合金材料的嵌入式结构制造技术

一种合金材料的嵌入式结构，包括衬底；位于衬底的表面之介质层，所述介质层表面具有凹槽；以及合金材料嵌入岛，所述合金材料嵌入岛镶嵌于所述介质层的凹槽中，所述合金材料嵌入岛位于介质层表面以下的部分与凹槽的侧壁和底面贴合，所述合金材料嵌入岛位于介质层表面以下的部分的截面包括一矩形和一梯形，所述矩形的一个边与介质层的表面处于同一水平高度，所述矩形的另一个边与梯形的底边重合，所述梯形两底边中，与矩形重合的底边的长度大于另一底边的长度。本实用新型专利技术的优点在于，采用带有界面为梯形的介质层凹槽，可以增大合金材料与介质层之间的接触面积，进而改善两者之间结合的牢固程度。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

合金材料的嵌入式结构
本技术涉及集成电路制造领域，尤其涉及合金材料的嵌入式结构。
技术介绍
相变存储器是一种新型的数据存储器件，利用相变合金层材料在晶态和非 晶态之间相互转化时所表现出来的导电性差异来存储数据。目前的相变合金层材料通常采用锗锑碲合金(Ge2Sb2Te5: GST)作为相变 合金层材料。由于此种材料并不是传统半导体工艺中的常见材料，因此在加工 工艺中面临很多新的问题。相变存储器中所用的相变合金材料通常生长于二氧化硅或者其他介质材 料的表面，形成多个独立的相变合金岛状结构。并在岛状结构的相对两端设置 电极，从而形成电学回路，利用相变合金材料发生相变时所表现出的导电性差 异来达到存储信号的目的。为了使相变合金材料与介质材料之间可以牢固的接触，不至于使相变合金 材料岛状结构从介质材料表面脱落，现有技术中的相变合金材料通常生长成嵌 入式结构。如附图1所示为现有技术中的相变合金材料的嵌入式结构的俯视图， 附图2为附图1所示结构沿AA方向的剖视图。参考附图1和附图2，所述嵌 入式结构包括衬底110、介质层120和由多个相变合金嵌入岛130所构成的阵 列。在相变合金嵌入岛130的下方的衬底中可以布置下电极140。所述下电极 140的材料可以是铜、铝或者钨等金属。所述相变合金嵌入岛130的截面形状 为矩形，具有陡直的侧壁。相变合金嵌入岛130与介质层120之间的结合依赖 于所述侧壁以及底面。附图1与附图2所示的结构是制作相变存贮器的中间结构，在后续工艺中 需要在此结构的相变合金嵌入岛130的表面继续生长上电极等其他结构以获得 相变存储现有技术的缺点在于，相变合金嵌入岛与介质层之间的结合依赖于陡直的 侧壁以及底面，因此两者接触的牢固程度仍不理想，需要进一步改进。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种合金材料的嵌入式结构，可 以改进合金嵌入岛与介质层之间结合的牢固程度。为了解决上述问题，本技术提供了一种合金材料的嵌入式结构，包括 衬底；位于衬底的表面之介质层，所述介质层表面具有凹槽；以及合金材料嵌 入岛，所述合金材料嵌入岛镶嵌于所述介质层的凹槽中，所述合金材料嵌入岛 位于介质层表面以下的部分与凹槽的侧壁和底面贴合，所述合金材料嵌入岛位 于介质层表面以下的部分的截面包括一矩形和一梯形，所述矩形的一个边与介 质层的表面处于同一水平高度，所述矩形的另一个边与梯形的底边重合，所述 梯形两底边中，与矩形重合的底边的长度大于另一底边的长度。作为可选的技术方案，所述合金材料为锗锑碲。 .作为可选的技术方案，所述梯形为等腰梯形。作为可选的技术方案，所述合金材料嵌入岛进一步包括位于介质层表面以 上部分，所述位于介质层表面以上部分沿与介质层表面平行方向的宽度大于凹 槽的宽度，且宽出部分与介质层的表面贴合。作为可选的技术方案，所述凹槽开口处的宽度范围是0.5微米至0.6微米， 所述梯形的长底边的长度范围是0.4微米至0.5微米，短底边的长度范围是0.2 微米至0.3微米，所述用于容置合金材料的凹槽的深度范围是100纳米至200 纳米。作为可选的技术方案，所述介质层的材料选自于氧化硅、氮化硅或氮氧化 硅中的一种。本技术的优点在于，采用带有界面为梯形的介质层凹槽，可以增大合 金材料与介质层之间的接触面积，进而改善两者之间结合的牢固程度。附图说明附图1所示为现有技术中的相变合金材料的嵌入式结构的俯视图附图2所示为现有技术中的相变合金材料的嵌入式结构的剖视图附图3所示为本技术提供的合金材料的嵌入式结构第一具体实施方式所述之合金材料嵌入式结构的示意图。