專利名稱：多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多層堆疊的電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法， 用于半導(dǎo)體器件的制造。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和人們對半導(dǎo)體器件要求的日益提升，半導(dǎo)體器件的密度和性能都在高速地發(fā)展，半導(dǎo)體器件多層堆疊已經(jīng)是集成電路發(fā)展的必然趨勢，多層堆疊的半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)的不僅僅是集成度的成倍上升，而且獲得了器件速度的大幅提升，與此同時(shí)，在適當(dāng)?shù)亩询B層數(shù)范圍內(nèi)，器件的單位成本也會得到顯著的降低，從而使半導(dǎo)體器件更具競爭力。在存儲器方面，對于高性能存儲器的需求，使得相變存儲器、電阻隨機(jī)存儲器等電阻轉(zhuǎn)換存儲器成為當(dāng)今炙手可熱的下一代非易失性半導(dǎo)體存儲器候選，他們具有廣闊的市場前景。電阻轉(zhuǎn)換存儲器的存儲密度高、制造工藝簡單、速度快、并且具有良好的數(shù)據(jù)保持能力，將在不久的將來在各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，有望成為一種通用的存儲器。也正如其他半導(dǎo)體器件的發(fā)展趨勢，半導(dǎo)體存儲器的多層堆疊也是存儲器發(fā)展的重要方向，對于電阻轉(zhuǎn)換存儲器來說也是如此。在半導(dǎo)體器件的三維多層堆疊中，晶圓鍵合是一種重要的工藝手段，然而，采用鍵合法進(jìn)行電阻轉(zhuǎn)換存儲器的堆疊在應(yīng)用中面臨一定的問題，在兩片鍵合晶圓的表面，可能具有大面積的金屬，其余部分為氧化硅、硅等介質(zhì)材料，因此，有很大一部分的鍵合界面是介質(zhì)材料與金屬的界面。然而，眾所周知，介質(zhì)材料與金屬的鍵合能力較弱，不僅較難以鍵合，而且鍵合后可靠性很差。這也是鍵合技術(shù)在電阻轉(zhuǎn)換存儲器應(yīng)用中的瓶頸之一，極大限制了鍵合技術(shù)在電阻轉(zhuǎn)換存儲器中的應(yīng)用。此外，后續(xù)的化學(xué)機(jī)械拋光可能對鍵合得到的多層晶圓帶來很大的影響，拋光中所施加的機(jī)械力可能造成強(qiáng)度較差鍵合界面的剝離，使得鍵合和多層器件失效。如何提升多層堆疊的電阻轉(zhuǎn)換存儲器堆疊過程中的晶圓粘附強(qiáng)度也實(shí)際需要解決的科學(xué)和工程問題。在現(xiàn)有的鍵合技術(shù)中，還不可避免地含有高溫工藝，這些高溫的工藝與電阻轉(zhuǎn)換存儲器技術(shù)也是不兼容的。如上所述，在晶圓鍵合中，金屬與介質(zhì)(半導(dǎo)體氧化物或者半導(dǎo)體)的鍵合較難， 且鍵合力較弱，而半導(dǎo)體與半導(dǎo)體，或者半導(dǎo)體與半導(dǎo)體氧化物之間的鍵合較為容易，且鍵合力較強(qiáng)。通過鍵合工藝的改進(jìn)，增強(qiáng)介質(zhì)與介質(zhì)的鍵合面積，便可降低電阻轉(zhuǎn)換存儲器鍵合的難度，提升鍵合強(qiáng)度。本發(fā)明采用半導(dǎo)體字/位線取代金屬字/位線，大大降低了鍵合的難度，增強(qiáng)了鍵合的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題在于提供一種通過鍵合法實(shí)現(xiàn)多層堆疊的電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，采用半導(dǎo)體字/位線取代金屬字/位線，能夠使工藝與電阻轉(zhuǎn)換存儲器工藝兼容，而且具有良好的可靠性。