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相變存儲(chǔ)器的制作方法與流程

文檔序號(hào):11868267閱讀:408來(lái)源:國(guó)知局
相變存儲(chǔ)器的制作方法與流程
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作工藝,尤其涉及一種相變存儲(chǔ)器的制作方法。

背景技術(shù):
相變存儲(chǔ)器作為一種新興的非易失性存儲(chǔ)技術(shù),在讀寫(xiě)速度、讀寫(xiě)次數(shù)、數(shù)據(jù)保持時(shí)間、單元面積、多值實(shí)現(xiàn)等諸多方面較快閃存儲(chǔ)器(FLASH)都具有較大的優(yōu)越性,成為目前不揮發(fā)存儲(chǔ)技術(shù)研究的焦點(diǎn)。在相變存儲(chǔ)器(PCRAM)中,可以通過(guò)對(duì)記錄了數(shù)據(jù)的相變層進(jìn)行熱處理,而改變存儲(chǔ)器的值。構(gòu)成相變層的相變材料會(huì)由于所施加電流的加熱效果而進(jìn)入結(jié)晶狀態(tài)或非晶狀態(tài)。當(dāng)相變層處于結(jié)晶狀態(tài)時(shí),相變存儲(chǔ)器的電阻較低,此時(shí)存儲(chǔ)器賦值為“0”。當(dāng)相變層處于非晶狀態(tài)時(shí),相變存儲(chǔ)器的電阻較高,此時(shí)存儲(chǔ)器賦值為“1”。因此,相變存儲(chǔ)器是利用當(dāng)相變層處于結(jié)晶狀態(tài)或非晶狀態(tài)時(shí)的電阻差異來(lái)寫(xiě)入/讀取數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器。圖1所示為現(xiàn)有的相變存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu),包括底部電極11、頂部電極14,以及底部電極11與頂部電極14之間的相變層13。其中,相變層13的晶態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程需要加熱,該加熱一般是使用底部電極11對(duì)相變層13進(jìn)行加熱,而頂部電極14僅起到互連作用。底部電極11對(duì)相變層13的加熱效果好壞將直接影響相變存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)速率。更多關(guān)于相變存儲(chǔ)器及其形成方法,請(qǐng)參考公開(kāi)號(hào)為“US7214958B2”的美國(guó)專利。為了獲得良好的加熱效果,相變存儲(chǔ)器可采用較大的驅(qū)動(dòng)電流,然而,驅(qū)動(dòng)電流并不能無(wú)限制地上升,大的驅(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較難實(shí)現(xiàn)。由于采用大的驅(qū)動(dòng)電流方法具有上述缺陷,現(xiàn)有技術(shù)也有采用縮小底部電極11與相變層13構(gòu)成的歐姆接觸的接觸面積,以提高接觸電阻。圖2中所示為一種縮小底部電極11與相變層13構(gòu)成的歐姆接觸的接觸面積的相變存儲(chǔ)器,其中還包括外圍驅(qū)動(dòng)電路的晶體管20。所述晶體管20的柵極形成在半導(dǎo)體基底300上。所述半導(dǎo)體基底300上覆蓋有第一介質(zhì)層301,所述第一介質(zhì)層301覆蓋過(guò)所述晶體管20的柵極,在第一介質(zhì)層301上還覆蓋一層第二介質(zhì)層302。所述相變存儲(chǔ)器的底部電極11包括形成在第一介質(zhì)層301內(nèi)的下電極部112和形成在第二介質(zhì)層302內(nèi)的上電極部111,所述上電極部111的徑寬小于下電極部112的徑寬。所述晶體管20上形成有接觸孔,所述接觸孔包括形成在第一介質(zhì)層301中的第一接觸孔21和形成在第二介質(zhì)層302中的第二接觸孔22,所述第一接觸孔21和第二接觸孔22的徑寬一致。