相变存储器的制造方法技术

一种相变存储器的制造方法，包括：提供衬底，在衬底上形成绝缘层，绝缘层中形成多个露出衬底的孔洞；在孔洞中形成PN二极管，PN二极管未完全填满孔洞，从而形成PN二极管及绝缘层围成的第一开口；在PN二极管和绝缘层的上表面沉积停止层材料，形成保形覆盖多个第一开口的停止层，停止层围成第二开口；在停止层上沉积电介质材料，形成保形覆盖第二开口的电介质层，电介质层围成第三开口；去除位于第三开口底部及绝缘层上的电介质层，直至露出停止层；去除位于第三开口底部及绝缘层上的停止层，直至露出PN二极管；向第三开口中填充相变材料，形成相变材料层。通过本发明专利技术制造的相变存储器可避免失效问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种。
技术介绍
相变存储器(Phase Change Memory,PCM)由于具有操作速度快、效率高、成本低等的优点，成为一种具有广泛发展前景的存储技术，近年来引起了研究人员的注意。相变存储器是一种非易失存储设备，利用材料的可逆转的相变来存储信息。例如， 相变存储器可采用硫族化合物制成，所述硫族化合物在无定形相时，处于高度无序的状态， 不存在结晶体的网格结构，因此具有高阻抗和高反射率的特性。而所述硫族化合物在结晶相时，具有规律的晶体结构，因此具有低阻抗和低反射率的特性。具体地，通过电流注入产生的热量使硫族化合物发生相变，从而实现数据的存储。随着相变存储器技术的发展，Numonyx公司研发了一种含锗、锑、碲的合成材料 (Ge2Sb2Te5jGST)的相变存储器技术。参考图1，示出了现有技术相变存储器一实施例的示意图，所述相变存储器包括衬底101 ；位于衬底101上的PN 二极管102 ；位于PN 二极管102 上的相变材料层103，位于相变材料层103上的上电极104。现有技术中包括提供衬底201，在衬底201上形成绝缘层204，蚀刻所述绝缘层204形成多个孔洞；如图2所示，在所述孔洞中依次沉积半导体材料，依次形成N型掺杂的半导体层 202和P型掺杂的半导体层203，从而形成PN 二极管，所述半导体材料未完全填满所述孔洞，从而形成由P型半导体层203及绝缘层204围成的多个开口 206 ；如图3所示，在P型半导体层203和绝缘层204的上表面沉积材料为氮化硅的电介质层，形成保形覆盖所述多个开口的氮化硅层205。如图4所示，通过反应离子蚀刻(Reactive Ion Etch，RIE)去除位于绝缘层204 的上表面以及P型半导体层203上表面的氮化硅材料，形成位于开口内壁上的侧墙205。后续还需要向侧墙205围成的孔隙中填充相变材料、在相变材料上形成上电极等步骤，后续步骤不再赘述。 需要说明的是，在上述去除P型半导体层203上表面的氮化硅材料时，所述反应离子蚀刻工艺在去除氮化硅材料后，很容易损坏到P型半导体层203的上表面，使P型半导体层203上表面的部分区域(图4虚线所示)中的多晶硅转换为非晶硅，由于非晶硅的电阻较大，这会导致PN 二极管与上电极之间无法实现有效电连接，造成相变存储器失效的问题。在公开号为CN101523505A的中国专利申请中也公开了一种，但是所述中国专利申请没有公开可以解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
本专利技术提供一种，避免相变存储器的失效问题。为解决上述问题，本专利技术一种，包括提供衬底，在衬底上形成绝缘层，在所述绝缘层中形成多个露出衬底的孔洞；在所述孔洞中形成PN 二极管，所述PN 二极管未完全填满所述孔洞，从而形成PN 二极管及绝缘层围成的第一开口 ；在PN 二极管和绝缘层的上表面沉积停止层材料，形成保形覆盖所述多个第一开口的停止层，所述停止层围成第二开口 ；在停止层上沉积电介质材料，形成保形覆盖所述第二开口的电介质层，所述电介质层围成第三开口；去除位于第三开口底部及绝缘层上的电介质层，直至露出停止层；去除位于第三开口底部及绝缘层上的停止层，直至露出PN 二极管；向第三开口中填充相变材料，形成相变材料层。