專(zhuān)利名稱(chēng):一種制作相變存儲(chǔ)器元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝,特別涉及一種制作相變存儲(chǔ)器元件的方法。
背景技術(shù):
相變材料(例如Ge-Sb-Te相變材料)通過(guò)電脈沖引起的局部發(fā)熱而將其相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)和非晶態(tài),相變存儲(chǔ)器就是利用這一特性存儲(chǔ)二進(jìn)制信息的半導(dǎo)體器件。相變存儲(chǔ)器是基于電阻的存儲(chǔ)器,通過(guò)相變材料在晶態(tài)和非晶態(tài)間的轉(zhuǎn)換而相應(yīng)呈現(xiàn)低阻和高阻的電阻特性來(lái)達(dá)到存儲(chǔ)二進(jìn)制信息的目的。在相變存儲(chǔ)器中,存儲(chǔ)二進(jìn)制信息的存儲(chǔ)單元包括相變層和電極。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的相變存儲(chǔ)器元件的截面圖。如圖1所示,相變存儲(chǔ)器元件100 包括底部電極101、相變層102和頂部電極103。不同強(qiáng)度的電流流經(jīng)相變層102,通過(guò)電流流過(guò)相變層102所產(chǎn)生的熱效應(yīng)將相變材料由晶態(tài)(SET態(tài))轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)(RESET態(tài)),即可以對(duì)相變材料進(jìn)行復(fù)位(RESET)操作。而將相變材料由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)的操作相應(yīng)稱(chēng)為置位(SET)。當(dāng)進(jìn)行SET操作時(shí),需要施加一個(gè)長(zhǎng)且強(qiáng)度中等的電壓或電流脈沖,使相變材料的溫度升高到結(jié)晶溫度以上、熔化溫度以下,并保持一定的時(shí)間(一般大于50ns),使相變材料由非晶態(tài)轉(zhuǎn)化為晶態(tài),由高阻變?yōu)榈妥?。?dāng)進(jìn)行RESET操作時(shí),需要施加一個(gè)短而強(qiáng)的電流脈沖,將電能轉(zhuǎn)變成熱能,使相變材料的溫度升高到熔化溫度以上,經(jīng)快速冷卻就可以實(shí)現(xiàn)相變材料的由晶態(tài)向非晶態(tài)的轉(zhuǎn)化,即由低阻變?yōu)楦咦?,從而?shí)現(xiàn)基于電阻的存儲(chǔ)器功能。在相變存儲(chǔ)器元件中,相變層從晶態(tài)到非晶態(tài)的轉(zhuǎn)變過(guò)程需要較高的溫度。一般情況下,通過(guò)底部電極對(duì)相變層進(jìn)行加熱,頂部電極僅僅起到互連的作用,因此,底部電極對(duì)相變層的加熱效果的好壞直接影響到相變存儲(chǔ)器元件的讀寫(xiě)速率。為了獲得良好的加熱效果,相變存儲(chǔ)器元件一般采用較大的驅(qū)動(dòng)電流,其寫(xiě)操作電流要達(dá)到ImA左右,但是驅(qū)動(dòng)電流不能無(wú)限制地上升,大驅(qū)動(dòng)電流會(huì)造成外圍驅(qū)動(dòng)電路以及邏輯器件的小尺寸化困難。 還有一種提高加熱效果的方法是,縮小底部電極與相變層的接觸面積,提高接觸電阻。然而現(xiàn)有工藝中,底部電極的形成過(guò)程主要是先在層間介電層中形成孔,然后填充金屬。通??涛g形成孔的頂部寬度都大于底部寬度,導(dǎo)致所形成的底部電極呈倒喇叭狀,因此難以進(jìn)一步縮小底部電極與相變層之間的接觸面積。另外,由于光刻機(jī)曝光極限的限制,僅由光刻無(wú)法定義出滿足工藝要求的底部電極。因此,需要一種方法,通過(guò)減小底部電極與相變層之間的接觸面積,來(lái)提高底部電極對(duì)相變層的加熱效率,從而提高相變存儲(chǔ)器元件的讀寫(xiě)速度。
發(fā)明內(nèi)容
在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念,這將在具體實(shí)施方式
部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征,更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
