專(zhuān)利名稱(chēng)：相變存儲(chǔ)器中的相變電阻及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及相變存儲(chǔ)器中的相變電阻及其形成方法。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器件的需要越來(lái)越大，因此促進(jìn)了存儲(chǔ)器件朝著高性能、低壓、低功耗、高速及高密度方向發(fā)展。相變存儲(chǔ)器(PCRAM，phase change RandomAccess Memory)是在CMOS集成電路基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新一代非易失性存儲(chǔ)器,其使用元素周期表中V族或VI族的一種或一種以上元素的合金作為相變電阻，用相變電阻作為存儲(chǔ)單元，相變電阻在以電脈沖的形式集中加熱的情況下，能夠從有序的晶態(tài)(電阻低)快速轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的非晶態(tài)(電阻高得多)。典型的相變存儲(chǔ)器使用硫族化物合金(比如GST，GeSbTe)作為相變電阻，存儲(chǔ)單元是一種極小的硫族合金顆粒，相變電阻的非晶(a_GST，a-GeSbTe)和結(jié)晶(c_GST，C-GeSbTe)狀態(tài)具有不同的電阻率，結(jié)晶狀態(tài)具有大約為千歐姆(kQ)的典型電阻，而非晶狀態(tài)具有大約為兆歐姆(MQ)的典型電阻，因此通常利用硫族化物合金材料(比如GST，GeSbTe)制作相變電阻。通過(guò)測(cè)量PCRAM存儲(chǔ)單元的電阻值(即相變電阻的電阻值)來(lái)讀取PCRAM單元。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，為了降低存儲(chǔ)器件的功耗以及增大存儲(chǔ)能力，存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)單元的特征尺寸(CD)越來(lái)越小，這將對(duì)相變存儲(chǔ)器帶來(lái)一些負(fù)面的影響。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種相變存儲(chǔ)器中相變電阻與底部電極沿位線方向的結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖1，相變電阻11沿位線方向，底部電極12與相變電阻11接觸，通過(guò)底部電極12對(duì)相變電阻11加熱。隨著存儲(chǔ)單元的特征尺寸越來(lái)越小，相鄰兩存儲(chǔ)單元之間的距離越來(lái)越小，在其中一些底部電極12供電以加熱其接觸的相變電阻11時(shí)，會(huì)影響相鄰的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，導(dǎo)致相鄰存儲(chǔ)單元0/1的狀態(tài)發(fā)生改變。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的另一種相變存儲(chǔ)器中相變電阻與底部電極沿字線方向的結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖2，相變電阻21的形成方法為:提供襯底；在襯底上形成介質(zhì)層，在介質(zhì)層中形成底部電極22 ;然后，在介質(zhì)層上形成氧化硅層，對(duì)氧化硅層進(jìn)行刻蝕形成溝槽，然后在溝槽內(nèi)填充相變材料并對(duì)相變材料進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)形成相變電阻21 ;之后，在相變電阻21上形成頂部電極23。在該方法中，考慮到對(duì)相變材料進(jìn)行CMP工藝時(shí)會(huì)損失一些氧化硅，因此通常在介質(zhì)層上形成氧化硅層時(shí)，氧化硅層的厚度比較厚，這樣對(duì)氧化硅層進(jìn)行刻蝕形成的溝槽的深度將變大，造成溝槽的深寬比變大，從而導(dǎo)致在溝槽內(nèi)利用沉積工藝填充相變材料時(shí)，影響相變材料的填充。現(xiàn)有技術(shù)中，還有一種形成相變電阻的方法為:直接在具有底部電極的氧化硅層或氮化硅層上沉積一層相變材料，然后在相變材料層上形成圖形化的光刻膠層，以圖形化的光刻膠層為掩膜對(duì)相變材料進(jìn)行刻蝕形成相變電阻，之后去除圖形化的光刻膠層。由于相變材料與氧化硅層或氮化硅層的粘附性差，相變電阻容易和下層的氧化硅層或氮化硅層產(chǎn)生剝離現(xiàn)象；另外，在刻蝕相變材料后，去除圖形化的光刻膠層時(shí)，通常使用的方法為灰化加清洗，清洗時(shí)由于相變材料比較活潑，容易與清洗時(shí)用到的溶液發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致相變電阻被腐蝕?，F(xiàn)有技術(shù)中有許多關(guān)于相變存儲(chǔ)器的專(zhuān)利文獻(xiàn)，例如2011年6月23日公開(kāi)的公開(kāi)號(hào)為 2011//0149645A1 公開(kāi)的“mult1-level programmable PCRAM memory (多級(jí)別可編程相變存儲(chǔ)器)”，然而均沒(méi)有解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)的形成相變電阻的方法，相鄰的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)容易受到影響；溝槽的深寬比變大影響相變材料的填充；相變電阻容易和下層的氧化硅層或氮化硅層產(chǎn)生剝離現(xiàn)象而且易在去除光刻膠時(shí)被腐蝕。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，包括:提供襯底，所述襯底中形成有底部電極，所述底部電極的上表面與所述襯底的上表面相平；在所述襯底上依次形成第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層；在所述第一介質(zhì)層中形成通孔，在所述第二介質(zhì)層中形成溝槽，所述通孔底部暴露出部分所述底部電極，所述溝槽暴露出所述通孔，所述溝槽寬度大于所述通孔的孔徑，所述溝槽沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸；在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻，所述相變電阻的上表面和所述第二介質(zhì)層的上表面相平?？蛇x地，所述在所述第一介質(zhì)層中形成通孔，在所述第二介質(zhì)層中形成溝槽包括:在所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成通孔；刻蝕所述第二介質(zhì)層及第二介質(zhì)層中的通孔，在第二介質(zhì)層中形成溝槽?？蛇x地，所述在所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成通孔包括:在所述第二介質(zhì)層上形成圖形化的光刻膠層，定義出通孔的位置；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層形成通孔；去除所述圖形化的光刻膠層?？