制造相变存储器器件的等离子体处理方法以及由此制造的存储器器件技术

本发明专利技术提供一种制造相变存储器器件的等离子体处理方法以及由此制造的存储器器件。相变存储器器件可以通过以下步骤来制造：在衬底上形成第一电极以及在该第一电极上形成硫族化物材料。对硫族化物材料充分地进行等离子体处理，以对整个该硫族化物材料引入等离子体物质。第二电极形成在该硫族化物材料上。对相关器件也进行了描述。

【技术实现步骤摘要】
制造相变存储器器件的等离子体处理方法以及 由此制造的存储器器件 相关申请的交叉引用本申请根据35 USC §119要求2008年8月29日递交的韩国专利 申请No. 10-2008-0085402的优先权，其全部公开内容通过引用结合于 此。
技术介绍
本专利技术涉及一种制造非易失性存储器器件的方法以及由此制造的 器件，并且更具体而言，涉及相变存储器器件的制造方法以及由此制 造的器件。相变存储器器件在许多用电装置、商业以及其他应用中广泛用作 非易失性存储器器件。相变存储器器件也被称为相变随机存取存储器 (PRAM)器件。正如本领域技术人员所熟知的，PRAM单元在第一和 第二电极之间包括相变材料，诸如硫族化物材料。当在适当的条件下 加热或冷却时，诸如硫族化物材料的相变材料采用两种稳定但可编程 相中的一种晶体或非晶。晶体相的电阻相对低，而非晶相的电阻相 对高。因此，该单元编程状态可以通过测量它的电阻来确定。PRAM 器件已经被设计成每一单元存储一位(单电平)或每一单元存储多位 (多电平)。本段中所描述的PRAM器件的设计、制造以及操作对本领域技术人员来说是熟知的，在此不需再进一步的描述。如上所述，PRAM单元的操作取决于采用稳定可编程相的相变材 料，以便呈现给定的电阻。然而，不幸的是，正如例如，Street等人在 Physical Review Letters, 35(19): 1293-1296 (1975)发表的States in the Gap in Glassy Semiconductors; Kastner等人在Physical Review Letters, 37(22): 1504-1507 (1976)发表的Valence-Alternation Model forLocalized Gap States in Lone-Pair Semiconductors; 以及Ielmini等人在 54(2): 308-315 (2007)发表的Recovery and Drift Dynamics of Resistance and Threshold Voltages in Phase-Change Memories中所描述的那样，已 发现电阻会随时间而漂移。电阻随时间的漂移会对相变存储器器件的 稳定性和/或可操作性产生不利影响。
技术实现思路
根据不同的实施例，相变存储器器件可以通过在衬底上形成第一 电极以及在第一电极上形成硫族化物材料来制造。对硫族化物材料充 分地进行等离子体充分处理，以对整个该硫族化物材料引入等离子体 物质。在硫族化物材料上形成第二电极。在制造相变存储器器件的过程中，等离子体处理可以被执行一次 或多次。在一些实施例中，在第一电极上形成其中包括孔的绝缘层， 并且硫族化物材料形成在该孔内以及该孔外的绝缘层上。对该孔内以 及该孔外的绝缘层上的硫族化物材料进行等离子体处理。在另一些实 施例中，去除该孔外的硫族化物材料，在去除孔外的硫族化物材料之 后、但在硫族化物材料上形成第二电极之前对该孔内的该硫族化物材 料进行等离子体处理。在其他另外的实施例中，第二电极形成在硫族 化物材料上，以便暴露出硫族化物的侧壁，并且在硫族化物上形成第 二电极之后，通过暴露的侧壁执行等离子体处理。根据不同的实施例可以使用不同的等离子体。在一些实施例中， 对硫族化物材料充分地执行氢等离子体处理，以对整个硫族化物材料 引入氢。在其他实施例中，对硫族化物材料充分地执行卤素等离子体 处理，以对整个该硫族化物材料引入卣素。根据不同的实施例也可以使用不同范围的处理参数。在一些实施例中，等离子体处理硫族化物材料在小于约ioow的等离子体功率下进行。在其他实施例中，等离子体处理硫族化物材料在低于约350'C的温6度下进行。在其他另外的实施例中，等离子体处理在约25W与约50W 之间的等离子体功率以及在20(TC与约35(TC之间的温度下进行。此外，如上所述，等离子体处理硫族化物材料被充分地执行，以 对整个硫族化物材料引入等离子体物质。在一些实施例中，等离子体 处理被充分地执行，以对整个该硫族化物材料引入至少约5at.。/。的等离 子体物质。在其他实施例中，在约10at /。与约20a/。之间的等离子体 物质被引入到整个该材料上。在其他另外的实施例中，充分地执行等 离子体处理，以在硫族化物材料的边缘或表面引入给定at.Q/。的等离子 体物质，以及在硫族化物材料的中心(即，远离该边缘或表面)引入 给定化％的至少六分之一 (1/6)的等离子体物质。在其他另外的实施 例中，充分地执行等离子体处理，以使硫族化物材料中的等离子体物 质的at.。/。产生的变化小于约6倍。根据不同实施例的相变存储器器件包括衬底，衬底上的第一电极 以及第一电极上的硫族化物材料。整个硫族化物材料包括氢和/或卤素。 第二电极被提供在硫族化物材料上。在一些实施例中，整个硫族化物材料具有至少约5化％的氢和/或 卤素。在其他实施例中，整个硫族化物材料具有在约10at.Q/。与约20at.% 之间的氢和/或卤素。在其他另外的实施例中，硫族化物材料在其边缘 或表面处具有给定at.Q/o的氢和/或卤素，以及在其中心处具有给定at.% 的至少六分之一 (1/6)的氢和/或卤素。在又一些实施例中，硫族化物 材料具有硫族化物材料中的氢和/或卤素的&%的变化小于约6倍。根据不同实施例的相变存储器器件可以与控制器、输入/输出器件 和/或无线接口结合以提供电子器件。电子器件可以包括个人数字助理、 膝上型计算机、平板型计算机，移动电话和/或数字音乐播放器。附图说明图1A-1C是根据不同实施例的相变存储器器件的制造方法以及由 此制造的存储器器件的横截面图。图2A-2D是根据其他实施例的相变存储器器件的制造方法以及由 此制造的存储器器件的横截面图。图3A-3C是根据其他另外的实施例的相变存储器器件的制造方法 以及由此制造的存储器器件的横截面图。图4A-4B分别图示出根据不同实施例的作为等离子体功率和处理 温度的函数的电阻漂移系数。图5A-5B分别图示出根据不同实施例的电阻漂移未受控制以及材 料的电阻漂移受到控制的多电平相变存储器器件的电阻分布变化。图6A-6C是根据又一些实施例的相变存储器器件的制造方法以及 由此制造的存储器器件的横截面图。图7A-7B是根据其他另外的实施例的相变存储器器件的制造方法 以及由此制造的存储器器件的横截面图。图8是根据不同实施例的包括相变存储器器件的便携式电子器件 的框图。具体实施例方式现将在下文中结合附图来更全面地描述本专利技术，其示出本专利技术的 实施例。然而，本专利技术不应解释为限于这里所阐述的实施例。相反的， 提供这些实施例是为了使公开变得彻底和完整，以及全面地向本领域 技术人员传达本专利技术的意图。在附图中，为了清楚可以夸大层和区域 的厚度。相同的附图标记表示相同的元件。这里所使用的术语和/或 包括一个或多个相关列出项目的任何以及全部组合，也可以缩写为/。这里所使用的术语仅仅是为了描述特定的实施例并不旨在限定本 专利技术。正如这里所用的，单数形式一也旨在包括复数形式，除非上下 文另外有明确的暗示。更应该充分理解，当在本说明书中使用术语包 括、具有、包含和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造相变存储器器件的方法，包括：　在衬底上形成第一电极；　在所述第一电极上形成硫族化物材料；　对所述硫族化物材料充分地进行等离子体处理，以对整个所述硫族化物材料引入等离子体物质；　在所述硫族化物材料上形成第二电极。

