相变化存储器及其制造方法技术

一种相变化存储器及其制造方法。该相变化存储器包括：基底；具有第一开口的第一介电层形成在该基底之上；第一电极形成在该第一开口内并填满该第一开口；柱状第二介电层直接形成在该第一电极之上；第一导电层形成在该柱状第二介电层的侧壁上，并与该第一电极电连接；第三介电层完全覆盖该第一电极及包覆该第一导电层的侧壁，并露出该第一导电层的上表面；相变层形成在该第三介电层之上并与该第一导电层之的表面直接接触；第四介电层形成在该第三介电层和该相变层之上，其中该第四介电层具有第二开口露出该相变层的上表面；第二导电层形成在该第二开口内并填满该第二开口，并与该相变层电连接；并且第二电极与该第二导电层电连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是涉及一种缩小相变 层与电极接触面积的。
技术介绍
相变化存储器具有高读取速度、低功率、高容量、高可靠度、高写擦次数、低工作电压/电流和低成本等特性，且非常适合与CMOS工艺结合，可 用来作为较高密度的独立式或嵌入式的存储器应用，是目前十分被看好的下 一代新存储器。由于相变化存储器技术的独特优势，也使得其被认为非常有 可能取代目前商业化极具竟争性的SRAM与DRAM挥发性存储器与Flash 非挥发性存储器技术，可望成为未来极有潜力的一代半导体存储器。综观目 前相变化存储器的发展趋势，可以明显地发现主要的瓶颈在于元件的操作电 流过大，因而无法有效地降低相变化存储器元件所串接的驱动晶体管面积， 导致单位元尺寸过大使得存储器密度无法提高的问题。降低相变化存储器操作电流可通过缩小相变化存储单元中相变层与电 极的接触面积来实现，且有利于CMOS元件的缩小以及存储器密度的提高。 然而，此方法会受限于光刻与加工能力的限制，较不易获得有效突破。为解决上述问题，Heon Lee等人在美国专利US 6746892中提出一种形 成相变化存储器的制造方法，请参照图1,该方法包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相变化存储器，包括：基底；具有第一开口的第一介电层形成在该基底之上；第一电极形成在该第一开口内并填满该第一开口；第二介电层形成在该第一电极之上；第一导电层形成在该第二介电层的侧壁上，并与该第一电极 电连接；第三介电层完全覆盖该第一电极及包覆该第一导电层的侧壁，并露出该第一导电层的上表面；相变层形成在该第三介电层之上并与该第一导电层的上表面接触；第四介电层形成在该第三介电层和该相变层之上，其中该第四介电层具有第二 开口露出该相变层的上表面；第二导电层形成在该第二开口内并...

【技术特征摘要】
1.一种相变化存储器，包括基底；具有第一开口的第一介电层形成在该基底之上；第一电极形成在该第一开口内并填满该第一开口；第二介电层形成在该第一电极之上；第一导电层形成在该第二介电层的侧壁上，并与该第一电极电连接；第三介电层完全覆盖该第一电极及包覆该第一导电层的侧壁，并露出该第一导电层的上表面；相变层形成在该第三介电层之上并与该第一导电层的上表面接触；第四介电层形成在该第三介电层和该相变层之上，其中该第四介电层具有第二开口露出该相变层的上表面；第二导电层形成在该第二开口内并填满该第二开口，并与该相变层电连接；和第二电极与该第二导电层电连接。2. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第二介电层为柱状第二介 电层。3. 如权利要求1所述的相变化存储器，还包括第五介电层覆盖该第一导 电层，但未覆盖该第一导电层的上表面。4. 如权利要求2所述的相变化存储器，其中该柱状第二介电层的截面直 径不大于100nm。5. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该基底完成了 CMOS的前段 制造工艺。6. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第一介电层的材料为硅化 合物。7. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第一介电层的材料为氮化 硅或氧化硅。8. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第一电极的材料为Al、 W、 Mo、 TiN或是TiW。9. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第一导电层的材料为W、 TiN、 TiAlN、 Ta、 TaN、 poly-Si、 TiSiN或是TaSiN。10. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第一导电层的材料为Al、 W、 Mo、 TiN或是TiW。11. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第二介电层的材料为硅化 合物。12. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该相变层为包括Ge、 Sb、 Te或其混合的材料。13. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该相变层为GeSbTe或 InGeSbTe。14. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第三介电层的材料为硅化 合物。15. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第四介电层的材料为硅化 合物。16. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第二电极的材料为Al、 W、 Mo、 TiN、或是TiW。17. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第二导电层的材料为W、 TiN、 TiAlN、 Ta、 TaN、 poly國Si、 TiSiN或是TaSiN。18. 如权利要求1所述的相变化存储器，其中该第一导电层的厚度小于 50nm。19. 一种相变化存储器的制造方法，包括 提供基底；形成具有第一开口的第一介电层；形成第 一电极在该第 一开口内并填满该第 一开口 ；形成柱状第二介电层位在该第一电极之上；顺应性形成第一导电层在该基底上，其中该第一导电层完全包覆该柱状第二介电层的側壁和上表面；各向异性蚀刻该第一导电层直到露出该柱状第二介电层的上表面； 形成第三介电层在该基底上，并平坦化该第三介电层以露出该第一导电层的上表面；形成相变层在该第三介电层之上并与该第一导电层的上表面直接接触； 形成第四介电层在该第三介电层和该相变层之上，其中该第四介电层...

【专利技术属性】
技术研发人员：许宏辉，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，力晶半导体股份有限公司，南亚科技股份有限公司，茂德科技股份有限公司，华邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]