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，包括如下步驟(A)制造半導(dǎo)體第一晶圓，并采用化學(xué)機(jī)械拋光進(jìn)行平坦化，第一晶圓上含有外圍電路和與之相連的至少一層電阻轉(zhuǎn)換存儲器，所述電阻轉(zhuǎn)換存儲器依次包括第一字或位線、與第一字或位線相連的第一選通管陣列和與第一選通管陣列對應(yīng)相連的第一電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列；(B)制造半導(dǎo)體第二晶圓，在所述第二晶圓的其中一表面形成重?fù)诫s半導(dǎo)體層，然后以化學(xué)機(jī)械拋光進(jìn)行平坦化；(C)將第一晶圓和第二晶圓進(jìn)行鍵合，第一晶圓制造有第一電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列的表面與第二晶圓形成有重?fù)诫s半導(dǎo)體層的表面接觸；(D)鍵合完成后去除第二晶圓另一表面的部分半導(dǎo)體，并以化學(xué)機(jī)械拋光平坦化其表面，得到堆疊了第二晶圓后的平坦基底；(E)在所述基底上繼續(xù)制造第二選通管陣列和與之對應(yīng)相連的第二電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列，第二晶圓的重?fù)诫s半導(dǎo)體層作為第二字或位線與第二選通管陣列相連；(G)制造上電極并進(jìn)行封裝。所述方法在步驟(G)之前如需要繼續(xù)堆疊，還可以包括步驟(F)根據(jù)需要重復(fù)步驟(A)到(E)，得到更多層的堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器。其中，所述化學(xué)機(jī)械拋光包含粗拋光和精拋光兩步。所述第一和第二電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列為相變存儲單元陣列、電阻隨機(jī)存儲單元陣列、或Sb基電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列。所述的第一和第二選通管陣列包括PN 二極管、肖特基二極管、雙極型晶體管、場效應(yīng)晶體管中的一種或者多種。進(jìn)一步地，步驟(B)中，采用原子擴(kuò)散和離子注入中的一種或者兩種方法形成所述重?fù)诫s半導(dǎo)體層。進(jìn)一步地，步驟(D)中，去除第二晶圓另一表面的部分半導(dǎo)體采用以下四種工藝中的一種或者多種a.化學(xué)機(jī)械拋光；b.濕法腐蝕；c.退火剝離工藝，通過第二晶圓的半導(dǎo)體中離子注入形成的特殊摻雜層，采用退火使該特殊摻雜層形成缺陷，并使半導(dǎo)體在特殊摻雜層處裂開，從而剝離去除多余的部分半導(dǎo)體；d.干法刻蝕。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，步驟(D)中，采用退火剝離工藝時(shí)，通過離子注入H 和B形成的特殊摻雜層，在不高于400°C的退火下，實(shí)現(xiàn)剝離。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述第一和第二選通管陣列以及第一和第二電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列采用雙淺溝道隔離結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，可以在步驟(B)或者在步驟(E)中形成用于制造第二選通管陣列的摻雜結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明采用表面具有低電阻率重?fù)诫s半導(dǎo)體層的第二晶圓與第一晶圓進(jìn)行鍵合，鍵合后制造得到的多層結(jié)構(gòu)存儲器中，重?fù)诫s半導(dǎo)體層作為字/位線。通過重?fù)诫s第二晶圓的應(yīng)用和選擇，使擁有大部分面積為介質(zhì)的第一晶圓與第二晶圓之間鍵合強(qiáng)度提升，難度降低，可靠性增強(qiáng)，工藝與電阻轉(zhuǎn)換存儲器制造工藝兼容。因此本發(fā)明提出的多層堆疊的電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，不僅能夠使工藝與電阻轉(zhuǎn)換存儲器工藝兼容，而且通過可靠鍵合面積的增強(qiáng)，使鍵合后的器件結(jié)構(gòu)具有良好的可靠性和較少的缺陷，有望在多層堆疊中獲得大規(guī)模的應(yīng)用。