在介質(zhì)層302上還覆蓋有一層第三介質(zhì)層303,位于底部電極11上的相變層13以及位于相變層13上的頂部電極14和位于接觸孔上的金屬層23形成于所述第三介質(zhì)層303中。在上述結(jié)構(gòu)中,通過(guò)設(shè)置底部電極11的上電極部111的徑寬小于下電極部112的徑寬,使得底部電極11和相變層13的接觸面積變小??墒牵谶@樣的結(jié)構(gòu)中,常常會(huì)發(fā)生在外圍電路中的晶體管20上的第二接觸孔22處填充的金屬中具有空洞的現(xiàn)象,這會(huì)帶來(lái)器件的不良接觸,影響器件的正常工作。有必要提出一種解決這樣問(wèn)題的相變存儲(chǔ)器的制作方法,以使得既滿足可以減小底部電極11和相變層13的接觸面積,又不會(huì)發(fā)生外圍電路的晶體管20上接觸孔填充具有空洞的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的問(wèn)題是在減小相變存儲(chǔ)器的底部電極和相變層的接觸面積時(shí),遇到的外圍電路中的晶體管上的接觸孔中具有空洞,而導(dǎo)致接觸不良,器件無(wú)法正常工作的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種相變存儲(chǔ)器的制作方法,包括:提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底包括相變存儲(chǔ)器區(qū)和外圍電路區(qū),所述外圍電路區(qū)的半導(dǎo)體襯底上具有外圍電路晶體管的柵極;形成相變存儲(chǔ)器的底部電極的下電極部和外圍電路晶體管的第一接觸孔;形成所述相變存儲(chǔ)器的底部電極的上電極部和外圍電路晶體管的第二接觸孔,所述上電極部位于所述下電極部上并互相連通,所述第二接觸孔位于所述第一接觸孔上并互相連通,所述上電極部的徑寬小于所述下電極部的徑寬;形成所述相變存儲(chǔ)器的相變層;形成連接所述第二接觸孔的溝槽和部分暴露所述相變層的通孔。可選的,所述形成相變存儲(chǔ)器的底部電極的下電極部和外圍電路晶體管的第一接觸孔的工藝包括:在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一介質(zhì)層,所述第一介質(zhì)層覆蓋過(guò)所述外圍電路晶體管的柵極;在所述第一介質(zhì)層上形成光刻膠,然后利用光刻和刻蝕工藝形成所述下電極部和所述第一接觸孔的通孔;在所述通孔中填充導(dǎo)電材料以形成所述上電極部和第二接觸孔。可選的,所述形成相變存儲(chǔ)器的底部電極的上電極部和外圍電路晶體管的第二接觸孔的工藝包括:在所述第一介質(zhì)層上形成第二介質(zhì)層;在所述第二介質(zhì)層上形成光刻膠,然后利用光刻和刻蝕工藝形成所述上電極部和第二接觸孔的通孔;在所述通孔中填充導(dǎo)電材料以形成所述下電極部和第一接觸孔。可選的,所述第二介質(zhì)層的厚度小于所述第一介質(zhì)層。可選的,形成所述相變存儲(chǔ)器的相變層的工藝包括:在所述第二介質(zhì)層上沉積相變材料層;在所述相變材料層上形成光刻膠,然后利用光刻和刻蝕工藝在所述上電極部上形成所述相變層??蛇x的,所述相變材料層上形成光刻膠之前還包括在所述相變材料層上形成阻擋層??蛇x的,相變材料包括硫族化合物??蛇x的,所述形成連接所述第二接觸孔的溝槽和部分暴露所述相變層的通孔的工藝包括:在所述第二介質(zhì)層上形成第三介質(zhì)層;在所述第三介質(zhì)層上形成光刻膠,然后利用光刻和刻蝕工藝形成暴露第二接觸孔的溝槽和部分暴露所述相變層上表面的通孔;在所述溝槽和通孔中填充導(dǎo)電材料以形成連接所述第二接觸孔的金屬層和相變存儲(chǔ)器的頂部電極??蛇x的,所述上電極部的徑寬為下電極部的一半??蛇x的,所述上電極部的徑寬和所述第二接觸孔的徑寬相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):現(xiàn)有工藝包括:1)制作好相變存儲(chǔ)器的底部電極的上電極部;2)形成相變層;3)制作外圍電路的晶體管的第二接觸孔的通孔;4)制作第二接觸孔通孔上方的金屬互連槽;5)填充導(dǎo)電材料到第二接觸孔的通孔和金屬互連槽以形成外圍電路的金屬互連。