【技术特征摘要】
KR 2008-8-29 10-2008-0085402;US 2009-6-18 12/487,21.一种制造相变存储器器件的方法，包括在衬底上形成第一电极；在所述第一电极上形成硫族化物材料；对所述硫族化物材料充分地进行等离子体处理，以对整个所述硫族化物材料引入等离子体物质；在所述硫族化物材料上形成第二电极。2. 根据权利要求1所述的方法其中在所述第一电极上形成硫族化物材料包括在所述第一电极上形成其中包括孔的绝缘层，以及在所述孔内和所述孔外的绝缘层上形成所述硫族化物材料；以及其中对所述硫族化物材料进行等离子体处理包括对在所述孔内以及所述孔外的绝缘层上的所述硫族化物材料进行等离子体处理。3. 根据权利要求1所述的方法其中在所述第一电极上形成硫族化物材料包括在所述第一电极上形成其中包括孔的绝缘层、在所述孔内以及所述孔外的绝缘层上形成所述硫族化物材料以及去除所述孔外的所述硫族化物材料；以及其中对所述硫族化物材料进行等离子体处理包括在去除所述孔外的所述硫族化物材料之后，但是在所述硫族化物材料上形成所述第二电极之前，对所述孔内的硫族化物材料进行等离子体处理。4. 根据权利要求l所述的方法，其中，执行在所述硫族化物材料上形成第二电极以便暴露所述硫族化物材料的侧壁，以及其中在所述硫族化物材料上形成所述第二电极之后，通过所述暴露的侧壁执行等离子体处理所述硫族化物材料。5. 根据权利要求l所述的方法，其中，对所述硫族化物材料进行等离子体处理包括对所述硫族化物材料充分地进行氢等离子体处理，以对整个所述硫族化物材料引入氢。6. 根据权利要求1所述的方法，其中，对所述硫族化物材料进行等离子体处理包括对所述硫族化物材料充分地进行囟素等离子体处理，以对整个所述硫族化物材料引入卤素。7. 根据权利要求1所述的方法，其中，对所述硫族化物材料进行等离子体处理在小于约ioow的等离子体功率下进行。8. 根据权利要求1所述的方法，其中，对所述硫族化物材料进行等离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：金荣国，安东浩，朴美林，
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]