方式的立體示意圖。在圖11中，相變化元件130嵌入第一介電層110a中，并且包覆加熱元件120a的第二部122的至少一部分。更詳細(xì)的說，加熱元件120a的第二部122具有頂面122T以及相對(duì)的兩側(cè)壁122L，相變化元件130嵌入第一介電層110a中，并圍繞接觸第二部122的頂面122T以及兩側(cè)壁122L。在某些實(shí)施方式中，相變化元件130不僅包覆第二部122的頂面122T和兩側(cè)壁122L，還包覆第二部122的末端側(cè)面122H。圖12(a)-圖12(b)繪示從圖11的方向A觀察的側(cè)視示意圖，用以說明實(shí)現(xiàn)圖11的實(shí)施方式的詳細(xì)步驟。如圖12(a)所示，在第一介電層110a上形成圖案定義層124，圖案定義層124具有開口 125，開口 125位于加熱元件120a的第二部122上方。然后，移除第一介電層110a位于開口 125區(qū)域內(nèi)的部分，讓加熱元件120a的兩側(cè)壁122L暴露出。之后，在圖12(a)繪示的結(jié)構(gòu)上方沉積相變化材料層，并進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨制程，而形成圖12(b)繪示的相變化元件130。相變化元件130嵌入第一介電層110a中并圍繞第二部122的頂面122T以及兩側(cè)壁122L。然后，在相變化元件130上形成第二電極140，而得到圖11繪示的結(jié)構(gòu)。為了附圖清晰的目的，圖11并未繪示圖案定義層124。圖案定義層124可例如為氧化硅或類似的材料所制成。
[0040]在圖11繪示的實(shí)施方式中，相變化元件130至少包覆加熱元件120a的第二部122的頂面122T以及兩側(cè)壁122L，相變化元件130接觸到頂面122T及兩側(cè)壁122L的局部部分都會(huì)發(fā)生相變化，因此相變化元件130中發(fā)生相變化的區(qū)域增加。在此實(shí)施方式中，因?yàn)橄嘧兓?30接觸兩側(cè)壁122L的區(qū)域也發(fā)生相變化，所以相較于前文圖10(a)的實(shí)施方式，圖11的相變化元件130的厚度能夠被降低。
[0041]圖13(a)繪示本發(fā)明其他實(shí)施方式的立體示意圖。在圖13(a)中，相變化元件130嵌入第一介電層110a，但是沒有包覆加熱元件120a的第二部122。具體的說，加熱元件120a的第二部122具有末端側(cè)面122H，末端側(cè)面122H實(shí)質(zhì)上垂直加熱元件120a的長(zhǎng)度方向D1，而相變化元件130接觸第二部122的末端側(cè)面122H。當(dāng)電流從第一電極106經(jīng)過加熱元件120a及相變化元件130傳導(dǎo)到第二電極140時(shí)，通過加熱元件120a的第二部122的末端側(cè)面122H對(duì)相變化元件130加熱，讓相變化元件130接觸到末端側(cè)面122H的局部發(fā)生相變化。形成圖13(a)的實(shí)施方式的詳細(xì)步驟類似于前文關(guān)于圖11、圖12(a)及圖12(b)所述的內(nèi)容。簡(jiǎn)言之，請(qǐng)參照?qǐng)D13(b)，其繪示從圖13(a)的方向B觀察的側(cè)視示意圖。在第一介電層110a上形成圖案定義層124，圖案定義層124具有開口 125，開口 125的一個(gè)邊緣位于加熱元件120a的第二部122上方，圖13(b)中以虛線繪示前文所述操作20所形成的加熱元件120a的第二部122。然后，移除開口 125區(qū)域內(nèi)的第一介電層110a和加熱元件120a的第二部122的一部分(即圖13(b)虛線所示的部分)，讓加熱元件120a的第二部122形成一個(gè)新的截面，即-末端側(cè)面122H。末端側(cè)面122H大致上對(duì)齊開口 125的一邊緣。之后，沉積相變化材料層，并進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨制程，而形成圖13(b)繪示的相變化元件130。形成相變化元件130之后，在相變化元件130上形成第二電極140，而得到圖13(a)及圖13(b)繪示的結(jié)構(gòu)。為了附圖清晰的目的，圖13(a)未繪示圖案定義層124。