本實(shí)施例提供的制作工藝包括:1)同時(shí)形成上電極部的通孔和第二接觸孔的通孔;2)一起填充導(dǎo)電材料到上電極部的通孔和第二接觸孔的通孔內(nèi);3)形成相變層;4)形成第二接觸孔上方的溝槽;5)填充導(dǎo)電材料于其中以完成金屬互連。兩者比較起來(lái),本實(shí)施例中提供的方案中,由于是先填充好第二接觸孔中的導(dǎo)電材料,形成相變層,再形成其上方的金屬互連槽,再單獨(dú)對(duì)金屬互連槽進(jìn)行填充。這樣的方式能確保第二接觸孔中填充的導(dǎo)電材料不會(huì)出現(xiàn)填充空洞,從而確保第二接觸孔處不會(huì)引起器件的不良接觸的問(wèn)題,保證了器件的有效工作。另外,本實(shí)施例提供的制作方法中,是將相變存儲(chǔ)器上的上電極部的通孔和外圍電路的第二接觸孔的通孔利用同一個(gè)掩膜版在同一次曝光中實(shí)現(xiàn)的,而現(xiàn)有技術(shù)是分別形成相變存儲(chǔ)器的上電極部,然后再形成外圍電路的第二接觸孔。兩者比較起來(lái),本實(shí)施例提供的方法省去了一次掩膜版和曝光,節(jié)省了工藝成本。附圖說(shuō)明圖1是為現(xiàn)有的相變存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖2是現(xiàn)有的具有外圍電路的相變存儲(chǔ)器的示意圖;圖3至圖8為現(xiàn)有的一種相變存儲(chǔ)器的制作方法的示意圖;圖9至圖13本發(fā)明的實(shí)施例中提供的相變存儲(chǔ)器的制作方法的示意圖。具體實(shí)施方式發(fā)明人經(jīng)過(guò)仔細(xì)的研究發(fā)現(xiàn),如圖2所示的具有外圍電路的相變存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)中,出現(xiàn)在第二接觸孔22處填充的金屬中具有空洞的現(xiàn)象是由現(xiàn)有的制作工藝帶來(lái)的。以下結(jié)合圖3至圖8詳細(xì)闡述圖2所示的相變存儲(chǔ)器的制作方法:如圖3所示,半導(dǎo)體襯底300上包括相變存儲(chǔ)器區(qū)和外圍電路區(qū),其上形成有第一介質(zhì)層301,相變存儲(chǔ)器區(qū)上第一介質(zhì)層301內(nèi)形成有底部電極11的下電極部112,外圍電路區(qū)上第一介質(zhì)層301內(nèi)形成有外圍電路晶體管20的柵極,以及柵極上的第一接觸孔21。所述下電極部11和第一接觸孔21的徑寬相同,且兩者的徑寬是由同一塊掩膜版M1上的曝光圖形的尺寸決定的。如圖4所示,在所述第一介質(zhì)層301上形成第二介質(zhì)層302。所述第二介質(zhì)層302中形成位于下電極部112上方的上電極部111。所述上電極部111的徑寬明顯小于下電極部112,一般的,所述上電極部111的徑寬為下電極部112的一半左右。其中,所述上電極部111的徑寬是由掩膜版M2上的曝光圖形的尺寸決定的,所述掩膜版M2同時(shí)保護(hù)著外圍電路的晶體管上沒(méi)有被曝光。如圖5所示,在第二介質(zhì)層302上形成相變層13,所述相變層13位于底部電極11的上電極部111上方。所述相變層13的寬度由掩膜版M3上的曝光圖形的尺寸決定。如圖6所示,在所述第二介質(zhì)層302上形成覆蓋過(guò)相變層13的第三介質(zhì)層303。所述第三介質(zhì)層303可利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝將表面磨平。所述第二介質(zhì)層302和第三介質(zhì)層303中通過(guò)選擇性刻蝕形成暴露第一接觸孔21上表面的通孔220,所述通孔220的徑寬和所述第一接觸孔21的徑寬相同。所述通孔220的徑寬是由掩膜版M4上的曝光圖形的尺寸決定,所述掩膜版M4同時(shí)保護(hù)著相變存儲(chǔ)器區(qū)沒(méi)有被曝光。如圖7所示,在所述第三介質(zhì)層303中形成底部至少暴露通孔220的溝槽230和暴露部分所述相變層13的通孔140。所述溝槽230的寬度至少大于通孔220的徑寬,一般情況下,所述溝槽230的寬度遠(yuǎn)大于所述通孔220的徑寬。