相变存储器的无键孔倾斜加热器制造技术

这里所公开的主题涉及制造半导体集成电路设备的方法，更具体地涉及制造相变存储器装置的方法。

【技术实现步骤摘要】

这里公开的主题涉及一种制造半导体集成电路设备的方法，更具体地涉及一种制造相变存储器装置的方法。
技术介绍
半导体工艺技术的进步通常的导致密度增加、更高容量的电子设备，例如存储器。 增加的密度可以导致特征尺寸的减小或者这种电子设备的临界尺寸(CD)的减小。尽管更高密度的电子设备是受欢迎的进步，生产这种设备包含很多挑战。例如，增加的密度结果是诸如触点状孔之类的半导体结构增加的高宽比(L/D)，可以导致在空隙填充工艺期间的孔隙(键孔、接缝)问题。这种孔隙可以不利地影响除了其他电子设备之外的相变存储器 (PCM) :PCM存储器可以包括加热器，向加热器施加电压以便产生热，从而向接触所述加热器的硫族化物引入相变。加热器中的孔隙不但可以在存储器单元的操作周期期间物理地损坏所述加热器，而且影响所述加热器能够改变PCM存储器单元中的硫族化物材料的相位的程度。因此，这种孔隙可以导致PCM的可靠性问题。
技术实现思路
附图说明将参考附图描述非限制性和非排除性示例，其中除非另有声明，贯穿各个图类似的参考数字表示类似的部分。图1是示出了根据实施例的一部分相变存储器的示意图。图2是根据实施例的制造工艺的流程图。图3是根据实施例的半导体结构的截面图。图4是根据另一个实施例的半导体结构的截面图。图5和图6示出了根据实施例的示例曲线图。图7和图8是根据实施例的刻蚀孔的顶视图。图9和图10示出了根据实施例的示例曲线图。图11和图12是根据实施例的刻蚀孔的顶视图。图13和图14是根据实施例的示例曲线图。图15和图16是根据实施例的刻蚀孔的顶视图。图17是根据实施例的半导体结构的截面图。图18是示出了计算系统的典型实施例的示意图。具体实施例方式贯穿该实施例对于“一个实施例”或“实施例”的参考意味着特定特征、结构或与在所要求权利主题的至少一个实施例中所包括的实施例结合描述的特性。因此，贯穿该说明书的不同位置的短语“在一个实施例中”或“实施例”不必全部表示相同的实施例。另外， 可以在一个或多个实施例中组合所述特定的特征、结构或特性。在实施例中，制造一部分半导体器件的工艺可以包括TiSiN沉积，所述TiSiN沉积避免了键孔和/或其他孔隙。例如，TiSiN可以用于形成相变存储器(PCM)单元的加热器。这种制造工艺可以包含一个或多个特定的刻蚀条件，以产生具有倾斜的线性侧壁的加热器。在具体的实施例中，可以通过TiSiN间隙填充工艺来形成加热器，具有实质上SOnm 的顶部直径和实质上50nm的底部直径，与81°的角度相对应，尽管所要求权利要求的本专利技术主题并没有局限于这些值。如以下详细所述，可以将这种加热器制造为无键孔和/或其他孔隙。因此，这种制造工艺可能有益于PCM生产，其中PCM加热器可以包括相对较高的高宽比以便维持用于加热目的的实质性阻抗。例如，可以通过减小加热器的高宽比(例如，叠层高度)来避免加热器中的键孔和/或其他孔隙，但是这种加热器不能充分地执行，因为其具有减小的阻抗。这样，如下所述的制造工艺可以在维持相对较高高宽比的同时导致无键孔的加热器。根据具体的实施例，制造工艺可以包括在刻蚀和/或沉积期间调节一个或多个物理参数，例如压力、射频(RF)功率和/或温度。如上所述，这种工艺可能产生无键孔的加热器，所述无键孔的加热器具有倾斜的线性侧壁和相对较小的临界尺寸(CD)，例如实质上 SOnm的顶部直径和实质上50nmd底部直径，与81°的角度相对应，尽管所要求权利要求的本专利技术主题没有这样限制。图1是根据实施例的相变存储器100的一部分的示意图。示出的部分包括两个存储器单元，为了说明的目的，每一个存储器单元处于不同的存储器状态。半导体衬底150可以包括N掺杂区域155，尽管可以使用包括P掺杂区域的其他结构。相变存储器100可以包括字线160、位线105和位线接触110。