圖IA-圖IM為一種制造多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器工藝流程示意圖。圖2A-圖2M為另一種制造多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。以下是本發(fā)明的幾個優(yōu)選實(shí)施例實(shí)施例一請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種多層堆疊的電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，包括如下步驟(A)首先制造第一晶圓，第一晶圓包含外圍電路和至少一層電阻轉(zhuǎn)換存儲器，采用化學(xué)機(jī)械拋光進(jìn)行平坦化，本發(fā)明用到的化學(xué)機(jī)械拋光可以包含粗拋光和精拋光兩步。電阻轉(zhuǎn)換存儲器包括選通管陣列、字/位線和電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列，第一晶圓還可以包含多層的電阻轉(zhuǎn)換存儲器。圖IA中在襯底1上沒有繪出外圍電路部分，且圖示的尺寸非等比例繪制，帶有一層電阻轉(zhuǎn)換存儲器。本例中，采用的選通管為PN二極管，當(dāng)然也可以采用其他類型選通管，例如肖特基二極管、場效應(yīng)晶體管和雙極型晶體管等，在此，以PN 二極管為例，但要說明的是，本實(shí)施例選用的選通管并不限制于PN 二極管。采用存儲器的電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列也可以是相變存儲單元陣列、電阻隨機(jī)存儲單元陣列、或Sb基電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列中的一種，如果第一晶圓包含多層的電阻轉(zhuǎn)換存儲器，也可同時(shí)包含上述存儲單元陣列的一種或者多種。在此，為了表述方便，以相變存儲器為例，顯然在本發(fā)明中，其他兩種類型的存儲器也是適用。圖IA中，2為導(dǎo)電重?fù)诫s半導(dǎo)體字線(或者是金屬字線)，3為絕緣材料(例如多晶硅和氧化硅等)，4為摻雜半導(dǎo)體，4與2之間形成PN 二極管，5和7為電極，6為SiSbTe相變存儲材料單元，其顯然也可以是其他存儲單元，例如金屬氧化物以及 Sb等，其中電極5、SiSbTe相變存儲材料單元6和電極7組成電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列。圖 IA中沿A-A方向的投影如圖IB所示，俯視圖如圖IC所示，從圖IC中可以看到，超過75% 的面積為絕緣材料的部分，其余部分則為電極，選用的電極7可以包含多層，頂層的材料可選擇與硅具有較好鍵合能力的材料。(B)制造第二晶圓，表面層通過原子擴(kuò)散法或離子注入形成重?fù)诫s半導(dǎo)體層10， 重?fù)诫s半導(dǎo)體層10具有較低的電阻率，隨后再進(jìn)行離子注入H和B，形成特殊摻雜層9，如圖ID所示，特殊摻雜層9在后續(xù)的步驟中將用于去除多余的半導(dǎo)體8。如果采用化學(xué)機(jī)械拋光、濕法腐蝕、干法刻蝕等其他方法去除多余部分半導(dǎo)體8，則無須進(jìn)行此步的離子注入。(C)將第一晶圓和第二晶圓進(jìn)行鍵合，如圖IE示意，第二晶圓含有重?fù)诫s半導(dǎo)體層10的表面與第一晶圓形成有電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列的表面進(jìn)行接觸，實(shí)現(xiàn)堆疊；鍵合后的結(jié)構(gòu)如圖IF所示，其中11和12分別是第一晶圓和第二晶圓，13就是鍵合之后的結(jié)構(gòu)。(D)在300°C下通過高純氮?dú)獾谋Ｗo(hù)進(jìn)行退火，由于離子注入雜質(zhì)后在半導(dǎo)體中形成缺陷，半導(dǎo)體將從特殊摻雜層9處裂開，將剩余部分半導(dǎo)體層留在第一晶圓11上，并以化學(xué)機(jī)械拋光平坦化其表面，得到堆疊了第二晶圓后的平坦基底，而剝離下來的半導(dǎo)體8 還可以循環(huán)使用，以利于降低成本。(E)通過離子注入形成新的摻雜層14，與原重?fù)诫s半導(dǎo)體層10形成用于制造PN 二極管的摻雜結(jié)構(gòu)，如圖IG所示。圖IG中沿B-B方向的投影如圖IH所示。制造深度較深的第一淺溝道17，深度直到能將重?fù)诫s半導(dǎo)體層10有效分隔開，并且形成的重?fù)诫s半導(dǎo)體線條15為位線，覆蓋在第一晶圓中制作的第一層電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列的上方，同時(shí)將新的摻雜層14分隔成摻雜線條16。制造深度較淺的第二淺溝道19，深度到重?fù)诫s半導(dǎo)體線條15的上方，第二淺溝道 19將摻雜線條16分隔成分立的單元18，與重?fù)诫s半導(dǎo)體線條15 (位線)之間形成了多個