蛇x地，所述刻蝕所述第二介質(zhì)層及第二介質(zhì)層中的通孔，在第二介質(zhì)層中形成溝槽包括:在所述第二介質(zhì)層上形成圖形化的光刻膠層，定義出溝槽；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第二介質(zhì)層形成溝槽；去除所述圖形化的光刻膠層。可選地，在形成圖形化的光刻膠層之前，還包括:形成抗反射層，覆蓋所述第二介質(zhì)層且填滿(mǎn)所述通孔；在所述抗反射層上形成第三介質(zhì)層；所述圖形化的光刻膠層形成于所述第三介質(zhì)層上，刻蝕所述第二介質(zhì)層之前依次刻蝕所述第三介質(zhì)層、抗反射層?？蛇x地，所述第三介質(zhì)層為低溫氧化硅層?？蛇x地，所述在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻包括:沉積相變材料，覆蓋所述第二介質(zhì)層且填滿(mǎn)所述通孔和溝槽；
利用平坦化工藝去除第二介質(zhì)層上表面的相變材料以及高出溝槽的相變材料，形成相變電阻?？蛇x地，所述第一介質(zhì)層為氮化硅層?？蛇x地，所述第二介質(zhì)層為氧化硅層?？蛇x地，所述相變材料為硫族化合物合金。本發(fā)明還提供一種相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，包括:襯底，所述襯底中具有底部電極，所述底部電極的上表面與所述襯底的上表面相平;位于所述襯底上的第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，所述相變電阻包括位于所述第一介質(zhì)層中的柱狀部和位于所述第二介質(zhì)層中的條狀部，所述相變電阻為一體結(jié)構(gòu)，所述條狀部沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述柱狀部的底部暴露出部分所述底部電極，所述條狀部的寬度大于所述柱狀部的寬度，所述條狀部的上表面與所述第二介質(zhì)層的上表面相平?？蛇x地，所述第一介質(zhì)層為氮化硅層。可選地，所述第二介質(zhì)層為氧化硅層?？蛇x地，所述相變電阻的材料為硫族化合物合金。本發(fā)明第一技術(shù)方案的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，相變電阻分為兩部分，包括位于第一介質(zhì)層通孔內(nèi)的一個(gè)個(gè)分離的柱狀部和第二介質(zhì)層中溝槽內(nèi)的條狀部，而非像現(xiàn)有技術(shù)那樣只有一個(gè)條狀部，柱狀部的相變電阻作為存儲(chǔ)單元，因此相鄰存儲(chǔ)單元之間由介質(zhì)層隔離，相應(yīng)的也就可以避免相鄰存儲(chǔ)單元之間相互影響的問(wèn)題；而且，可以通過(guò)控制第一介質(zhì)層中的通孔的孔徑控制柱狀部的寬度，因此與底部電極接觸的位于第一介質(zhì)層通孔內(nèi)的相變電阻的孔徑可以非常小，小于溝槽內(nèi)相變電阻的寬度，這樣可以增大相鄰存儲(chǔ)單元之間的隔離，更好的避免相鄰存儲(chǔ)單元之間相互影響的問(wèn)題。另外，可以通過(guò)第一介質(zhì)層的厚度控制通孔的高度，從而可以控制通孔的深寬比變小，相變材料的填充容易進(jìn)行，并且，在對(duì)相變材料進(jìn)行平坦化工藝時(shí)，被平坦化去除的是第二介質(zhì)層溝槽上的相變材料，不會(huì)影響相變電阻的性能，因此不必將第二介質(zhì)層的厚度增厚，相應(yīng)的，相變材料的填充容易進(jìn)行。而且，第一技術(shù)方案形成相變電阻的方法，沒(méi)有采用直接沉積相變材料層，對(duì)相變材料層進(jìn)行刻蝕形成相變電阻的方法，而是將相變材料填充在第二介質(zhì)層的溝槽和第一介質(zhì)層的通孔內(nèi)，因此不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)中相變電阻和氧化硅層剝離的現(xiàn)象；進(jìn)而，由于相變材料填充在通孔和溝槽內(nèi)，對(duì)填充的相變材料進(jìn)行平坦化采用的是CMP工藝，僅在頂部非關(guān)鍵區(qū)域接觸拋光液，因此不存在像刻蝕所產(chǎn)生的側(cè)壁甚至底部的化學(xué)腐蝕，對(duì)相變電阻的腐蝕非常小。本發(fā)明還提供另一種相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，包括:提供襯底，所述襯底中形成有底部電極，所述底部電極的上表面與所述襯底的上表面相平；在所述襯底上形成具有接觸電極的第一介質(zhì)層，所述接觸電極的底部與所述底部電極接觸，頂部與所述第一介質(zhì)層的上表面相平；形成具有溝槽的第二介質(zhì)層，所述溝槽暴露出所述接觸電極且沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述溝槽的寬度大于所述接觸電極的孔徑；
去除部分所述接觸電極，在所述第一介質(zhì)層中形成與所述溝槽連通的通孔；在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻，所述相變電阻的上表面和所述第二介質(zhì)層的上表面相平?？蛇x地，所述第一介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)?？蛇x地，所述雙層結(jié)構(gòu)包括氮化硅層和位于氮化硅層上的氧化硅層。可選地，所述第二介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)?？蛇x地，所述雙層結(jié)構(gòu)包括氮化硅層和位于氮化硅層上的氧化硅層?？蛇x地，所述在所述襯底上形成具有接觸電極的第一介質(zhì)層包括:在所述襯底上形成第一介質(zhì)層；在所述第一介質(zhì)層上形成圖形化的光刻膠層，定義出接觸電極的位置；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一介質(zhì)層形成暴露出部分所述底部電極的開(kāi)口；去除圖形化的光刻膠層；在所述開(kāi)口中填充導(dǎo)電材料形成接觸電極?？蛇x地，所述形成具有溝槽的第二介質(zhì)層包括:形成第二介質(zhì)層，覆蓋所述第一介質(zhì)層和接觸電極；在所述第二介質(zhì)層上形成圖形化的光刻膠層，定義出溝槽的位置；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第二介質(zhì)層形成溝槽；去除圖形化的光刻膠層。可選地，所述接觸電極的材料為鎢。可選地，去除部分所述接觸電極的方法為干法刻蝕?？蛇x地，所述在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻包括:沉積相變材料，覆蓋所述第二介質(zhì)層且填滿(mǎn)所述通孔和溝槽；利用平坦化工藝去除第二介質(zhì)層上表面的相變材料以及高出溝槽的相變材料，形成相變電阻?？蛇x地，所述相變材料為硫族化合物合金。