相变化记忆体装置、相变化记忆体结构和其制造方法制造方法及图纸

本公开的一种相变化记忆体装置、相变化记忆体结构和其制造方法，相变化记忆体装置包括形成在互连层上方的第一电极、形成在第一电极上方的相变化记忆体元件、形成在相变化记忆体元件上方的第二电极，及形成在相变化记忆体元件的侧壁上的无氧间隔物层。相变化记忆体元件可包括锗锑碲合金或铝锑合金。相变化记忆体装置可包括形成在第一电极和相变化记忆体元件之间且配置为加热元件的碳层。无氧间隔物层可包括SiN、SiC或SiCN且可进一步包括氯、氟、氩、氯与氩、氟与氩或氯、氟、氩的混合。无氧间隔物层可进一步包括随着无氧间隔物层内的位置变化的成分。化的成分。化的成分。

【技术实现步骤摘要】
相变化记忆体装置、相变化记忆体结构和其制造方法


[0001]本公开是关于一种相变化记忆体的装置、结构和其制造方法。

技术介绍

[0002]相变化随机存取记忆体(phase
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change random
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access memory，PCM或PCRAM)是非挥发性随机存取计算机记忆体的一种型态。相变化随机存取记忆体技术是基于在正常环境温度下可以是非晶态或结晶态的材料。在材料处于非晶态的条件下，材料具有高电阻。非晶态可以称为高电阻态(high resistance state，HRS)。在材料处于结晶态的条件下，材料具有低电阻。结晶态可以称为低电阻态(low resistance state，LRS)。