通孔140的徑寬和所述下電極部112的徑寬相同。所述溝槽230和通孔140的寬度由掩膜版M5上的曝光圖形的尺寸決定。如圖8所示,在所述溝槽230和通孔220以及通孔140中填充導(dǎo)電材料,以形成連通第一接觸孔21的第二接觸孔22和連通接觸孔的金屬互連層23。在這一步驟的填充中,所述第二接觸孔22中很容易形成空洞。經(jīng)過(guò)發(fā)明人研究和觀察發(fā)現(xiàn),在這一步驟中,形成的所述溝槽230和通孔220的總深度非常深。這樣的形狀,不利于導(dǎo)電材料的填充。尤其是采用電鍍工藝進(jìn)行銅填充時(shí),這樣的形狀會(huì)使得電鍍時(shí)籽晶層無(wú)法形成在處于溝槽230下部的通孔220內(nèi)壁上。進(jìn)而影響后續(xù)的電鍍,使得所述通孔220中不能填充入銅,形成空洞。這會(huì)帶來(lái)器件的不良接觸,影響器件的正常工作。針對(duì)上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種新的相變存儲(chǔ)器的制作方法,以改善上述問(wèn)題,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。如圖9所示,半導(dǎo)體襯底300'至少分為相變存儲(chǔ)器區(qū)和外圍電路區(qū),其中外圍電路區(qū)形成有外圍電路晶體管20'。而后沉積第一介質(zhì)層301',在相變存儲(chǔ)器區(qū)上第一介質(zhì)層301'內(nèi)形成底部電極11'的下電極部112',外圍電路區(qū)上第一介質(zhì)層301'內(nèi)形成位于外圍電路晶體管20'柵極上方的第一接觸孔21'。所述下電極部11'和第一接觸孔21'的徑寬可相同,且兩者的徑寬是由同一塊掩膜版M1'上的曝光圖形的尺寸決定的。所述半導(dǎo)體襯底300'的材質(zhì)可以為單晶硅(Si)、單晶鍺(Ge)、硅鍺(GeSi)或碳化硅(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Ⅲ-Ⅴ族化合物。為了控制相變存儲(chǔ)器的操作,在半導(dǎo)體襯底300'上形成相變存儲(chǔ)器的下電極部112'之前,需在半導(dǎo)體襯底300'上形成開(kāi)關(guān)元件(未圖示),開(kāi)關(guān)元件與后續(xù)形成的相變存儲(chǔ)器電性連接,以對(duì)相變存儲(chǔ)器的電極進(jìn)行加熱,使部分相變材料層(與下電極接觸的那部分相變材料層)的晶態(tài)發(fā)生改變。開(kāi)關(guān)元件包括P型半導(dǎo)體層和N型半導(dǎo)體層所組成的垂直二極管(verticaldiode),但本發(fā)明不局限于此,所述開(kāi)關(guān)元件亦可以是雙極結(jié)晶體管(bipolarjunctiontransistor,BJT)或金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor,MOSFET)。半導(dǎo)體襯底300'中還可以是已完成CMOS前段工藝的襯底,即半導(dǎo)體襯底300'內(nèi)可能包含隔離結(jié)構(gòu)、電容、二極管或類似半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中,沉積第一介質(zhì)層301'前,所述半導(dǎo)體襯底300'中已形成外圍電路晶體管的源漏結(jié)構(gòu)(未圖示)。所述第一介質(zhì)層301'的材質(zhì)可為氧化物層或氮化物層。所述氧化物層可包括氧化硅(SiO2)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、原硅酸四乙酯(TEOS)、未摻雜的硅酸鹽玻璃(USG)、旋涂玻璃(SOG)、高密度等離子體(HDP)或旋涂介電質(zhì)(SOD)。氮化物層可包括氮化硅(氮化硅Si3N4)或氧氮化硅(SiON)。在本實(shí)施例中,所述第一介質(zhì)層301'可以為氧化硅,所述氧化硅可以以正硅酸乙酯(PETEOS)為硅源,通過(guò)等離子體氣相沉積工藝沉積。