本發(fā)明提供了一種制作相變存儲(chǔ)器元件的方法,包括a)提供前端器件結(jié)構(gòu),所述前端器件結(jié)構(gòu)包括底部電極,所述底部電極暴露在所述前端器件結(jié)構(gòu)的表面;b)在所述前端器件結(jié)構(gòu)上依次形成犧牲層、無(wú)機(jī)材料層、有機(jī)抗反射層、光刻膠圖案,其中,所述光刻膠圖案位于所述底部電極的正上方;C)對(duì)所述光刻膠圖案和所述有機(jī)抗反射層進(jìn)行刻蝕, 以縮小所述光刻膠圖案和所述有機(jī)抗反射層的線寬;e)以剩余的所述光刻膠圖案和所述有機(jī)抗反射層為掩膜對(duì)所述無(wú)機(jī)材料層和所述犧牲層進(jìn)行刻蝕;f)去除剩余的所述光刻膠圖案、所述有機(jī)抗反射層和所述無(wú)機(jī)材料層;g)在所述前端器件結(jié)構(gòu)表面未被剩余的所述犧牲層覆蓋的區(qū)域形成絕緣層;h)去除剩余的所述犧牲層,以形成開(kāi)口 ;i)在所述絕緣層上形成第二介電層和相變層,其中,所述第二介電層包圍所述相變層的四周,所述相變層位于所述底部電極的正上方,并填充所述開(kāi)口 ;以及j)在所述第二介電層和所述相變層上形成第三介電層和頂部電極,其中,所述第三介電層包圍所述頂部電極的四周,所述頂部電極位于所述相變層上對(duì)準(zhǔn)所述底部電極的位置。優(yōu)選地,c)步驟中,所述刻蝕包括各向異性刻蝕和各向同性刻蝕。優(yōu)選地,所述各向異性刻蝕過(guò)程中通入Cl2、HBr、CF4、O2中的至少兩種氣體,或者N2 和吐的混合氣體,并且偏壓功率為100-500W。優(yōu)選地,所述各向同性刻蝕過(guò)程中通入A或Cl2,并且偏壓功率為0-50W。優(yōu)選地,所述各向同性刻蝕過(guò)程中還通入HBr和CH2F2。優(yōu)選地,c)步驟中,剩余的所述光刻膠圖案和所述有機(jī)抗反射層的線寬為 5-40nmo優(yōu)選地,所述絕緣層是通過(guò)選擇性沉積法形成的。優(yōu)選地,所述選擇性沉積法為化學(xué)液相沉積。優(yōu)選地,所述絕緣層的材料為氧化硅。優(yōu)選地,所述絕緣層的上表面低于剩余的所述犧牲層的上表面,或者與剩余的所述犧牲層的上表面齊平。優(yōu)選地,所述犧牲層的厚度為20-300nm。優(yōu)選地,所述犧牲層為有機(jī)抗反射層材料或無(wú)定形碳。優(yōu)選地,剩余的所述犧牲層采用灰化的方式去除。優(yōu)選地,所述無(wú)機(jī)材料層的厚度為5-40nm。優(yōu)選地,所述無(wú)機(jī)材料層包括氧化物和/或氮化物。優(yōu)選地,在h)步驟與i)步驟之間,還包括對(duì)形成有所述絕緣層的前端器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行清洗的步驟。本發(fā)明還提供一種相變存儲(chǔ)器元件,所述相變存儲(chǔ)器元件是采用上述方法形成的。根據(jù)發(fā)明的方法,能夠有效減小底部電極與相變層之間的接觸面積,提高底部電極對(duì)相變層的加熱效率,從而提高相變存儲(chǔ)器元件的讀寫(xiě)速度。
本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述,用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中,
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的相變存儲(chǔ)器元件的截面圖;圖2A-2H是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制作相變存儲(chǔ)器元件的方法流程中各步驟的截面圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制作相變存儲(chǔ)器元件的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文的描述中,給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是,本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中,為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆,對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。為了徹底了解本發(fā)明,將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟,以便說(shuō)明本發(fā)明是如何來(lái)制作相變存儲(chǔ)器元件的。顯然,本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下,然而除了這些詳細(xì)描述外,本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。圖2A-2H是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制作相變存儲(chǔ)器元件的方法流程中各步驟的截面圖。