一種平面相變存儲器存儲單元的結(jié)構(gòu)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種平面相變存儲器存儲單元的結(jié)構(gòu)及其制備方法，克服了現(xiàn)有相變存儲器中相變存儲單元的與CMOS邏輯工藝兼容難題，使用物理氣相淀積技術(shù)，并省去了制備加熱電極的步驟。這種結(jié)構(gòu)制備過程中無需采用成本極高的金屬有機物化學(xué)氣相淀積技術(shù)或原子層淀積技術(shù)來生長相變材料，只需一般的物理氣相淀積技術(shù)就能達(dá)到良好的性能。并且整個制備過程中相比邏輯CMOS工藝只增加一個掩膜，大大降低了生產(chǎn)成本和制造難度。對CMOS晶體管而言沒有造成任何電路性能上的影響。
【專利說明】一種平面相變存儲器存儲單元的結(jié)構(gòu)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及其制備技術(shù)，尤其涉及一種平面相變存儲器存儲單元的結(jié)構(gòu)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相變存儲器是一種新興的非易失性存儲器技術(shù)，它是通過電脈沖使相變材料在有序的晶態(tài)(電阻低)和無序的非晶態(tài)(電阻高)進(jìn)行快速的轉(zhuǎn)化從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。相變存儲器具有非易失性，速度快，更容易縮小到較小尺寸，可靠性高等特點，很可能是閃存技術(shù)的替代者。
[0003]為了能夠使相變存儲器和邏輯工藝兼容，一般采取的結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，1-相變材料層，2-相變存儲單元的上電極或者晶體管的上連接孔,3-下連接孔,4-絕緣材料層，5_襯底，6-加熱電極，7-晶體管摻雜的源區(qū)或者漏區(qū)，8-晶體管的柵極。這種立體結(jié)構(gòu)的相變存儲單元的單元面積可以做得很小，但是對工藝要求較高，一般需采用原子層淀積(ALD)技術(shù)，這種設(shè)備昂貴，一些老的制造工廠沒有該設(shè)備。而且這種立體結(jié)構(gòu)相比CMOS邏輯工藝基礎(chǔ)上增加了 3-10個掩膜(mask)，這大大增加了生產(chǎn)成本。在用物理氣相淀積或者原子層淀積方法生長相變材料(一般主要材料是鍺、銻、碲的合成材料(Ge2Sb2Te5),多被稱為GST)時，主要遇到以下瓶頸:(I)相變材料在CMOS邏輯工藝制備過程中會發(fā)生體積收縮，會影響后道金屬互連層的連通率；(2)如圖1所示的這種結(jié)構(gòu)CMOS晶體管和沒有相變存儲器工藝前相比增加了上連接孔2和下連接孔3，對晶體管的性能有影響，特別是在高速邏輯電路中，基于純CMOS工藝的單元庫需要重新生成。
[0004]中國專利(
【發(fā)明者】亢勇, 陳邦明 申請人:上海新儲集成電路有限公司