技术实现思路

[0003]根据本公开的一些实施例，一种相变化记忆体装置包括形成在互连层上方的第一电极、形成在第一电极上方的相变化记忆体元件、形成在相变化记忆体元件上方的第二电极，以及形成在相变化记忆体元件的侧壁上的无氧间隔物层。
[0004]根据本公开的一些实施例，一种相变化随机存取记忆体结构包括多个字元线、多个位元线及多个相变化记忆体单元。各个相变化记忆体单元包括电性连接至字元线中的一者的第一电极、形成在第一电极上方且具有非欧姆电流
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电压特性的选择器元件、形成在选择器元件上方的相变化记忆体元件、形成在相变化记忆体元件上方且电性连接至位元线中的一者的第二电极，以及形成在相变化记忆体元件的侧壁上的无氧间隔物层。
[0005]根据本公开的一些实施例，一种制造相变化记忆体装置的方法包括以下步骤。在互连层上依序沉积第一导电层、相变化材料层和第二导电层。在第二导电层上形成无氧图案化遮罩。使用无氧图案化遮罩蚀刻第二导电层和相变化材料层，以形成第二电极和相变化元件。蚀刻无氧图案化遮罩以形成无氧间隔物层，无氧间隔物层配置为保护第二电极和相变化元件的侧壁，其中无氧间隔物层包括从无氧图案化遮罩蚀刻出的遮罩材料。蚀刻第一导电层以形成第一电极。
附图说明
[0006]当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开的各方面。应注意，根据工业中的标准方法，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚地讨论，可任意增加或减少各种特征的尺寸。
[0007]图1是根据多个实施例的相变化随机存取记忆体结构的示意图，相变化随机存取记忆体结构包括相变化记忆体单元和场效应晶体管；
[0008]图2是根据多个实施例的相变化随机存取记忆体结构的示意图，相变化随机存取记忆体结构包括多个相变化记忆体单元；
[0009]图3是根据多个实施例的记忆体装置的垂直截面图，记忆体装置包括相变化记忆体单元和场效应晶体管；
[0010]图4是根据多个实施例的记忆体电路的方块图；
[0011]图5是根据多个实施例可以用于制造相变化记忆体单元的中间结构的垂直截面图；
[0012]图6是根据多个实施例可以用于制造相变化记忆体单元的下一步中间结构的垂直截面图；
[0013]图7是根据多个实施例可以用于制造相变化记忆体单元的下一步中间结构的垂直截面图；
[0014]图8是根据多个实施例可以用于制造相变化记忆体单元的下一步中间结构的垂直截面图；
[0015]图9是根据多个实施例可以用于制造相变化记忆体单元的下一步中间结构的垂直截面图；
[0016]图10是根据多个实施例可以用于制造相变化记忆体单元的下一步中间结构的垂直截面图；
[0017]图11是根据多个实施例可以用于制造相变化记忆体单元的下一步中间结构的垂直截面图；
[0018]图12是根据多个实施例的相变化记忆体单元的垂直截面图；
[0019]图13是根据多个实施例可以用于制造相变化记忆体单元的下一步中间结构的垂直截面图；
[0020]图14是根据多个实施例的相变化记忆体单元的垂直截面图；
[0021]图15A是根据多个实施例可以用于制造相变化随机存取记忆体结构的中间结构的垂直截面图；
[0022]图15B是根据多个实施例的图15A的中间结构的俯视图；
[0023]图16A是根据多个实施例可以用于制造相变化随机存取记忆体结构的下一步中间结构的垂直截面图；
[0024]图16B是根据多个实施例的图16A的中间结构的俯视图；
[0025]图17A是根据多个实施例可以用于制造相变化随机存取记忆体结构的下一步中间结构的垂直截面图。
[0026]图17B是根据多个实施例的图17A的中间结构的俯视图。
[0027]图18A是根据多个实施例可以用于制造相变化随机存取记忆体结构的下一步中间结构的垂直截面图；
[0028]图18B是根据多个实施例的图18A的中间结构的俯视图；
[0029]图19A是根据多个实施例可以用于制造相变化随机存取记忆体结构的下一步中间结构的垂直截面图；
[0030]图19B是根据多个实施例的图19A的中间结构的俯视图；
[0031]图20A是根据多个实施例可以用于制造相变化随机存取记忆体结构的下一步中间结构的垂直截面图；
[0032]图20B是根据多个实施例的图20A的中间结构的俯视图；
[0033]图21A是根据多个实施例可以用于制造相变化随机存取记忆体结构的下一步中间结构的垂直截面图；
[0034]图21B是根据多个实施例的图21A的中间结构的俯视图；
[0035]图22A是根据多个实施例的相变化随机存取记忆体结构的垂直截面图；
[0036]图22B是根据多个实施例的图22A的相变化随机存取记忆体结构的俯视图；
[0037]图23A是根据多个实施例可以用于制造相变化随机存取记忆体结构的下一步中间结构的垂直截面图；
[0038]图23B是根据多个实施例的图23A的中间结构的俯视图；
[0039]图24A是根据多个实施例可以用于制造相变化随机存取记忆体结构的下一步中间结构的垂直截面图；
[0040]图24B是根据多个实施例的图24A的中间结构的俯视图；
[0041]图25A是根据多个实施例可以用于制造相变化随机存取记忆体结构的下一步中间结构的垂直截面图；
[0042]图25B是根据多个实施例的图25A的中间结构的俯视图；
[0043]图26A是根据多个实施例的第一记忆体晶片的俯视图，第一记忆体晶片包括相变化随机存取记忆体结构；
[0044]图26B是根据多个实施例的第二记忆体晶片的俯视图，第二记忆体晶片包括相变化随机存取记忆体结构；
[0045]图27根据多个实施例绘示制造相变化记忆体装置的方法的步骤流程图。
[0046]【符号说明】
[0047]100:记忆体结构
[0048]102:相变化记忆体单元/记忆体单元
[0049]104:电流控制装置/场效应晶体管
[0050]200:记忆体结构
[0051]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相变化记忆体装置，其特征在于，包括：一第一电极，形成在一互连层上方；一相变化记忆体元件，形成在该第一电极上方；一第二电极，形成在该相变化记忆体元件上方；以及一无氧间隔物层，形成在该相变化记忆体元件的侧壁上。2.如权利要求1所述的相变化记忆体装置，其特征在于，该相变化记忆体元件进一步包括锗锑碲合金或铝锑合金。3.如权利要求1所述的相变化记忆体装置，其特征在于，进一步包括一碳层，形成在该第一电极和该相变化记忆体元件之间。4.如权利要求1所述的相变化记忆体装置，其特征在于，该无氧间隔物层包括SiN、SiC或SiCN。5.如权利要求4所述的相变化记忆体装置，其特征在于，该无氧间隔物层进一步包括氯、氟、氩、氯与氩、氟与氩或氯、氟、氩的混合。6.如权利要求4所述的相变化记忆体装置，其特征在于，该无氧间隔物层包括随着该无氧间隔物层内的位置变化的成分。7.一种相变化随机存取记忆体结构，其特征在于，包括：多个字元线；多个位元线；以及多个相变化记忆体单元，所述多个相变化记忆体单元中的各者包括：一第一电极，电性连接至所述多个字元线中的一者；一选择器元件，形成在该第一电极上方，其中该选择器元件具有非欧姆电流
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电压特性；一相变化记忆体元件，形成在该选择器元件上方；一第二电极，形成在该相变化记忆体元件上方且电性连接至所述多个位元线中的一者；以及一无氧间隔物层，形成在该相变化记忆体元件的侧壁上...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宗学，黄昶智，宋福庭，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：