如圖2A所示,提供前端器件結(jié)構(gòu)200。首先,提供形成有柵極、源極、漏極以及層間介質(zhì)層等結(jié)構(gòu)的基底201,為簡(jiǎn)化起見(jiàn),所述結(jié)構(gòu)在圖中均未示出。其中,層間介質(zhì)層的材料可以選擇為低k(介電常數(shù))材料。層間介質(zhì)層中具有至少一個(gè)露出上表面的由導(dǎo)電材料做成的導(dǎo)電插銷(xiāo),例如鎢插銷(xiāo)。然后,在基底201的表面上形成第一介電層202和底部電極 20 ,底部電極20 暴露在前端器件結(jié)構(gòu)200的表面,且底部電極20 與導(dǎo)電插銷(xiāo)對(duì)準(zhǔn)。 第一介電層202的材料可以是氧化物,例如氧化硅,形成方式可以是化學(xué)氣相沉積法(CVD) 等。底部電極20 的材料可以是摻雜多晶硅、W、TiN或TiAIN,還可以是其它硅化物材料, 該硅化物材料可以是包含 Ag、Au、Al、Cu、Cr、Co、Ni、Ti、Sb、V、Mo、Ta、Nb、Ru、W、Pt、Pd、Zn 和Mg中的至少一種的硅化物,優(yōu)選為WSi。形成底部電極20 的方法可以為先在第一介電層202中定義出底部電極圖案的開(kāi)口,然后將底部電極材料填充到所述開(kāi)口中?;?01、 底部電極20 和第一介電層202共同構(gòu)成前端器件結(jié)構(gòu)200。如圖2B所示,在前端器件結(jié)構(gòu)200上形成犧牲層203,犧牲層203的厚度為 20-300nm,優(yōu)選地為50nm。犧牲層203可以為機(jī)抗反射層材料或無(wú)定形碳。在犧牲層203 上形成無(wú)機(jī)材料層204,無(wú)機(jī)材料層204的厚度為5-40nm,優(yōu)選地為15nm。無(wú)機(jī)材料層204 的材料為氧化物和/或氮化物,在本實(shí)施例中采用氧化硅。在無(wú)機(jī)材料層204上形成厚度為30-100nm的有機(jī)抗反射層205。在有機(jī)抗反射層205上形成光刻膠層,然后經(jīng)曝光、顯影等工藝形成光刻膠圖案206。其中,光刻膠圖案206位于底部電極20 的正上方。經(jīng)曝光、顯影等工藝定義的光刻膠圖案206的線寬(D)通常為50-100nm。如圖2C所示,對(duì)光刻膠圖案206和有機(jī)抗反射層205進(jìn)行刻蝕,以縮小光刻膠圖案206和有機(jī)抗反射層205的線寬。所述刻蝕包括各向異性刻蝕和各向同性刻蝕,具體地, 所述刻蝕包括對(duì)有機(jī)抗反射層205的各向異性刻蝕和各向同性刻蝕,以及對(duì)光刻膠圖案 206的各向同性刻蝕。下面將具體描述所述刻蝕的步驟。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式,所述刻蝕過(guò)程包括以光刻膠圖案206為掩膜,對(duì)有機(jī)抗反射層205進(jìn)行各向異性刻蝕,以將光刻膠圖案206轉(zhuǎn)移至有機(jī)抗反射層205 ;對(duì)光刻膠圖案206和有機(jī)抗反射層205進(jìn)行各向同性刻蝕,以縮小光刻膠圖案206和有機(jī)抗反射層 205的線寬至d。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式,所述刻蝕過(guò)程包括對(duì)光刻膠圖案206進(jìn)行各向同性刻蝕,以縮小光刻膠圖案206的線寬至d ;以線寬為d的光刻膠圖案206為掩膜,對(duì)有機(jī)抗反射層205進(jìn)行各向異性刻蝕,以將線寬為d的光刻膠圖案206轉(zhuǎn)移至有機(jī)抗反射層205。上述刻蝕均可以采用干法刻蝕。對(duì)于有機(jī)抗反射層205的各向異性刻蝕,可以通入Cl2、HBr、CF4、&中的至少兩種氣體,或者隊(duì)和H2的混合氣體,偏壓功率為100-500W。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式,各向異性刻蝕的氣體包含HBr和CF4, HBr的流速為50-100sccm,CF4的流速為20_80sccm。其中, sccm是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,也就是1個(gè)大氣壓、25攝氏度下每分鐘1立方厘米(Icm3Aiin)的流量。對(duì)于光刻膠圖案206和/或有機(jī)抗反射層205的各向同性刻蝕,可以采用仏或 Cl20偏壓功率為0-50W,優(yōu)選為0W。此外,各向同性刻蝕的氣體還可以包含HBr和CH2F2。 根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式,各向同性刻蝕的氣體包含02、HBr和CH2F2。