附图4所示为本技术提供的合金材料的嵌入式结构第二具体实施方式所述之合金材料嵌入式结构的示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术提供的合金材料的嵌入式结构具体实施方式做详细说明。首先给出本技术所述合金材料的嵌入式结构的第一具体实施方式。 附图3所示为本具体实施方式所述之合金材料嵌入式结构的示意图，包括 衬底210、介质层220、合金材料嵌入岛230和下电极240。所述介质层220 位于衬底210的表面。所述介质层220表面具有用于容置合金材料的凹槽。所 述合金材料嵌入岛230镶嵌于所述介质层220的凹槽中。所述合金材料嵌入岛 230位于介质层220表面以下的部分与凹槽的侧壁以及底面贴合。所述下电极 240位于衬底210中。附图3所示的结构是制作相变存贮器的中间结构，在后续工艺中需要在此 结构的相变合金嵌入岛230的表面继续生长上电极等其他结构以获得相变存储 器。所述合金材料嵌入岛230位于介质层表面以下的部分的截面包括一矩形 231和一梯形232。所述矩形231具有第一侧边231a以及第二侧边231b。所述 梯形具有上底边232a和下底边232b。所述第一侧边231a和第二侧边231b是 一组对边。所述第一侧边231a与介质层220的表面处于同一水平高度，所述 矩形231的第二侧边231b与梯形232的上底边232a重合。梯形232的下底边 232b的长度小于上底边232a的长度。所述合金材料嵌入岛230所采用的合金材料为锗锑碲合金。锗锑碲合金是一种常见的相变合金材料。所述介质层220的材料选自于氧化硅、氮化硅或氮 氧化硅中的一种，也可以是上述材料所构成的多层复合结构。所述衬底210可 以是单一的单晶硅衬底，也可以是表面生长有介质层和金属层的单晶硅衬底。所述梯形232为等腰梯形，其优点在于等腰梯形是轴对称结构，在合金 材料镶嵌岛230发生向外脱落的趋势的情况下，等腰梯形232的两个腰的受力 情况相同，有利于均衡应力，更高的防止合金材料镶嵌岛230脱落。通常，所述凹槽开口处的宽度范围是0.5微米至0.6微米，即所述矩形231 的第一侧边23la以及第二侧边23lb的长度是0.5微米至0.6微米。所述梯形 的长底边的长度范围是0.4微米至0.5微米，即上底边232a的长度范围是0.4 微米至0.5微米。短底边的长度范围是0.2微米至0.3微米，即下底边232b的 长度范围是0.2微米至0.3微米。所述介质层220具有的用于容置合金材料的 凹槽的深度范围是100纳米至200纳米。接下来给出本技术所述合金材料的嵌入式结构的第二具体实施方式。附图4所示为本具体实施方式所述之合金材料嵌入式结构的示意图，包括 衬底310、介质层320、合金材料嵌入岛330和下电极340。所述介质层320 位于衬底310的表面，所述介质层320具有用于容置合金材料的凹槽，所述合 金材料嵌入岛330位于介质层320表面以下的部分与凹槽的侧壁以及底面贴 合。所述下电极340位于衬底310中。所述合金材料嵌入岛330位于介质层表面以下的部分的截面包括一矩形 331、 一梯形332和介质层320表面以上的突出结构333。所述矩形331具有第 一侧边331a以及第二侧边331b。所述梯形具有上底边332a和下底边332b。 所述第一侧边33la和第二侧边33lb是一组对边。所述第一侧边33la与介质 层320的表面处于同一水平高度，所述矩形331的第二侧边331b与梯形332 的上底边332a重合。梯形332的下底边332b的长度小于上底边332a的长度。所述合金材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合金材料的嵌入式结构，包括：　衬底；　位于衬底的表面之介质层，所述介质层表面具有凹槽；以及　合金材料嵌入岛，所述合金材料嵌入岛镶嵌于所述介质层的凹槽中，所述合金材料嵌入岛位于介质层表面以下的部分与凹槽的侧壁和底面贴合； 　其特征在于：所述合金材料嵌入岛位于介质层表面以下的部分的截面包括一矩形和一梯形，所述矩形的一个边与介质层的表面处于同一水平高度，所述矩形的另一个边与梯形的底边重合，所述梯形两底边中，与矩形重合的底边的长度大于另一底边的长度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴关平，万旭东，冯高明，徐成，杨左娅，谢志峰，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]