本發(fā)明還提供另一種相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，包括:襯底，所述襯底中具有底部電極，所述底部電極的上表面與所述襯底的上表面相平;位于所述襯底上的第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層具有接觸電極，所述接觸電極的底部與所述底部電極接觸，所述接觸電極的高度小于所述第一介質(zhì)層的厚度；位于所述第一介質(zhì)層上的第二介質(zhì)層，所述相變電阻包括位于所述第一介質(zhì)層中且位于接觸電極上的柱狀部、位于所述第二介質(zhì)層中的條狀部，所述相變電阻為一體結(jié)構(gòu)，所述條狀部沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述條狀部的寬度大于所述柱狀部的寬度，所述條狀部的上表面與所述第二介質(zhì)層的上表面相平?？蛇x地，所述第一介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)。可選地，所述雙層結(jié)構(gòu)包括氮化硅層和位于氮化硅層上的氧化硅層?？蛇x地，所述第二介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)。可選地，所述雙層結(jié)構(gòu)包括氮化硅層和位于氮化硅層上的氧化硅層。
本發(fā)明第二技術(shù)方案的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，在襯底上形成具有接觸電極的第一介質(zhì)層，所述接觸電極的底部與底部電極接觸，頂部與所述第一介質(zhì)層的上表面相平；形成具有溝槽的第二介質(zhì)層，所述溝槽暴露出所述接觸電極且沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述溝槽的寬度大于所述接觸電極的孔徑；去除部分所述接觸電極，在所述第一介質(zhì)層中形成與所述溝槽連通的通孔；在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻，所述相變電阻的上表面和所述第二介質(zhì)層的上表面相平。相變電阻分為兩部分，包括位于第一介質(zhì)層中、接觸電極上的通孔內(nèi)的一個(gè)個(gè)分離的柱狀部和第二介質(zhì)層中溝槽內(nèi)的條狀部，而非像現(xiàn)有技術(shù)那樣只有一個(gè)條狀部，柱狀部的相變電阻作為存儲(chǔ)單元，因此相鄰存儲(chǔ)單元之間由介質(zhì)層隔離，相應(yīng)的也就可以避免相鄰存儲(chǔ)單元之間相互影響的問(wèn)題；而且，可以通過(guò)控制第一介質(zhì)層中的通接觸電極的孔徑控制柱狀部的寬度，因此位于第一介質(zhì)層通孔內(nèi)的相變電阻的孔徑可以非常小，小于溝槽內(nèi)相變電阻的寬度，這樣可以增大相鄰存儲(chǔ)單元之間的隔離，更好的避免相鄰存儲(chǔ)單元之間相互影響的問(wèn)題。另外，可以通過(guò)去除的部分接觸電極的高度控制通孔的高度，從而可以控制通孔的深寬比變小，相變材料的填充容易進(jìn)行，并且，在對(duì)相變材料進(jìn)行平坦化工藝時(shí)，被平坦化去除的是第二介質(zhì)層溝槽上的相變材料，不會(huì)影響相變電阻的性能，因此不必將第二介質(zhì)層的厚度增厚，相應(yīng)的，相變材料的填充容易進(jìn)行。而且，第二技術(shù)方案形成相變電阻的方法，沒(méi)有采用直接沉積相變材料層，對(duì)相變材料層進(jìn)行刻蝕形成相變電阻的方法，而是將相變材料填充在第二介質(zhì)層的溝槽和第一介質(zhì)層的通孔內(nèi)，因此不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)中相變電阻和氧化硅層剝離的現(xiàn)象；進(jìn)而，由于相變材料填充在通孔和溝槽內(nèi)，對(duì)填充的相變材料進(jìn)行平坦化采用的是CMP工藝，僅在頂部非關(guān)鍵區(qū)域接觸拋光液，因此不存在像刻蝕所產(chǎn)生的側(cè)壁甚至底部的化學(xué)腐蝕，對(duì)相變電阻的腐蝕非常小。在具體實(shí)施例中，接觸電極和底部電極的材料為鎢，鎢的散熱性非常好，在底部電極直接與相變電阻接觸時(shí)，熱量損失比較快，在底部電極上形成孔徑小的接觸電極后，接觸電極的熱量損失比較慢，可以提高存儲(chǔ)器的性能。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種相變存儲(chǔ)器中相變電阻與底部電極沿位線方向的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的另一種相變存儲(chǔ)器中相變電阻與底部電極沿字線方向的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法的流程圖；圖4 圖10為本發(fā)明第一實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法沿字線方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為第一實(shí)施例形成的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的平面示意圖；圖12為本發(fā)明第二實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法的流程圖；圖13 圖18為本發(fā)明第二實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法沿字線方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖19為第二實(shí)施例形成的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的平面示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施方式
的限制。圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法的流程圖，參考圖3，本發(fā)明第一實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法包括:步驟S31，提供襯底，所述襯底中形成有底部電極，所述底部電極的上表面與所述襯底的上表面相平；步驟S32，在所述襯底上依次形成第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層；步驟S33，在所述第一介質(zhì)層中形成通孔，在所述第二介質(zhì)層中形成溝槽，所述通孔底部暴露出部分所述底部電極，所述溝槽暴露出所述通孔，所述溝槽寬度大于所述通孔的孔徑，所述溝槽沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸；步驟S34，在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻，所述相變電阻的上表面和所述第二介質(zhì)層的上表面相平。