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点在PN 二极管上形成了停止层，所述停止层在反应离子蚀刻去除电介质层的过程中，起到了保护PN 二极管中P型半导体层的作用， 可以避免P型半导体层从多晶硅转换为无定形硅，从而可以避免P型半导体层和上电极之间的电连接失效，进而避免相变存储器的失效问题。附图说明图1是现有技术相变存储器一实施例的示意图；图2至图4是现有技术中一实施例的侧面示意图；图5是本专利技术相变存储器制造方法一实施方式的流程示意图；图6至图11是本专利技术相变存储器制造方法一实施例的侧面示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。正如
技术介绍
部分所述，现有技术相变存储器的制作方法中，采用反应离子蚀刻去除P型半导体层上表面及绝缘层上表面的氮化硅，但是在去除完P型半导体层上表面的氮化硅之后，反应离子蚀刻容易使P型半导体层上表面的多晶硅转换为非晶硅，造成PN 二极管和上电极之间无法有效电连接，造成相变存储器失效。针对上述问题，本专利技术提供一种相变存储器的制作方法，在P型半导体层的上表面上覆盖蚀刻停止层，所述蚀刻停止层可以保护P型半导体层的上表面不受反应离子蚀刻的损害，避免了 P型半导体层上表面的多晶硅向非晶硅的转换，进而保证了 PN二极管和上电极之间的有效电连接。参考图5，示出了本专利技术相变存储器制作方法一实施方式的流程示意图。本专利技术相变存储器制作方法包括Si，提供衬底，在衬底上形成绝缘层，在所述绝缘层中形成多个露出衬底的孔洞；s2，在所述孔洞中依次沉积半导体材料，以形成PN 二极管，所述半导体材料未完全填满所述孔洞，从而形成PN 二极管及绝缘层围成的第一开口 ；S3，在PN 二极管和绝缘层的上表面沉积停止层材料，形成保形覆盖所述多个第一开口的停止层，所述停止层围成第二开口 ；s4,在停止层上沉积电介质材料，形成保形覆盖所述第二开口的电介质层，所述电介质层围成第三开口；s5，去除位于第三开口底部及绝缘层上的电介质层，直至露出停止层；s6，去除位于第三开口底部及绝缘层上的停止层，直至露出PN 二极管；s7,向第三开口中填充相变材料，形成相变材料层。下面结合具体实施例，进一步描述相变存储器制作方法的技术方案。执行步骤Si，所述衬底为N型掺杂的硅，所述绝缘层为氧化硅。参考图6，执行步骤s2，在位于绝缘层304中、且露出衬底301的多个孔洞中沉积半导体材料，依次形成N型掺杂的半导体层302、P型掺杂的半导体层303，所述N型掺杂的半导体层302与所述P型掺杂的半导体层303构成PN 二极管，所述半导体材料未完全填满所述孔洞，从而形成PN 二极管及绝缘层304围成的第一开口，具体地，在位于绝缘层304 中、且露出衬底301的多个孔洞中通过外延生长方式形成单晶硅，形成第一半导体层，对所述第一半导体层进行退火处理，使衬底301上的N型掺杂离子扩散到第一半导体层，从而形成N型掺杂的半导体层302，之后，在N型掺杂的半导体层302上通过外延生长方式形成单晶硅，形成第二半导体层，通过孔洞对所述第二半导体层进行离子注入(implant)，从而形成P型掺杂的半导体层303。参考图7，执行步骤s3，在PN 二极管和绝缘层304的上表面沉积停止层材料，形成保形覆盖所述第一开口的停止层305，所述停止层305围成第二开口 ；所述停止层305用于在后续反应离子蚀刻过程中保护P型掺杂的半导体层302，如果停止层305太薄，可能在反应离子蚀刻工艺中被除掉，而无法起到保护作用；如果停止层 305太厚，会影响到相变存储器中电介质层及相变材料层的尺寸，进而影响到相变存储器的性能。因此，较佳地，所述停止层305的厚度为50埃至150埃。需要说明的是，选择停止层305材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张翼英，何其旸，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：