的形成相变层的方法，包括通过混合溶剂和前驱体形成电解液，每一个前驱体包含所述相变层的元素；将阳极板和阴极板浸在所述电解液中以相互间隔，其中所述阴极板为将 在其上沉积所述相变层的衬底；设定所述相变层的沉积条件；以及在所述阳极板和所述阴极板之间供应电压。3. 权利要求1所述的形成相变层的方法，其中所述相变层是选自由以下 层组成的组中的一个包括选自由Ge、 Sb以及Te组成的组中的至少两个不 同元素的层；In-Sb-Te层；以及Ge-Bi-Te层。4. 权利要求2所述的形成相变层的方法，其中所述前驱体包括选自由 Ge前驱体、Sb前驱体以及Te前驱体组成的组中的至少两个，并且所述Ge 前驱体为选自由氧化锗、氯化锗、溴化锗、碘化锗、硫酸锗以及硫化锗组成 的组中的一个。5. 权利要求4所述的形成相变层的方法，其中所述Sb前驱体为选自由 氧化锑、氯化锑、溴化锑、碘化锑、硫酸锑以及硫化锑组成的组中的一个。6. 权利要求4所述的形成相变层的方法，其中所述Te前驱体为选自由 氧化碲、氯化碲、溴化碲、碘化碲、硫酸碲以及硫化碲组成的组中的一个。7. 权利要求2所述的形成相变层的方法，其中所述溶剂为水溶剂或极性 溶剂，并且其中所述水溶剂为酸性水溶液和 减性水溶液中的一个。8. 权利要求7所述的形成相变层的方法，其中所述酸性水溶液包括选自 由HC1、 H2S04、 HN03、 HC104和&02组成的组中的一个。9. 权利要求7所述的形成相变层的方法，其中所述碱性水溶液包括 KOH。10. 权利要求2所述的形成相变层的方法，其中所述溶剂为有机溶剂。11. 权利要求IO所述的形成相变层的方法，其中所述有机溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜允善，白桂东，申雄澈，吴承真，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]