圖4 圖10為本發(fā)明第一實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法沿字線方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合參考圖3和圖4 圖10詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法。結(jié)合參考圖3和圖4，執(zhí)行步驟S31，提供襯底30，所述襯底30中形成有底部電極31，所述底部電極31的上表面與所述襯底30的上表面相平。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中，底部電極31的上表面與襯底30的上表面相平并不意味著底部電極31的上表面與襯底30的上表面完全相平，在一定的工藝條件內(nèi)允許兩者的表面存在一定的誤差不完全相平。本發(fā)明具體實(shí)施例中，襯底30的材料可以為單晶硅(Si)、單晶鍺(Ge)、或硅鍺(GeSi)、碳化硅(SiC);也可以是絕緣體上娃(SOI),絕緣體上鍺(GOI);或者還可以為其它的材料,例如砷化鎵等II1-V族化合物。在襯底30內(nèi)形成有其他器件結(jié)構(gòu)，例如晶體管，與底部電極31電連接，向底部電極31提供電壓。結(jié)合參考圖3和圖5，執(zhí)行步驟S32，在所述襯底30上依次形成第一介質(zhì)層32和第二介質(zhì)層33。形成第一介質(zhì)層32和第二介質(zhì)層33的方法為氣相沉積方法。本發(fā)明具體實(shí)施例中，第一介質(zhì)層32為氮化硅層，但本發(fā)明中，第一介質(zhì)層32不限于氮化硅層，也可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他介質(zhì)材料，第一介質(zhì)層32的厚度范圍可以選擇小于50nm。第二介質(zhì)層33為氧化硅層，但本發(fā)明中，第二介質(zhì)層33不限于氧化硅層，也可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他介質(zhì)材料，第二介質(zhì)層33的厚度范圍可以選擇20-100nm。結(jié)合參考圖3和圖8，執(zhí)行步驟S33，在所述第一介質(zhì)層32中形成通孔41，在所述第二介質(zhì)層33中形成溝槽42，所述通孔41底部暴露出部分所述底部電極31，所述溝槽42暴露出所述通孔41，所述溝槽42寬度dl大于所述通孔的孔徑d2，所述溝槽42沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸。本發(fā)明具體實(shí)施例中，在所述第一介質(zhì)層32中形成通孔41，在所述第二介質(zhì)層33中形成溝槽42的方法包括:參考圖6，在所述第一介質(zhì)層32和第二介質(zhì)層33中形成通孔41，具體方法為:在所述第二介質(zhì)層33上形成圖形化的光刻膠層，定義出通孔41的位置；之后，以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一介質(zhì)層32和第二介質(zhì)層33形成通孔41，刻蝕第一介質(zhì)層32和第二介質(zhì)層33的方法為干法刻蝕；之后，利用灰化工藝去除圖形化的光刻膠層，并進(jìn)行清洗，以去除殘留物。形成通孔41后，參考圖7，形成抗反射層34，覆蓋所述第二介質(zhì)層33且填滿(mǎn)所述通孔41 ;然后，在所述抗反射層34上形成第三介質(zhì)層35，第三介質(zhì)層35為低溫氧化硅層，但不限于低溫氧化硅層；之后，在第三介質(zhì)層35上形成圖形化的光刻膠層36，定義出溝槽的位置。接著，結(jié)合參考圖7和圖8，以圖形化的光刻膠層36為掩膜,依次刻蝕第三介質(zhì)層35、抗反射層34和第二介質(zhì)層33,在第二介質(zhì)層33中形成溝槽42，之后，灰化去除圖形化的光刻膠層36，濕法去除抗反射層34和第三介質(zhì)層35。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，也可以不用形成第三介質(zhì)層35、抗反射層34，而是直接在第二介質(zhì)層33上形成圖形化的光刻膠層，定義出溝槽的位置；之后，以圖形化的光刻膠層為掩膜，干法刻蝕第二介質(zhì)層33形成溝槽42，最后，灰化去除圖形化的光刻膠層，并進(jìn)行清洗。本發(fā)明具體實(shí)施例中，由于對(duì)光刻膠層進(jìn)行曝光過(guò)程中一些光學(xué)效應(yīng)的影響，造成光刻膠層的曝光分辨率低，使用抗反射層的目的是抵消光學(xué)效應(yīng)的影響，提高光刻膠層的曝光分辨率；另外，在光刻膠層的厚度不夠，被干法刻蝕中的離子消耗完后，第三介質(zhì)層可以作為硬掩膜使用。結(jié)合參考圖3和圖9，執(zhí)行步驟S34，在所述通孔41和溝槽42中填充相變材料形成相變電阻43，所述相變電阻43的上表面和所述第二介質(zhì)層33的上表面相平。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中，相變電阻43的上表面和所述第二介質(zhì)層33的上表面相平并不意味著相變電阻43的上表面和所述第二介質(zhì)層33的上表面完全相平，在一定的工藝條件內(nèi)允許兩者的表面存在一定的誤差不完全相平。之后，參考圖10，在相變電阻43上形成位線45，在位線45和相變電阻43之間形成有刻蝕阻擋層44。形成位線45以及刻蝕阻擋層44的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，在此不做贅述。本發(fā)明具體實(shí)施例中，在所述通孔41和溝槽42中填充相變材料形成相變電阻43包括:沉積相變材料，覆蓋所述第二介質(zhì)層且填滿(mǎn)所述通孔和溝槽；利用平坦化工藝去除第二介質(zhì)層上表面的相變材料以及高出溝槽的相變材料，形成相變電阻43。圖11為第一實(shí)施例形成的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的平面示意圖，結(jié)合參考圖9和圖11，形成的相變電阻43分為兩部分，包括:位于第一介質(zhì)層32的通孔中的柱狀部431，位于第二介質(zhì)層33的溝槽中的條狀部432，其中條狀部432沿位線方向，柱狀部431的孔徑小于底部電極31的孔徑，且柱狀部431的孔徑小于條狀部432的寬度。所述相變材料為硫族化合物合金,可以為GexSbyTez(0 < x、y、z < I, x+y+z = I)、Ag-1n-Sb-Te或者Ge-B1-Te或者其他相變材料。本發(fā)明第一實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，相變電阻分為兩部分，包括位于第一介質(zhì)層通孔內(nèi)的一個(gè)個(gè)分離的柱狀部和第二介質(zhì)層中溝槽內(nèi)的條狀部，而非像現(xiàn)有技術(shù)那樣只有一個(gè)條狀部，柱狀部的相變電阻作為存儲(chǔ)單元，因此相鄰存儲(chǔ)單元之間由介質(zhì)層隔離，相應(yīng)的也就可以避免相鄰存儲(chǔ)單元之間相互影響的問(wèn)題；而且，可以通過(guò)控制第一介質(zhì)層中的通孔的孔徑控制柱狀部的寬度，因此與底部電極接觸的位于第一介質(zhì)層通孔內(nèi)的相變電阻的孔徑可以非常小，小于溝槽內(nèi)相變電阻的寬度，這樣可以增大相鄰存儲(chǔ)單元之間的隔離，更好的避免相鄰存儲(chǔ)單元之間相互影響的問(wèn)題。