形成了SiCN薄膜的膜等。碳 氟化合物以氟（F)和碳（C)為主要成分。碳氟化合物也可以使用具有非晶體(非結(jié)晶性）構(gòu) 造的物質(zhì)。介電層410還可以使用例如摻碳氧化硅（SiOC)等多孔質(zhì)構(gòu)造。
[0031] 繼續(xù)參照圖4B，介電層410中形成有凹槽402,該凹槽402用于填充相變材料層。 凹槽402例如是采用本領(lǐng)域中常用的光刻工藝形成的。在一個實施例中，填充在凹槽402 中的相變材料層可以作為相變存儲器單元的相變插塞。后文將會對該實施例進(jìn)行描述。
[0032] 此外，在形成相變存儲器單元的實施例中，介電層410中可以形成底部電極401。 并且，凹槽402暴露底部電極401。凹槽402優(yōu)選地與底部電極401對準(zhǔn)。底部電極401由 介電層410包圍以便于周圍器件隔離開。實際上，半導(dǎo)體襯底400中還可能形成有導(dǎo)電插 銷，例如鎢插銷，該導(dǎo)電插銷用于與底部電極401電連接。作為示例，底部電極401的材料 可以是Si或摻雜多晶硅。形成圖4B中所述的結(jié)構(gòu)的方法可以包括：首先在介電層410中 定義出底部電極圖案的開口，然后將底部電極材料填充到開口中，以形成底部電極401 ;接 著，在介電層410和底部電極401中定義出凹槽402,定義凹槽402時去除了底部電極401 的頂部，凹槽402位于底部電極401的正上方。
[0033] 執(zhí)行步驟S330 :在凹槽內(nèi)和介電層上形成相變材料層，相變材料層填滿凹槽。
[0034] 如圖4C所示，可以采用現(xiàn)有工藝形成該相變材料層403。由鍺（Ge)-銻（Sb)-碲 (Te)構(gòu)成的硫系化合物Ge2Sb2Te5 (GST)，可以迅速實現(xiàn)晶態(tài)和非晶態(tài)之間的可逆相變，成為 目前相變存儲器中最常用的相變材料。
[0035] 執(zhí)行步驟S340 :在相變材料層上形成保護(hù)層。
[0036] 如圖4D所示，在相變材料層403上形成保護(hù)層404。保護(hù)層404覆蓋相變材料層 403,在隨后的化學(xué)機(jī)械拋光過程中，保護(hù)層404可以避免凹槽內(nèi)的相變材料層403被拔出。 作為示例，保護(hù)層404的厚度可以為50A-200A。保護(hù)層404的厚度在該范圍內(nèi)即可以起 到良好的保護(hù)作用，又能夠避免延長工藝時間。
[0037] 優(yōu)選地，保護(hù)層404的拋光速率小于相變材料層403的拋光速率。在化學(xué)機(jī)械拋 光的起始時間段內(nèi)，具體地，在拋光至圖4D中所示的面A-A之前，由于形成的保護(hù)層404本 身的表面上會存在微小的起伏（圖中未不出），該微小的起伏一方面是由于保護(hù)層404的沉 積工藝所導(dǎo)致的，另一方面也繼承了相變材料層403表面上的粗糙度。此處所指的微小起 伏不包括由于凹槽402所導(dǎo)致的保護(hù)層404表面的較大的凹陷405。在該起始時間段內(nèi)拋 光主要針對保護(hù)層404表面的微小起伏的尖端?；诩舛颂幍牟牧蠈酉鄬τ谄教固幍牟牧?層具有較大的拋光速率這一特性，并選用拋光速率較小的材料作為保護(hù)層404,可以在化學(xué) 機(jī)械拋光的起始時間段內(nèi)時圖4D所示的器件表面迅速平坦。
[0038] 此外，優(yōu)選地，保護(hù)層404的結(jié)合力優(yōu)選地大于相變材料層403的結(jié)合力。該結(jié)合 力是指晶體中粒子之間存在的相互作用力。當(dāng)拋光至面A-A以下且未達(dá)到面B-B過程中， 凹陷405內(nèi)的保護(hù)層可以對相變材料層403中的晶粒起到束縛作用。并且，由于此時正在 拋光的表面已經(jīng)相對平坦，因此可以降低凹槽402內(nèi)的相變材料層403被拔出的風(fēng)險。
[0039] 優(yōu)選地，保護(hù)層404可以為TiN、TaN、Ti、Ta中的一種或多種。上述材料不但具有 較低的拋光速率，而且還具有較大的結(jié)合力。
[0040] 執(zhí)行步驟S350 :執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝，去除保護(hù)層和凹槽以外的相變材料層。
[0041] 如圖4E所示，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，去除保護(hù)層404和凹槽402以外的相變材料層 403。在該方法用于形成相變存儲器單元的相變插塞的實施例中，該步驟完成后即完成相變 插塞406的制作。其中，相變插塞406的下方還形成有底部電極401，該底部電極401與相 變插塞406電連接。
[0042] 進(jìn)一步,該方法還包括形成頂部電極的步驟,如圖4F所示,在相變插塞406的正上 方形成頂部電極407,頂部電極407與相變插塞406電連接。作為示例，頂部電極407的制 作方法可以包括：首先，在圖4E所示的器件上形成介電層420 (參見圖4F);然后，在介電層 420中定義位于相變插塞406正上方且暴露相變插塞406開口；最后，在開口內(nèi)填充頂部電 極材料，以形成頂部電極407。作為示例，頂部電極407的材料可以為Si或摻雜多晶硅。
[0043] 綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的制作半導(dǎo)體器件的方法，在相變材料層403的上面形成 保護(hù)層404。該保護(hù)層404在化學(xué)機(jī)械拋光過程中覆蓋相變材料層403,可以保護(hù)相變材料 層403,避免在拋光過程中將相變材料層403完全拔出。
[0044] 本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施例只是用于 舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(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)利要求書及其等效范圍所界定。
【主權(quán)項】
1. 一種半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述方法包括： 提供半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底上形成介電層，在所述介電層中形成有凹槽； 在所述凹槽內(nèi)和所述介電層上形成相變材料層，所述相變材料層填滿所述凹槽； 在所述相變材料層上形成保護(hù)層；以及 執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝，去除所述保護(hù)層和所述凹槽以外的相變材料層。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層的拋光速率小于所述相變材料 層的拋光速率。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層的結(jié)合力大于所述相變材料層 的結(jié)合力。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層包括TiN、TaN、Ti、Ta中的一種 或多種。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層的厚度為50A-200A。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于形成用于相變存儲器的相變 插塞。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述介電層中還形成有底部電極，所述底部 電極位于所述相變插塞的下方且與所述相變插塞電連接。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述相變插塞的正上方 形成與所述相變插塞電連接的頂部電極。
9. 一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件是采用權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法形成 的。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件及其制作方法。所述方法包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介電層，在所述介電層中形成有凹槽；在所述凹槽內(nèi)和所述介電層上形成相變材料層，所述相變材料層填滿所述凹槽；在所述相變材料層上形成保護(hù)層；以及執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝，去除所述保護(hù)層和所述凹槽以外的相變材料層。根據(jù)本發(fā)明的制作半導(dǎo)體器件的方法，在相變材料層的上面形成保護(hù)層。該保護(hù)層在化學(xué)機(jī)械拋光過程中覆蓋相變材料層，可以保護(hù)相變材料層，避免在拋光過程中將相變材料層完全拔出。
【IPC分類】H01L45-00
【公開號】CN104716258
【申請?zhí)枴緾N201310681667
【發(fā)明人】蔣莉
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月12日