PN 二極管。填充介質(zhì)材料23 (可為多晶硅等)，通過電極材料、SiSbTe材料等沉積以及相關(guān)的半導(dǎo)體工藝，在PN 二極管(選通管)的上方形成了對應(yīng)的相變存儲單元20+21+22，如圖IK 所示，圖中，沿C-C方向的投影如圖IL所示?？梢娫撨x通管陣列和電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列采用雙淺溝道隔離結(jié)構(gòu)，即由相交的第一淺溝道17和第二淺溝道19以及填充其中的介質(zhì)材料23將陣列的各個單元隔離，第一淺溝道17和第二淺溝道19夾角優(yōu)選為正交，當(dāng)然也可以是45度到90度之間的任意角度，第一晶圓中的選通管陣列和電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列也可采用該隔離結(jié)構(gòu)，如圖1A-1C所示，此為本領(lǐng)域的公知技術(shù)，在此不再贅述。(F)如需要繼續(xù)堆疊重復(fù)步驟(A)到(E)的步驟，形成如圖IM所示的多層堆疊結(jié)構(gòu)，包括第二層電阻轉(zhuǎn)換存儲器對、第三層電阻轉(zhuǎn)換存儲器25和第四層電阻轉(zhuǎn)換存儲器 26，多層結(jié)構(gòu)的層數(shù)顯然不局限于圖中所示的四層，可以為更多；多層結(jié)構(gòu)中，相鄰層之間共享重?fù)诫s半導(dǎo)體字/位線，雖然本實(shí)施例中所示的圖中采用同一種存儲材料，但是在此需要指出，不同層之間可以采用不同的存儲材料，甚至可以采用電阻隨機(jī)存儲材料(如金屬氧化物)和Sb基材料等。(G)制造上電極，還可制造各層之間的通孔完成互連線，并進(jìn)行封裝。實(shí)施例二本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，本實(shí)施例為制造雙極型晶體管選通三維立體堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的方法。上述實(shí)施例中也已經(jīng)得到說明，在圖IA和圖IB的結(jié)構(gòu)中，可以采用雙極型晶體管替代PN 二極管4作為選通管。如果采用雙極型晶體管作為選通管，圖IG中形成的摻雜層 10和14則要相應(yīng)地改為NPN層或者是PNP層，隨后的相應(yīng)工藝與實(shí)施例一相似，在此不再贅述。最后得到的圖IM所示的多層堆疊的電阻存儲器結(jié)構(gòu)中，相比的不同之處在于M-26 各層采用的選通單元為雙極型晶體管。實(shí)施例三(A)圖2A所示為制造有外圍電路和一層電阻轉(zhuǎn)換存儲器的第一晶圓，同樣也沒有示意出外圍電路，但是并不表示第一晶圓的襯底31上不具備外圍電路。本案中采用的選通管為肖特基二極管，當(dāng)然也可以采用其他選通單元，例如PN 二極管和雙極型晶體管等，在此，以肖特基二極管為例，但要說明的是并不限制于肖特基二極管。多個肖特基二極管共享一根重?fù)诫s半導(dǎo)體字線32，肖特基二極管形成的肖特基勢壘的界面是輕摻雜半導(dǎo)體34與電極35的界面。電極35還是存儲單元37的加熱電極，它可以包含多層結(jié)構(gòu)，例如在靠近輕摻雜半導(dǎo)體34的一側(cè)為一種能夠與該輕摻雜半導(dǎo)體34形成肖特基接觸的金屬，而在靠近存儲單元37的一側(cè)則為具有良好黏附性和加熱效率的電極材料。36是為了限制相變材料體積的絕緣側(cè)墻，能夠有效降低相變存儲器的功耗。采用的存儲器單元也可以是電阻隨機(jī)存儲器、Sb基電阻轉(zhuǎn)換存儲器中的一種，在此，為了表述方便，以Si-Sb基相變存儲器為例。圖2A中沿D-D方向的投影如圖2B所示。(B)制造鍵合所需的第二晶圓采用輕摻雜的半導(dǎo)體40，在平坦的半導(dǎo)體基底上通過擴(kuò)散法在晶圓表面形成重?fù)诫s半導(dǎo)體層41，顯然在重?fù)诫s半導(dǎo)體層41的下方依然是輕摻雜半導(dǎo)體40 ；注入形成的B和H特殊摻雜層42，也可以用注入其他離子代替，特殊摻雜層42深度深于重?fù)诫s半導(dǎo)體層41。