另外，可以通過(guò)第一介質(zhì)層的厚度控制通孔的高度，從而可以控制通孔的深寬比變小，相變材料的填充容易進(jìn)行，并且，在對(duì)相變材料進(jìn)行平坦化工藝時(shí)，被平坦化去除的是第二介質(zhì)層溝槽上的相變材料，不會(huì)影響相變電阻的性能，因此不必將第二介質(zhì)層的厚度增厚，相應(yīng)的，相變材料的填充容易進(jìn)行。并且，第一實(shí)施例的形成相變電阻的方法，沒(méi)有采用直接沉積相變材料層，對(duì)相變材料層進(jìn)行刻蝕形成相變電阻的方法，而是將相變材料填充在第二介質(zhì)層的溝槽和第一介質(zhì)層的通孔內(nèi)，因此不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)中相變電阻和氧化硅層剝離的現(xiàn)象，而且，由于相變材料填充在通孔和溝槽內(nèi)，對(duì)填充的相變材料進(jìn)行平坦化采用的是CMP工藝，僅在頂部非關(guān)鍵區(qū)域接觸拋光液，因此不存在像刻蝕所產(chǎn)生的側(cè)壁甚至底部的化學(xué)氣體腐蝕，對(duì)相變電阻的腐蝕非常小。圖12為本發(fā)明第二實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法的流程圖，參考圖12本發(fā)明第二實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法包括:步驟S51，提供襯底，所述襯底中形成有底部電極，所述底部電極的上表面與所述襯底的上表面相平；步驟S52，在所述襯底上形成具有接觸電極的第一介質(zhì)層，所述接觸電極的底部與所述底部電極接觸，頂部與所述第一介質(zhì)層的上表面相平；步驟S53，形成具有溝槽的第二介質(zhì)層，所述溝槽暴露出所述接觸電極且沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述溝槽的寬度大于所述接觸電極的孔徑；步驟S54，去除部分所述接觸電極，在所述第一介質(zhì)層中形成與所述溝槽連通的通孔；步驟S55，在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻，所述相變電阻的上表面和所述第二介質(zhì)層的上表面相平。圖13 圖18為本發(fā)明第二實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法沿字線方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合參考圖12和圖13 圖18詳述本發(fā)明第二實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法。結(jié)合參考圖12和圖13，執(zhí)行步驟S51，提供襯底50，所述襯底50中形成有底部電極51，所述底部電極51的上表面與所述襯底50的上表面相平。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中，底部電極51的上表面與襯底50的上表面相平并不意味著底部電極51的上表面與襯底50的上表面完全相平，在一定的工藝條件內(nèi)允許兩者的表面存在一定的誤差不完全相平。本發(fā)明具體實(shí)施例中，襯底50的材料可以為單晶硅(Si)、單晶鍺(Ge)、或硅鍺(GeSi)、碳化硅(SiC);也可以是絕緣體上硅(SOI)，絕緣體上鍺(GOI);或者還可以為其它的材料，例如砷化鎵等II1-V族化合物。在襯底50內(nèi)形成有其他器件結(jié)構(gòu)，例如晶體管，與底部電極51電連接，向底部電極51提供電壓。結(jié)合參考圖12和圖14，執(zhí)行步驟S52，在所述襯底50上形成具有接觸電極61的第一介質(zhì)層52，所述接觸電極61的底部與所述底部電極51接觸，頂部與所述第一介質(zhì)層52的上表面相平。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中，接觸電極61的頂部與第一介質(zhì)層52的上表面相平并不意味著接觸電極61的頂部與第一介質(zhì)層52的上表面完全相平，在一定的工藝條件內(nèi)允許兩者的表面存在一定的誤差不完全相平。本發(fā)明具體實(shí)施例中，第一介質(zhì)層52為雙層結(jié)構(gòu)，包括氮化硅層521和位于氮化硅層521上的氧化硅層522。本發(fā)明具體實(shí)施例中，所述襯底50上形成具有接觸電極61的第一介質(zhì)層52包括:在所述襯底50上形成第一介質(zhì)層52，具體為，在襯底50上形成氮化娃層521,在氮化娃層521上形成氧化娃層522 ;在所述第一介質(zhì)層52上形成圖形化的光刻膠層，定義出接觸電極的位置；以所述圖形的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一介質(zhì)層52形成暴露出部分所述底部電極51的開(kāi)口，具體為依次刻蝕氮化娃層521和氧化娃層522形成暴露出部分所述底部電極51的開(kāi)口 ；之后，利用灰化工藝去除圖形化的光刻膠層，并清洗去除殘留物；然后，在所述開(kāi)口中填充導(dǎo)電材料形成接觸電極61。本發(fā)明具體實(shí)施例中，底部電極51的材料為鎢，接觸電極61的材料為鎢。但本發(fā)明中,底部電極51的、接觸電極61的材料不限于鎢，也可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他導(dǎo)電材料。在本發(fā)明中，第一介質(zhì)層52不限于雙層結(jié)構(gòu)，也可以為單層結(jié)構(gòu)，以及其他多層結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實(shí)際需求確定。雙層結(jié)構(gòu)不限于氮化硅層和氧化硅層，也可以為其他介質(zhì)材料的雙層結(jié)構(gòu)。如采用雙層結(jié)構(gòu)下層介質(zhì)層作為刻蝕阻擋層，可以減少工藝不穩(wěn)定造成刻蝕深度的波動(dòng)，增加工藝穩(wěn)定性。結(jié)合參考圖12和圖15，執(zhí)行步驟S53，形成具有溝槽62的第二介質(zhì)層53，所述溝槽62暴露出所述接觸電極61且沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述溝槽62的寬度d2大于所述接觸電極61的孔徑dl。該第二實(shí)施例中，第二介質(zhì)層53為雙層結(jié)構(gòu),包括氮化娃層531和位于氮化娃層531上的氧化硅層532。該第二實(shí)施例中，形成具有溝槽62的第二介質(zhì)層53包括:形成第二介質(zhì)層53，覆蓋所述第一介質(zhì)層52和接觸電極61，具體為，先形成氮化硅層531，覆蓋第一介質(zhì)層52和接觸電極61,然后在氮化娃層531上形成氧化娃層532 ;在所述第二介質(zhì)層53上形成圖形化的光刻膠層，定義出溝槽的位置；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第二介質(zhì)層53形成溝槽62，具體為，以圖形化的光刻膠層為掩膜，依次刻蝕氮化硅層531、氧化硅層532形成溝槽62 ;之后，利用灰化工藝去除圖形化的光刻膠層，并清洗去除殘留物。