其中,O2的流速為 IO-IOOsccm, HBr 的流速為 0_80sccm,CH2F2 的流速為 10 20sccm。另外,各向同性刻蝕和各向異性刻蝕的氣體中還可以包含惰性氣體,以起到保護(hù)和稀釋等作用。經(jīng)過(guò)上述工藝處理后,剩余的光刻膠圖案206和有機(jī)抗反射層205的線寬 (d)為 5-40nm。如圖2D所示,以剩余的光刻膠圖案206和有機(jī)抗反射層205為掩膜,對(duì)無(wú)機(jī)材料層204和犧牲層203進(jìn)行刻蝕。然后,去除剩余的光刻膠層206和有機(jī)抗反射層205。如圖2E所示,去除剩余的無(wú)機(jī)材料層204。去除剩余的無(wú)機(jī)材料層204所選用的氣體可以根據(jù)該層的具體材料來(lái)選擇,例如,無(wú)機(jī)材料層204的材料為氮化硅時(shí),選擇的刻蝕氣體可以包含CF4、CHF3、CH2F2等碳氟化合物中的一種或多種。另外,刻蝕氣體還可以包含氦氣、氬氣等惰性氣體中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式,刻蝕氣體包含CHF3* 氬氣,其中CHF3的流速為40SCCm,氬氣的流速為lOOsccm。在去除無(wú)機(jī)材料層204的過(guò)程中,第一介電層202和底部電極20 也會(huì)存在一定的損耗。如圖2F所示,在前端器件結(jié)構(gòu)200表面未被剩余的犧牲層203覆蓋的區(qū)域形成絕緣層207。形成絕緣層207的方法為選擇性沉積法,即對(duì)于前端器件結(jié)構(gòu)200來(lái)說(shuō),僅在未被剩余的犧牲層203覆蓋的區(qū)域形成絕緣層207,而不在剩余的犧牲層203上形成絕緣層。 所述選擇性沉積法例如是化學(xué)液相沉積等。絕緣層207的材料為氧化硅。絕緣層207的上表面需低于剩余的犧牲層203的上表面,或者與剩余的犧牲層203是的上表面齊平,例如, 絕緣層207的厚度可以為2-20nm,優(yōu)選地為5nm。如圖2G所示,去除剩余的犧牲層203,以形成開(kāi)口 210。剩余的犧牲層203采用灰化的方式去除。然后,可選地,對(duì)形成有絕緣層207的前端器件結(jié)構(gòu)200進(jìn)行清洗,以去除開(kāi)口 210內(nèi)及絕緣層207表面上的殘留物。如圖2H所示,在形成有絕緣層207的前端器件結(jié)構(gòu)200上形成第二介電層208和相變層208a,其中,第二介電層208包圍相變層208a的四周。相變層208a位于底部電極 20 的正上方,并且相變層208a填充開(kāi)口 210。接著,在第二介電層208和相變層208a上形成第三介電層209和頂部電極209a,其中,第三介電層209包圍頂部電極209a的四周。頂部電極209a位于相變層208a上對(duì)準(zhǔn)底部電極20 的位置,完成相變存儲(chǔ)器元件的制作。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式制作的相變存儲(chǔ)器元件,通過(guò)在相變層和底部電極之間形成具有開(kāi)口的絕緣層,來(lái)縮小了相變層和底部電極的接觸面積,從而提高了兩者的接觸電阻。當(dāng)通過(guò)底部電極對(duì)相變層進(jìn)行加熱時(shí),獲得良好的加熱效果,因此,提高了相變存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)速度,而且兩者的接觸面積可以通過(guò)工藝進(jìn)行調(diào)整,簡(jiǎn)單方便,易于生產(chǎn)制造。另外, 在采用三層結(jié)構(gòu)(犧牲層-無(wú)機(jī)材料層-有機(jī)抗反射層)形成相變存儲(chǔ)器元件的過(guò)程中, 由于上述三者之間具有較高的刻蝕選擇比,因此,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,根據(jù)本發(fā)明的方法具有很好的工藝可控性。如圖3所示,為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制作相變存儲(chǔ)器元件的工藝流程圖。在步驟301中,提供前端器件結(jié)構(gòu),所述前端器件結(jié)構(gòu)包括基底、第一介電層和底部電極,底部電極暴露在前端器件結(jié)構(gòu)的表面。在步驟302中,在前端器件結(jié)構(gòu)上依次形成犧牲層、無(wú)機(jī)材料層、有機(jī)抗反射層和光刻膠圖案,其中,光刻膠圖案位于底部電極的正上方。在步驟303 中,對(duì)光刻膠圖案和有機(jī)抗反射層進(jìn)行刻蝕,以縮小光刻膠圖案和有機(jī)抗反射層的線寬。所述刻蝕包括各向異性刻蝕和各向同性刻蝕。在步驟304中,以剩余的光刻膠圖案和有機(jī)抗反射層為掩膜,對(duì)無(wú)機(jī)材料層和犧牲層進(jìn)行刻蝕。