如圖2D所示。(C)將第一晶圓44和第二晶圓45進(jìn)行鍵合，主要依靠半導(dǎo)體與絕緣材料之間的鍵合實(shí)現(xiàn)堆疊，如圖2D和E所示，第二晶圓重?fù)诫s半導(dǎo)體層與第一晶圓實(shí)現(xiàn)接觸，46是鍵合后的結(jié)構(gòu)。(D)在250°C下通過真空保護(hù)進(jìn)行退火，由于H和B的離子注入后在半導(dǎo)體中形成的缺陷，半導(dǎo)體將從特殊摻雜層42裂開，將表面重?fù)诫s半導(dǎo)體層41和輕摻雜半導(dǎo)體47留在第一晶圓上，然后采用化學(xué)機(jī)械拋光等得到平坦的輕摻雜半導(dǎo)體層48，如圖2F所示，圖中沿E-E方向的投影如圖2G所示，而剝離下來的半導(dǎo)體基底還可以循環(huán)使用，有利于節(jié)省成本。(E)沉積金屬層49，金屬層49可包含多層結(jié)構(gòu)，金屬層49多層結(jié)構(gòu)中與輕摻雜半導(dǎo)體層48接觸的部分需要與輕摻雜半導(dǎo)體層48形成肖特基勢壘，以形成后續(xù)的肖特基二極管，如圖2H所示。制造較深的淺溝道50，深度直到絕緣層的頂部，如圖21所示，將重?fù)诫s半導(dǎo)體層分隔成分立的字線51。制造與淺溝道50相交的淺溝道52，深度較淺溝道50淺，深度直到重?fù)诫s半導(dǎo)體字線51的上方，將字線51上方的輕摻雜半導(dǎo)體48和金屬層49分隔成分立的單元53、54，使得它們之間形成了肖特基二極管單元。淺溝道50和52的夾角優(yōu)選為正交，當(dāng)然也可以是 45度到90度之間的任意角度。填充介質(zhì)材料55，通過薄膜沉積、光刻、化學(xué)機(jī)械拋光法等半導(dǎo)體工藝制造相應(yīng)的選通單元和相變存儲單元，得到的結(jié)構(gòu)如圖觀和21^所示，圖2L中所示的56即為存儲單元， 包含了存儲材料、電極和包覆側(cè)墻結(jié)構(gòu)。(F)如需要繼續(xù)堆疊重復(fù)步驟㈧到(E)的步驟，可形成如圖2M所示的多層堆疊結(jié)構(gòu)；(G)制造各層之間的通孔和上電極，并進(jìn)行封裝。實(shí)施例四本實(shí)施例與實(shí)施例三的區(qū)別在于，本實(shí)施例揭示一種制造三維立體堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的方法，采用多種選通管多種存儲單元。實(shí)施例三中，圖2A和2B中所示的肖特基二極管可以用PN 二極管或者雙極型二極管代替，而隨后的上層選通管可以是肖特基二極管，即在一個多層堆疊的器件中，可以包含多種選通管，也可以包含多種存儲器結(jié)構(gòu)，再次不再贅述。作為步驟(D)的替代，去除多余半導(dǎo)體的方法還可以是化學(xué)機(jī)械拋光法，即用拋光去除多余的半導(dǎo)體，如果是采用這種辦法，則不需要步驟(B)的離子注入和步驟(D)的退火工藝。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其他基底、 材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其他變形和改變。例如，存儲材料的選擇并不限制于特定的相變材料或者是電阻隨機(jī)存儲材料，可以是任何一種能夠在電信號的作用下實(shí)現(xiàn)電阻反轉(zhuǎn)的材料，在一個多層堆疊的器件中，可以包含多種存儲器結(jié)構(gòu)，也可以包含多種選通管。
權(quán)利要求
1.一種多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟(A)制造半導(dǎo)體第一晶圓，并采用化學(xué)機(jī)械拋光進(jìn)行平坦化，第一晶圓上含有外圍電路和與之相連的至少一層電阻轉(zhuǎn)換存儲器，所述電阻轉(zhuǎn)換存儲器依次包括第一字或位線、與第一字或位線相連的第一選通管陣列和與第一選通管陣列對應(yīng)相連的第一電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列；(B)制造半導(dǎo)體第二晶圓，在所述第二晶圓的其中一表面形成重?fù)诫s半導(dǎo)體層，然后以化學(xué)機(jī)械拋光進(jìn)行平坦化；(C)將第一晶圓和第二晶圓進(jìn)行鍵合，第一晶圓制造有第一電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