在本發(fā)明中，第二介質(zhì)層53不限于雙層結(jié)構(gòu)，也可以為單層結(jié)構(gòu)，以及其他多層結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實(shí)際需求確定。雙層結(jié)構(gòu)不限于氮化硅層和氧化硅層，也可以為其他介質(zhì)材料的雙層結(jié)構(gòu)。同樣如采用雙層結(jié)構(gòu)下層介質(zhì)層作為刻蝕阻擋層，可以減少工藝不穩(wěn)定造成刻蝕深度的波動(dòng)，增加工藝穩(wěn)定性。在該第二實(shí)施例中，也可以在第二介質(zhì)層上形成抗反射層，在抗反射層上形成第三介質(zhì)層，將圖形化的光刻膠層形成在第三介質(zhì)層上，然后以圖形化的光刻膠層為掩膜依次刻蝕第三介質(zhì)層、抗反射層和第二介質(zhì)層形成溝槽，之后灰化去除圖形化的光刻膠層，濕法刻蝕去除圖形化之后的抗反射層和第三介質(zhì)層。在該實(shí)施例中，使用抗反射層的目的是抵消光學(xué)效應(yīng)的影響，提高光刻膠層的曝光分辨率；另外，在光刻膠層的厚度不夠，被干法刻蝕中的離子消耗完后，第三介質(zhì)層可以作為硬掩膜使用。結(jié)合參考圖12和圖16，執(zhí)行步驟S54，去除部分所述接觸電極61，在所述第一介質(zhì)層52中形成與所述溝槽連通的通孔63。其中，去除部分所述接觸電極的方法選用對(duì)鎢具有選擇性高的刻蝕氣體對(duì)電極進(jìn)行的回刻，其中，去除的接觸電極61的高度可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行限定，通過(guò)控制刻蝕的時(shí)間來(lái)控制去除的接觸電極61的高度，本發(fā)明具體實(shí)施例中，去除的接觸電極61的高度也就是通孔63的高度范圍為< 50nm。結(jié)合參考圖12和圖17，執(zhí)行步驟S55，在所述通孔62和溝槽63中填充相變材料形成相變電阻64，所述相變電阻64的上表面和所述第二介質(zhì)層53的上表面相平。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中，接相變電阻64的上表面和所述第二介質(zhì)層53的上表面相平并不意味著相變電阻64的上表面和所述第二介質(zhì)層53的上表面相平完全相平，在一定的工藝條件內(nèi)允許兩者的表面存在一定的誤差不完全相平。本發(fā)明具體實(shí)施例中，在所述通孔63和溝槽62中填充相變材料形成相變電阻64包括:沉積相變材料，覆蓋所述第二介質(zhì)層53且填滿(mǎn)所述通孔和溝槽；利用平坦化工藝去除第二介質(zhì)層53上表面的相變材料以及高出溝槽的相變材料，形成相變電阻65。圖19為第二實(shí)施例形成的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的平面示意圖，結(jié)合參考圖17和圖19，形成的相變電阻64分為兩部分，包括:位于第一介質(zhì)層52的通孔中的柱狀部641，位于第二介質(zhì)層53的溝槽中的條狀部642，其中條狀部642沿位線方向，柱狀部641的孔徑小于底部電極51的孔徑，且柱狀部641的孔徑小于條狀部642的寬度。所述相變材料可為硫族化合物合金，可以為GexSbyTez (0 < x、y、z < I, x+y+z = I)、Ag-1n-Sb-Te，Ge-B1-Te或者其他相變材料。之后，參考圖18，在相變電阻64上形成位線66，在位線66和相變電阻64之間形成有刻蝕阻擋層65。形成位線66以及刻蝕阻擋層65的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，在此不做贅述。本發(fā)明第二實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，在襯底上形成具有接觸電極的第一介質(zhì)層，所述接觸電極的底部與底部電極接觸，頂部與所述第一介質(zhì)層的上表面相平；形成具有溝槽的第二介質(zhì)層，所述溝槽暴露出所述接觸電極且沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述溝槽的寬度大于所述接觸電極的孔徑；去除部分所述接觸電極，在所述第一介質(zhì)層中形成與所述溝槽連通的通孔；在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻，所述相變電阻的上表面和所述第二介質(zhì)層的上表面相平。相變電阻分為兩部分，包括位于第一介質(zhì)層中、接觸電極上的通孔內(nèi)的一個(gè)個(gè)分離的柱狀部和第二介質(zhì)層中溝槽內(nèi)的條狀部，而非像現(xiàn)有技術(shù)那樣只有一個(gè)條狀部，柱狀部的相變電阻作為存儲(chǔ)單元，因此相鄰存儲(chǔ)單元之間由介質(zhì)層隔離，相應(yīng)的也就可以避免相鄰存儲(chǔ)單元之間相互影響的問(wèn)題；而且，可以通過(guò)控制第一介質(zhì)層中的通接觸電極的孔徑控制柱狀部的寬度，因此位于第一介質(zhì)層通孔內(nèi)的相變電阻的孔徑可以非常小，小于溝槽內(nèi)相變電阻的寬度，這樣可以增大相鄰存儲(chǔ)單元之間的隔離，更好的避免相鄰存儲(chǔ)單元之間相互影響的問(wèn)題。另外，可以通過(guò)去除的部分接觸電極的高度控制通孔的高度，從而可以控制通孔的深寬比變小，相變材料的填充容易進(jìn)行，并且，在對(duì)相變材料進(jìn)行平坦化工藝時(shí)，被平坦化去除的是第二介質(zhì)層溝槽上的相變材料，不會(huì)影響相變電阻的性能，因此不必將第二介質(zhì)層的厚度增厚，相應(yīng)的，相變材料的填充容易進(jìn)行；而且，第二實(shí)施例形成相變電阻的方法，沒(méi)有采用直接沉積相變材料層，對(duì)相變材料層進(jìn)行刻蝕形成相變電阻的方法，而是將相變材料填充在第二介質(zhì)層的溝槽和第一介質(zhì)層的通孔內(nèi)，因此不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)中相變電阻和氧化硅層剝離的現(xiàn)象；進(jìn)而，由于相變材料填充在通孔和溝槽內(nèi)，對(duì)填充的相變材料進(jìn)行平坦化采用的是CMP工藝，僅在頂部非關(guān)鍵區(qū)域接觸拋光液，因此不存在像刻蝕所產(chǎn)生的側(cè)壁甚至底部的化學(xué)氣體腐蝕，對(duì)相變電阻的腐蝕非常小。在第二實(shí)施例中，接觸電極和底部電極的材料為鎢，鎢的散熱性非常好，在底部電極直接與相變電阻接觸時(shí)，熱量損失比較快，在底部電極上形成孔徑小的接觸電極后，接觸電極的熱量損失比較慢，可以提高存儲(chǔ)器的性能。