为了表示一个存储器状态，接触相变材料125 —部分的加热器145可以加热以熔化相变材料125的一部分，然后可以相对快速地冷却所述部分，以从而包括例如非晶锗锑碲(GST)。这种非晶材料可以是相对较高的阻抗，结果是形成了与接触120的高阻抗连接。为了表示另一种存储器状态，包含相变材料115的一部分的加热器135可以加热以熔化相变材料115的一部分，然后可以相对较慢地冷却所述部分以包括多晶低阻抗材料。这种多晶相变材料115因而可以导致与接触120的低阻抗连接。当然，这部分PCM的细节只是示例，所要求权利要求的本专利技术主题并没有这样限制。如图1所示，在制造加热器135和/或加热器145期间，加热器135可能扩展孔隙 130。这种孔隙130可以有害地增加与接触120的连接阻抗，导致存储器单元的故障。例如， 这种故障存储器单元可能不能切换存储器状态和/或正确地写入数据。因此，消除和/或减小这种孔隙130的大小/个数可能有益于存储器单元操作。图2是根据实施例的制造工艺200的流程图。例如，过程200可以用于形成存储器器件的一部分。在块210时，可以用具有多个圆形孔的刻蚀掩模对电介质层进行掩模。 例如，这种电介质层可以包括氧化物。在一个特定实施例中，这种孔在刻蚀掩模中的位置可以与用于PCM阵列的存储器单元的单独加热器的位置相对应，尽管所要求权利的本专利技术主题没有这样限制。在块220时，可以使用刻蚀气体根据刻蚀掩模的图案刻蚀电介质层，以产生在所述电介质层中产生具有倾斜的线性侧面的孔。这里，线性侧面可以包括具有线性轮廓的刻蚀孔的侧面，所述线性轮廓从刻蚀孔的底部到刻蚀孔的顶部实质上是线性的。换句话说，具有线性轮廓的刻蚀孔的侧面包括实质上笔直的和/或实质上没有从刻蚀孔的顶部到底部的弯曲的侧面。在特定的示例中，这种刻蚀孔的侧面可以包括切顶圆锥形状，尽管所要求权利的本专利技术主题没有这样限制。这种刻蚀孔侧面的斜率可以通过相对于刻蚀孔底部和/或顶部或者相对于刻蚀孔的轴的倾斜角来描述。例如，这种轴可以包括从所述刻蚀孔的底部延伸到顶部的中心垂直轴，尽管所要求权利的本专利技术主题没有这样限制。随后在块 230时，可以使用空隙填充或者大马士革工艺(damascene process)在所述孔中沉积金属和/或其他导电材料以形成具有倾斜的线性侧面的插头。如这里所述，这种插头可以是无键孔和/或其他孔隙的。图3是根据实施例的半导体结构300的截面图。线条305可以包括诸如金属之类的导电材料，例如其上可以沉积氮化物层320。氧化物层325和氮化物层320 —起可以至少部分地包围氮化钛线条315。在特定的实施例中，可以在氮化物线条315与氮化物层 320和氧化物层325之间形成氮化钛层310。附加的氮化物层3 和电介质层330可以覆盖多个氮化钛线条315。在一个实现中，可以在光致抗蚀剂340之前沉积底部抗反射涂层 (BARC)335。使用刻蚀掩模(未示出)，可以对光致抗蚀剂340构图以提供圆形孔345。当然，半导体结构的这种细节只是示例，并且要求权利的本专利技术主题并没有这样限制。图4是根据另一个实施例的半导体结构400的截面图。半导体结构400可以包括结构300经过刻蚀工艺之后产生的结构，例如在图2所示的块220中执行的刻蚀。这里，这种刻蚀工艺可以包括选择性刻蚀以刻蚀BARC 335和电介质层330，结果是分别得到已构图的BARC 435和本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种存储器装置，包括：加热器，接触相变材料的一部分以选择性地熔化所述相变材料的至少一部分，其中所述加热器的侧面包括线性轮廓，并且其中所述侧面相对于所述加热器的轴倾斜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：车淳宇，蒂姆·敏维尔，李申钟，李镇旭，
申请(专利权)人：车淳宇，蒂姆·敏维尔，李申钟，李镇旭，
类型：发明
国别省市：US