所述底部電極11'的材質(zhì)可以是Ti、W、Ta、TiN、TiW、TaN、TiAl、TiWN或TiAlN等。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中,所述導(dǎo)電材料為W。在第一介質(zhì)層301′中形成所述底部電極11'的下電極部112'和位于外圍電路晶體管20'的柵極上的第一接觸孔21'的方式包括:在第一介質(zhì)層301'上形成光刻膠(未圖示),然后通過(guò)具有下電極部112'和第一接觸孔21'的曝光圖形的掩膜版M1'進(jìn)行曝光,使得光刻膠形成具有下電極部112'和第一接觸孔21'圖形的光刻膠掩模。然后,利用具有下電極部112'和第一接觸孔21'圖形的光刻膠掩模對(duì)第一介質(zhì)層301'進(jìn)行刻蝕,刻蝕進(jìn)行至露出半導(dǎo)體襯底和所述柵極,以形成下電極部112'的通孔(未圖示)和第一接觸孔21'的通孔,所述下電極部112'的通孔的位置與半導(dǎo)體襯底300'中的開(kāi)關(guān)元件相對(duì)應(yīng),以使相變存儲(chǔ)器可與開(kāi)關(guān)元件電連接在一起。然后,沉積導(dǎo)電材料,直至所述通孔被所述導(dǎo)電材料填滿。在沉積所述導(dǎo)電材料之前,可在所述通孔的側(cè)壁及底部上沉積一層擴(kuò)散阻擋層(未圖示),如TiN,以防止后續(xù)沉積在通孔中的導(dǎo)電材料擴(kuò)散至介電層中。接著,對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨,直至第一介質(zhì)層301'露出。至此,參圖9所示,可在半導(dǎo)體襯底上的第一介質(zhì)層301'內(nèi)形成下電極部112'和第一接觸孔21'。如圖10所示,在所述第一介質(zhì)層301'上形成第二介質(zhì)層302';在所述第二介質(zhì)層302'中形成位于下電極部112'上方的上電極部111'和位于第一接觸孔21'上方的第二接觸孔22'。所述第二介質(zhì)層301'的厚度可小于所述第一介質(zhì)層301'。相變存儲(chǔ)器要實(shí)現(xiàn)在邏輯值0到邏輯值1之間的轉(zhuǎn)化時(shí),必須用足夠的能量激勵(lì)相變層的溫度上升到熔化溫度,然后,進(jìn)行快速淬火處理,使相變層部分由結(jié)晶態(tài)變成非晶態(tài),從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。相變層的晶態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程需要加熱,該加熱一般是使用底部電極11'對(duì)相變層進(jìn)行加熱。底部電極11'對(duì)相變層的加熱效果好壞將直接影響相變存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)速率。本實(shí)施例中,采用縮小底部電極11′與相變層構(gòu)成的歐姆接觸的接觸面積,以提高接觸電阻。故所述上電極部111'和第二接觸孔22'的徑寬相同,且明顯小于下電極部112'的徑寬。一般的,所述上電極部111'和第二接觸孔22'的徑寬為下電極部112'的一半左右。其中,所述上電極部111'和第二接觸孔22'的徑寬是由掩膜版M2'上的曝光圖形的尺寸決定的。所述第二介質(zhì)層302'的材質(zhì)可為氧化物層或氮化物層。所述氧化物層可包括氧化硅(SiO2)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、原硅酸四乙酯(TEOS)、未摻雜的硅酸鹽玻璃(USG)、旋涂玻璃(SOG)、高密度等離子體(HDP)或旋涂介電質(zhì)(SOD)。氮化物層可包括氮化硅(氮化硅Si3N4)或氧氮化硅(SiON)。在本實(shí)施例中,所述第二介質(zhì)層302'可以為氧化硅,所述氧化硅可以以正硅酸乙酯(PETEOS)為硅源,通過(guò)等離子體氣相沉積工藝沉積。優(yōu)選的,所述第二介質(zhì)層302'的厚度小于所述第一介質(zhì)層301',可以減小后續(xù)工藝中形成在第二介質(zhì)層302'中的上電極部和第二接觸孔的高度,即可以減小填充導(dǎo)電材料時(shí)由于高深寬比帶來(lái)的難度。