列的表面與第二晶圓形成有重?fù)诫s半導(dǎo)體層的表面接觸；(D)鍵合完成后去除第二晶圓另一表面的部分半導(dǎo)體，并以化學(xué)機(jī)械拋光平坦化其表面，得到堆疊了第二晶圓后的平坦基底；(E)在所述基底上繼續(xù)制造第二選通管陣列和與之對應(yīng)相連的第二電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列，第二晶圓的重?fù)诫s半導(dǎo)體層作為第二字或位線與第二選通管陣列相連；(G)制造上電極并進(jìn)行封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，其特征在于在步驟(G)之前，還包括步驟(F)重復(fù)步驟㈧到(E)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，其特征在于所述化學(xué)機(jī)械拋光包含粗拋光和精拋光兩步。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，其特征在于所述第一和第二電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列為相變存儲單元陣列、電阻隨機(jī)存儲單元陣列、或Sb基電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，其特征在于所述第一和第二選通管陣列包括PN 二極管、肖特基二極管、雙極型晶體管、場效應(yīng)晶體管中的一種或者多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，其特征在于步驟 (B)中，采用原子擴(kuò)散和離子注入中的一種或者兩種方法形成所述重?fù)诫s半導(dǎo)體層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，其特征在于步驟 (D)中，去除第二晶圓另一表面的部分半導(dǎo)體采用以下四種工藝中的一種或者多種a.化學(xué)機(jī)械拋光；b.濕法腐蝕；c.退火剝離工藝，通過第二晶圓的半導(dǎo)體中離子注入形成的特殊摻雜層，采用退火使該特殊摻雜層形成缺陷，并使半導(dǎo)體在特殊摻雜層處裂開，從而剝離去除多余的部分半導(dǎo)體；d.干法刻蝕。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，其特征在于步驟 (D)中，采用退火剝離工藝時(shí)，通過離子注入H和B形成的特殊摻雜層，在不高于400°C的退火下，實(shí)現(xiàn)剝離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，其特征在于所述第一和第二選通管陣列以及第一和第二電阻轉(zhuǎn)換存儲單元陣列采用雙淺溝道隔離結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，其特征在于在步驟(B)或者在步驟(E)中形成用于制造第二選通管陣列的摻雜結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過鍵合法實(shí)現(xiàn)的多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器的制造方法，包括如下步驟制造含有外圍電路和電阻轉(zhuǎn)換存儲器的第一圓晶；制造表面有低電阻率重?fù)诫s半導(dǎo)體層的第二圓晶；鍵合第一圓晶和第二圓晶，通過后續(xù)的工藝去除第二圓晶多余部分半導(dǎo)體，可采用背面腐蝕、拋光、或者退火剝離等工藝；繼續(xù)在鍵合圓晶上制造選通單元和電阻轉(zhuǎn)換存儲單元，獲得的多層堆疊電阻轉(zhuǎn)換存儲器中的重?fù)诫s半導(dǎo)體為字/位線。本發(fā)明采用重?fù)诫s的半導(dǎo)體字/位線取代金屬字/位線，能夠使工藝與電阻轉(zhuǎn)換存儲器工藝兼容，而且具有良好的可靠性。
文檔編號H01L27/24GK102263041SQ201010186449
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者劉旭焱, 劉波, 宋志棠, 封松林, 張挺, 馬小波 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所