結(jié)合參考圖9和圖11，本發(fā)明還提供第一實(shí)施例相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，包括:襯底30，所述襯底30中具有底部電極31，所述底部電極31的上表面與所述襯底30的上表面相平；位于所述襯底30上的第一介質(zhì)層32和第二介質(zhì)層32，所述相變電阻43包括位于所述第一介質(zhì)層32中的柱狀部431和位于所述第二介質(zhì)層33中的條狀部432，所述相變電阻43為一體結(jié)構(gòu)，所述條狀部432沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述柱狀部431的底部暴露出部分所述底部電極31，所述條狀部432的寬度大于所述柱狀部431的寬度，所述條狀部432的上表面與所述第二介質(zhì)層33的上表面相平。本發(fā)明第一實(shí)施例中，形成變存儲(chǔ)器中相變電阻方法中關(guān)于結(jié)構(gòu)和材料的內(nèi)容可以援引于此，在此不做贅述。結(jié)合參考圖17和圖19，本發(fā)明還提供第二實(shí)施例的相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，包括:襯底50，所述襯底50中具有底部電極51，所述底部電極51的上表面與所述襯底50的上表面相平；位于所述襯底50上的第一介質(zhì)層52，所述第一介質(zhì)層52具有接觸電極61，所述接觸電極61的底部與所述底部電極51接觸，所述接觸電極61的高度小于所述第一介質(zhì)層52的厚度；位于所述第一介質(zhì)層52上的第二介質(zhì)層53，所述相變電阻64包括位于所述第一介質(zhì)層52中且位于接觸電極61上的柱狀部641、位于所述第二介質(zhì)層53中的條狀部642，所述相變電阻為一體結(jié)構(gòu)，所述條狀部642沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述條狀部642的寬度大于所述柱狀部641的寬度，所述條狀部642的上表面與所述第二介質(zhì)層53的上表面相平。本發(fā)明第二實(shí)施例中，形成變存儲(chǔ)器中相變電阻方法中關(guān)于結(jié)構(gòu)和材料的內(nèi)容可以援引于此，在此不做贅述。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，包括: 提供襯底，所述襯底中形成有底部電極，所述底部電極的上表面與所述襯底的上表面相平； 在所述襯底上依次形成第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層； 在所述第一介質(zhì)層中形成通孔，在所述第二介質(zhì)層中形成溝槽，所述通孔底部暴露出部分所述底部電極，所述溝槽暴露出所述通孔，所述溝槽寬度大于所述通孔的孔徑，所述溝槽沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸； 在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻，所述相變電阻的上表面和所述第二介質(zhì)層的上表面相平。
2.如權(quán)利要求1所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，在所述第一介質(zhì)層中形成通孔，在所述第二介質(zhì)層中形成溝槽包括: 在所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成通孔； 刻蝕所述第二介質(zhì)層及第二介質(zhì)層中的通孔，在第二介質(zhì)層中形成溝槽。
3.如權(quán)利要求2所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述在所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成通孔包括: 在所述第二介質(zhì)層上形成圖形化的光刻膠層，定義出通孔的位置； 以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層形成通孔； 去除所述圖形化的光刻膠層。
4.如權(quán)利要求2所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述刻蝕所述第二介質(zhì)層及第二介質(zhì)層中的通孔，在第二介質(zhì)層中形成溝槽包括: 在所述第二介質(zhì)層上形成圖形化的光刻膠層，定義出溝槽； 以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第二介質(zhì)層形成溝槽； 去除所述圖形化的光刻膠層。
5.如權(quán)利要求4所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，在形成圖形化的光刻膠層之前，還包括: 形成抗反射層，覆蓋所述第二介質(zhì)層且填滿(mǎn)所述通孔； 在所述抗反射層上形成第三介質(zhì)層； 所述圖形化的光刻膠層形成于所述第三介質(zhì)層上，刻蝕所述第二介質(zhì)層之前依次刻蝕所述第三介質(zhì)層、抗反射層。
6.如權(quán)利要求5所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述第三介質(zhì)層為低溫氧化硅層。
7.如權(quán)利要求1所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻包括: 沉積相變材料，覆蓋所述第二介質(zhì)層且填滿(mǎn)所述通孔和溝槽； 利用平坦化工藝去除第二介質(zhì)層上表面的相變材料以及高出溝槽的相變材料，形成相變電阻。
8.如權(quán)利要求1所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層為氮化硅層。
9.如權(quán)利要求1所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法， 其特征在于，所述第二介質(zhì)層為氧化硅層。
10.如權(quán)利要求1所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述相變材料為硫族化合物合金。
11.一種相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，包括: 提供襯底，所述襯底中形成有底部電極，所述底部電極的上表面與所述襯底的上表面相平； 在所述襯底上形成具有接觸電極的第一介質(zhì)層，所述接觸電極的底部與所述底部電極接觸，頂部與所述第一介質(zhì)層的上表面相平； 形成具有溝槽的第二介質(zhì)層，所述溝槽暴露出所述接觸電極且沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述溝槽的寬度大于所述接觸電極的孔徑； 去除部分所述接觸電極，在所述第一介質(zhì)層中形成與所述溝槽連通的通孔； 在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻，所述相變電阻的上表面和所述第二介質(zhì)層的上表面相平。
12.如權(quán)利要求11所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述雙層結(jié)構(gòu)包括氮化娃層和位于氮化娃層上的氧化娃層。