在第二介質(zhì)層302'中形成所述底部電極11'的上電極部111'和位于第一接觸孔21'上的第二接觸孔22'的方式包括:在第二介質(zhì)層302'上形成光刻膠(未圖示),然后通過(guò)具有上電極部111'和第二接觸孔22'的曝光圖形的掩膜版M2'進(jìn)行曝光,使得光刻膠形成具有上電極部111'和第二接觸孔22'圖形的光刻膠掩模。然后,利用光刻膠掩模對(duì)第二介質(zhì)層302'進(jìn)行刻蝕,刻蝕進(jìn)行至露出下電極部112'和第一接觸孔21′中的導(dǎo)電材料,以形成上電極部111'的通孔(未圖示)和第二接觸孔22'的通孔。然后,沉積導(dǎo)電材料,直至所述通孔被所述導(dǎo)電材料填滿。在沉積所述導(dǎo)電材料之前,可在所述通孔的側(cè)壁及底部上沉積一層擴(kuò)散阻擋層(未圖示),如TiN,以防止后續(xù)沉積在通孔中的導(dǎo)電材料擴(kuò)散至介電層中。接著,對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨,直至第二介質(zhì)層302'露出。至此,參圖10所示,可在半導(dǎo)體襯底上的第二介質(zhì)層302'內(nèi)形成上電極部111'和第二接觸孔22'。如圖11所示,在第二介質(zhì)層302'上形成相變層13',所述相變層13'位于底部電極11'的上電極部111'上方。所述相變層13'的寬度由掩膜版M3'上的曝光圖形的尺寸決定。所述相變層13'由相變材料形成,其形成方式為:先在第二介質(zhì)層302'上沉積相變材料層,相變材料可包括硫族化合物,如鍺-銻-碲(Ge-Sb-Te)、砷-銻-碲(As-Sb-Te)、錫-銻-碲(Sn-Sb-Te)等等。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中,所沉積的相變材料為鍺-銻-碲(Ge-Sb-Te,GST)。然后,沉積阻擋層。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,根據(jù)后續(xù)工藝的需要,沉積相變材料層之后,會(huì)在相變材料層上沉積阻擋層(未圖示),阻擋層所起到的作用之一是保護(hù)位于其下方的相變材料層。阻擋層可包括TiN、TiW等合適的導(dǎo)電材料。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中,阻擋層為TiN。接著,在阻擋層上形成光刻膠(未圖示),然后通過(guò)具有相變層13'的曝光圖形的掩膜版M3'進(jìn)行曝光,使阻擋層上方在對(duì)應(yīng)底部電極11'的位置覆蓋有光刻膠掩模。再以光刻膠掩模為掩模,進(jìn)行選擇性刻蝕,去除未被光刻膠覆蓋的阻擋層、相變材料層,在底部電極11'上形成相變層13'。其中,進(jìn)行選擇性刻蝕的方法有多種,如干法刻蝕、濕法刻蝕或兩者結(jié)合。然后去除光刻膠。如圖12所示,在所述第二介質(zhì)層302上形成覆蓋過(guò)所述相變層13上表面的第三介質(zhì)層303',在所述第三介質(zhì)層303'中形成底部至少暴露第二接觸孔22'的溝槽230'和暴露所述相變層13'上表面的通孔140'。所述溝槽230'的寬度至少大于第二接觸孔22'的徑寬,所述通孔140'的寬度小于所述相變層的寬度。一般情況下,溝槽230'的寬度會(huì)遠(yuǎn)大于第二接觸孔22'的徑寬。所述溝槽230'和通孔140'的寬度由掩膜版M4'上的曝光圖形的尺寸決定。所述第三介質(zhì)層303'的材質(zhì)可為氧化物層或氮化物層。所述氧化物層可包括氧化硅(SiO2)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、原硅酸四乙酯(TEOS)、未摻雜的硅酸鹽玻璃(USG)、旋涂玻璃(SOG)、高密度等離子體(HDP)或旋涂介電質(zhì)(SOD)。氮化物層可包括氮化硅(氮化硅Si3N4)或氧氮化硅(SiON)。在本實(shí)施例中,所述第三介質(zhì)層303'可以為氧化硅,所述氧化硅可以以正硅酸乙酯(PETEOS)為硅源,通過(guò)等離子體氣相沉積工藝沉積,所述沉積進(jìn)行至覆蓋過(guò)所述相變層13'。