然后,去除剩余的光刻膠圖案和有機(jī)抗反射層。在步驟305中,去除剩余的無(wú)機(jī)材料層。在步驟306中,在前端器件結(jié)構(gòu)表面上未被剩余的犧牲層覆蓋的區(qū)域形成絕緣層。在步驟307中,去除剩余的犧牲層,以形成開(kāi)口。在步驟308中,在前端器件結(jié)構(gòu)上形成第二介電層和相變層,其中,第二介電層包圍相變層的四周。相變層位于底部電極的正上方,并且相變層填充開(kāi)口。在第二介電層和相變層上形成第三介電層和頂部電極,其中,第三介電層包圍頂部電極的四周。頂部電極位于相變層上對(duì)準(zhǔn)底部電極的位置。完成相變存儲(chǔ)器元件的制作。根據(jù)如上所述的實(shí)施例制造的相變存儲(chǔ)器元件可應(yīng)用于多種集成電路(IC)中。 根據(jù)本發(fā)明的IC例如是存儲(chǔ)器電路,如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)、同步 DRAM (SDRAM)、靜態(tài)RAM(SRAM)、或只讀存儲(chǔ)器(ROM)等等。根據(jù)本發(fā)明的IC還可以是邏輯器件,如可編程邏輯陣列(PLA)、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、合并式DRAM邏輯集成電路(掩埋式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、射頻器件或任意其他電路器件。根據(jù)本發(fā)明的IC芯片可用于例如用戶電子產(chǎn)品,如個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、蜂窩式電話、個(gè)人數(shù)字助理、攝像機(jī)、 數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等各種電子產(chǎn)品中,尤其是射頻產(chǎn)品中。本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明,但應(yīng)當(dāng)理解的是,上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的,而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是,本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例,根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改,這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書(shū)及其等效范圍所界定。
權(quán)利要求
1.一種制作相變存儲(chǔ)器元件的方法,包括a)提供前端器件結(jié)構(gòu),所述前端器件結(jié)構(gòu)包括底部電極,所述底部電極暴露在所述前端器件結(jié)構(gòu)的表面;b)在所述前端器件結(jié)構(gòu)上依次形成犧牲層、無(wú)機(jī)材料層、有機(jī)抗反射層、光刻膠圖案, 其中,所述光刻膠圖案位于所述底部電極的正上方;c)對(duì)所述光刻膠圖案和所述有機(jī)抗反射層進(jìn)行刻蝕,以縮小所述光刻膠圖案和所述有機(jī)抗反射層的線寬;d)以剩余的所述光刻膠圖案和所述有機(jī)抗反射層為掩膜對(duì)所述無(wú)機(jī)材料層和所述犧牲層進(jìn)行刻蝕;e)去除剩余的所述光刻膠圖案、所述有機(jī)抗反射層和所述無(wú)機(jī)材料層;f)在所述前端器件結(jié)構(gòu)表面未被剩余的所述犧牲層覆蓋的區(qū)域形成絕緣層;g)去除剩余的所述犧牲層,以形成開(kāi)口;h)在所述絕緣層上形成第二介電層和相變層,其中,所述第二介電層包圍所述相變層的四周,所述相變層位于所述底部電極的正上方,并填充所述開(kāi)口 ;以及i)在所述第二介電層和所述相變層上形成第三介電層和頂部電極,其中,所述第三介電層包圍所述頂部電極的四周,所述頂部電極位于所述相變層上對(duì)準(zhǔn)所述底部電極的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,c)步驟中,所述刻蝕包括各向異性刻蝕和各向同性刻蝕。
3.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述各向異性刻蝕過(guò)程中通入Cl2、HBr、CF4、 O2中的至少兩種氣體,或者隊(duì)和吐的混合氣體,并且偏壓功率為100-500W。
4.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述各向同性刻蝕過(guò)程中通入O2或Cl2,并且偏壓功率為0-50W。