14.如權(quán)利要求11所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述第二介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求14所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述雙層結(jié)構(gòu)包括氮化娃層和位于氮化娃層上的氧化娃層。
16.如權(quán)利要求11所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述在所述襯底上形成具有接觸電極的第一介質(zhì)層包括: 在所述襯底上形成第一介質(zhì)層； 在所述第一介質(zhì)層上形成圖形化的光刻膠層，定義出接觸電極的位置； 以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一介質(zhì)層形成暴露出部分所述底部電極的開(kāi)口 ； 去除圖形化的光刻膠層； 在所述開(kāi)口中填充導(dǎo)電材料形成接觸電極。
17.如權(quán)利要求11所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述形成具有溝槽的第二介質(zhì)層包括: 形成第二介質(zhì)層，覆蓋所述第一介質(zhì)層和接觸電極； 在所述第二介質(zhì)層上形成圖形化的光刻膠層，定義出溝槽的位置； 以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第二介質(zhì)層形成溝槽； 去除圖形化的光刻膠層。
18.如權(quán)利要求11所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述接觸電極的材料為鎢。
19.如權(quán)利要求11所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，去除部分所述接觸電極的方法為干法刻蝕。
20.如權(quán)利要求11所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述在所述通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻包括: 沉積相變材料，覆蓋所述第二介質(zhì)層且填滿(mǎn)所述通孔和溝槽； 利用平坦化工藝去除第二介質(zhì)層上表面的相變材料以及高出溝槽的相變材料，形成相變電阻。
21.如權(quán)利要求11所述的相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法，其特征在于，所述相變材料為硫族化合物合金。
22.—種相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，其特征在于，包括: 襯底，所述襯底中具有底部電極，所述底部電極的上表面與所述襯底的上表面相平； 位于所述襯底上的第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，所述相變電阻包括位于所述第一介質(zhì)層中的柱狀部和位于所述第二介質(zhì)層中的條狀部，所述相變電阻為一體結(jié)構(gòu)，所述條狀部沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述柱狀部的底部暴露出部分所述底部電極，所述條狀部的寬度大于所述柱狀部的寬度，所述條狀部的上表 面與所述第二介質(zhì)層的上表面相平。
23.如權(quán)利要求22所述的相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，其特征在于，所述第一介質(zhì)層為氮化娃層。
24.如權(quán)利要求22所述的相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，其特征在于，所述第二介質(zhì)層為氧化硅層。
25.如權(quán)利要求22所述的相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，其特征在于，所述相變電阻的材料為硫族化合物合金。
26.—種相變存儲(chǔ)器中的相變電阻,其特征在于,包括: 襯底，所述襯底中具有底部電極，所述底部電極的上表面與所述襯底的上表面相平； 位于所述襯底上的第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層具有接觸電極，所述接觸電極的底部與所述底部電極接觸，所述接觸電極的高度小于所述第一介質(zhì)層的厚度； 位于所述第一介質(zhì)層上的第二介質(zhì)層，所述相變電阻包括位于所述第一介質(zhì)層中且位于接觸電極上的柱狀部、位于所述第二介質(zhì)層中的條狀部，所述相變電阻為一體結(jié)構(gòu)，所述條狀部沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸，所述條狀部的寬度大于所述柱狀部的寬度，所述條狀部的上表面與所述第二介質(zhì)層的上表面相平。
27.如權(quán)利要求26所述的相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，其特征在于，所述第一介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)。
28.如權(quán)利要求27所述的相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，其特征在于，所述雙層結(jié)構(gòu)包括氮化娃層和位于氮化娃層上的氧化娃層。
29.如權(quán)利要求26所述的相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，其特征在于，所述第二介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)。
30.如權(quán)利要求29所述的相變存儲(chǔ)器中的相變電阻，其特征在于，所述雙層結(jié)構(gòu)包括氮化娃層和位于氮化娃層上的氧化娃層。
全文摘要
一種相變存儲(chǔ)器中的相變電阻及其形成方法，相變存儲(chǔ)器中相變電阻的形成方法包括提供襯底，襯底中形成有底部電極，底部電極的上表面與襯底的上表面相平；在襯底上依次形成第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層；在第一介質(zhì)層中形成通孔，在第二介質(zhì)層中形成溝槽，通孔底部暴露出部分底部電極，溝槽暴露出通孔，溝槽寬度大于通孔的孔徑，溝槽沿相變存儲(chǔ)器的位線方向延伸；在通孔和溝槽中填充相變材料形成相變電阻，相變電阻的上表面和第二介質(zhì)層的上表面相平。本技術(shù)方案相鄰存儲(chǔ)單元之間由介質(zhì)層隔離，可以避免相鄰存儲(chǔ)單元之間相互影響的問(wèn)題，而且相變材料容易填充，另外，不會(huì)產(chǎn)生相變材料剝離的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01L45/00GK103187525SQ201110459550
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者朱南飛, 吳關(guān)平 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司