沉積好第三介質(zhì)層303'后對(duì)第三介質(zhì)層303'進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨磨平所述第三介質(zhì)層303'的上表面。然后在第三介質(zhì)層303'上形成光刻膠(未圖示),然后通過(guò)具有溝槽230'和通孔140'的曝光圖形的掩膜版M4'進(jìn)行曝光,使光刻膠形成具有溝槽230'和通孔140'的曝光圖形的光刻膠掩模。以光刻膠掩模為掩模,對(duì)第三介質(zhì)層303'進(jìn)行選擇性刻蝕,刻蝕至暴露出第二接觸孔22'和部分所述相變層13',從而形成溝槽230'和通孔140'。然后去除光刻膠。進(jìn)行選擇性刻蝕的方法有多種,如干法刻蝕、濕法刻蝕或兩者結(jié)合。如圖13所示,在如圖12所示的通孔140'與溝槽230'中填充入導(dǎo)電層,以形成相變存儲(chǔ)器的頂部電極14'和金屬層23'。形成導(dǎo)電層的方法為沉積導(dǎo)電材料,直至溝槽230'和通孔140'被所述導(dǎo)電材料填滿。在沉積所述導(dǎo)電材料之前,可在溝槽230'和通孔140'的側(cè)壁及底部上沉積一層擴(kuò)散阻擋層(未圖示),如TiN,以防止后續(xù)沉積在通孔中的導(dǎo)電材料擴(kuò)散至介電層中。接著,對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨,直至第三介質(zhì)層303'露出,即形成好了相變存儲(chǔ)器的頂部電極14',以及外圍電路中晶體管的金屬層23'。至此,在半導(dǎo)體襯底上形成好了縮小底部電極11'與相變層13'構(gòu)成的歐姆接觸的接觸面積的相變存儲(chǔ)器,所述相變存儲(chǔ)器中還包括外圍驅(qū)動(dòng)電路的晶體管20'。如前所述,現(xiàn)有工藝包括:1)制作好相變存儲(chǔ)器的底部電極的上電極部;2)形成相變層;3)制作外圍電路的晶體管的第二接觸孔的通孔;4)制作第二接觸孔通孔上方的金屬互連槽;5)填充導(dǎo)電材料到第二接觸孔的通孔和金屬互連槽以形成外圍電路的金屬互連。本實(shí)施例提供的制作工藝包括:1)同時(shí)形成上電極部112的通孔和第二接觸孔的通孔;2)一起填充導(dǎo)電材料到上電極部112的通孔和第二接觸孔的通孔內(nèi);3)形成相變層;4)形成第二接觸孔上方的溝槽;5)填充導(dǎo)電材料于其中以完成金屬互連。兩者比較起來(lái),本實(shí)施例中提供的方案中,由于是先填充好第二接觸孔中的導(dǎo)電材料,形成相變層,再形成其上方的金屬互連槽,再單獨(dú)對(duì)金屬互連槽進(jìn)行填充。這樣的方式能確保第二接觸孔中填充的導(dǎo)電材料不會(huì)出現(xiàn)填充空洞,從而確保第二接觸孔處不會(huì)引起器件的不良接觸的問(wèn)題,保證了器件的有效工作。另外,本實(shí)施例提供的制作方法中,是將相變存儲(chǔ)器上的上電極部的通孔和外圍電路的第二接觸孔的通孔利用同一個(gè)掩膜版在同一次曝光中實(shí)現(xiàn)的,而現(xiàn)有技術(shù)是分別形成相變存儲(chǔ)器的上電極部,然后再形成外圍電路的第二接觸孔。兩者比較起來(lái),本實(shí)施例提供的方法省去了一次掩膜版和曝光,節(jié)省了工藝成本。以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上,然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下,都可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)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾,或修改為等同變化的等效實(shí)施例。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)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
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