5.如權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述各向同性刻蝕過(guò)程中還通入HBr和 CH2F2 ο
6.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,c)步驟中,剩余的所述光刻膠圖案和所述有機(jī)抗反射層的線寬為5-40nm。
7.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述絕緣層是通過(guò)選擇性沉積法形成的。
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,所述選擇性沉積法為化學(xué)液相沉積。
9.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述絕緣層的材料為氧化硅。
10.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述絕緣層的上表面低于剩余的所述犧牲層的上表面,或者與剩余的所述犧牲層的上表面齊平。
11.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述犧牲層的厚度為20-300nm。
12.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述犧牲層為有機(jī)抗反射層材料或無(wú)定形碳。
13.如權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,剩余的所述犧牲層采用灰化的方式去除。
14.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述無(wú)機(jī)材料層的厚度為5-40nm。
15.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述無(wú)機(jī)材料層包括氧化物和/或氮化物。
16.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在g)步驟與h)步驟之間,還包括對(duì)形成有所述絕緣層的前端器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行清洗的步驟。
17.一種相變存儲(chǔ)器元件,所述相變存儲(chǔ)器元件是采用權(quán)利要求1所述的方法形成的。
18.一種集成電路,所述集成電路包含如權(quán)利要求17所述的相變存儲(chǔ)器元件,其中所述集成電路選自隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、同步隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、可編程邏輯陣列、專(zhuān)用集成電路、掩埋式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和射頻器件。
19.一種電子設(shè)備,所述電子設(shè)備包含如權(quán)利要求17所述的相變存儲(chǔ)器元件,其中所述電子設(shè)備選自個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、蜂窩式電話、個(gè)人數(shù)字助理、攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)。
全文摘要
一種制作相變存儲(chǔ)器元件的方法,包括提供前端器件結(jié)構(gòu),前端器件結(jié)構(gòu)包括底部電極;在前端器件結(jié)構(gòu)上依次形成犧牲層、無(wú)機(jī)材料層、有機(jī)抗反射層、光刻膠圖案;對(duì)光刻膠圖案和有機(jī)抗反射層進(jìn)行刻蝕,以縮小光刻膠圖案和有機(jī)抗反射層的線寬;以剩余的光刻膠圖案和有機(jī)抗反射層為掩膜對(duì)無(wú)機(jī)材料層和犧牲層進(jìn)行刻蝕;去除剩余的光刻膠圖案、有機(jī)抗反射層和無(wú)機(jī)材料層;在前端器件結(jié)構(gòu)表面未被剩余的犧牲層覆蓋的區(qū)域形成絕緣層;去除剩余的犧牲層,以形成開(kāi)口;在絕緣層上形成第二介電層和相變層,相變層位于底部電極的正上方,并填充開(kāi)口;在第二介電層和相變層上形成第三介電層和頂部電極,頂部電極位于相變層上對(duì)準(zhǔn)底部電極的位置。
文檔編號(hào)H01L45/00GK102403454SQ20101028809
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者洪中山 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司