[0042]本發(fā)明的另一方面是提供一種相變化記憶體，如圖13(a)及圖13(b)(或圖10(a)或圖11)所示，相變化記憶體200包含半導(dǎo)體基材100、第一電極106、加熱元件120a、相變化元件130以及第二電極140。第一電極106位于半導(dǎo)體基材100的上方，而且第一電極106具有頂面106T。加熱元件120a配置在第一電極106上，加熱元件120a包含接觸頂面106T的第一部121以及從第一部121橫向延伸出頂面106T的第二部122。相變化元件130接觸加熱元件120a的第二部122，相變化元件130在半導(dǎo)體基材100上的投影與第一電極106在半導(dǎo)體基材100上的投影不重疊。第二電極140配置在相變化元件130上，并且第二電極140在半導(dǎo)體基材100上的投影與第一電極106在半導(dǎo)體基材100上的投影不重疊。此外，請(qǐng)參照?qǐng)D13 (a)，加熱元件120a的長(zhǎng)度方向D1不平行相變化元件130的長(zhǎng)度方向D3。
[0043]雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制造相變化記憶體的方法，其特征在于，包含以下操作: 在一半導(dǎo)體基材上形成一垂直互連結(jié)構(gòu)以及一第一電極，其中該第一電極位于為該垂直互連結(jié)構(gòu)上，且該第一電極具有一暴露的頂面； 形成一加熱元件于該第一電極上，其中該加熱元件包含接觸該頂面的第一部以及從該第一部橫向延伸出該頂面外的第二部； 形成一相變化元件接觸該加熱元件的該第二部，其中該相變化元件在該半導(dǎo)體基材上的投影與該第一電極在該半導(dǎo)體基材上的投影不重疊；以及 形成一第二電極于該相變化元件上，且該第二電極在該半導(dǎo)體基材上的投影與該第一電極在該半導(dǎo)體基材上的投影不重疊。2.如權(quán)利要求1所述的制造相變化記憶體的方法，其中該半導(dǎo)體基材包含一柵極、一源極區(qū)和一漏極區(qū)，該源極區(qū)和該漏極區(qū)分別位于該柵極的相對(duì)兩側(cè)，其中該加熱元件的一長(zhǎng)度方向與該柵極的一長(zhǎng)度方向形成小于80度的一夾角。3.如權(quán)利要求2所述的制造相變化記憶體的方法，其特征在于，該柵極的該長(zhǎng)度方向平行該加熱元件的該長(zhǎng)度方向。4.如權(quán)利要求1所述的制造相變化記憶體的方法，其特征在于，形成該加熱元件于該第一電極上的操作包含: 形成一第一介電層于該第一電極上方，該第一介電層具有至少一開口露出該第一電極，其中該開口從該第一電極的該頂面延伸到該頂面之外，以定義該加熱元件的該第一部和該第二部的上視輪廓； 沉積一加熱材料層填充該開口并覆蓋該第一介電層；以及 移除該加熱材料層位于該第一介電層上方的部分，而形成嵌設(shè)在該開口中的該加熱元件。5.如權(quán)利要求4所述的制造相變化記憶體的方法，其特征在于，該開口的一寬度小于該第一電極的一寬度，且該開口的一長(zhǎng)度大于或等于該第一電極的一長(zhǎng)度的百分之五十，該開口的該長(zhǎng)度小于該第一電極的該長(zhǎng)度的三倍。6.如權(quán)利要求1所述的制造相變化記憶體的方法，其特征在于，該加熱元件的該第二部具有一頂面，且該相變化元件的一底面接觸該第二部的該頂面。7.如權(quán)利要求1所述的制造相變化記憶體的方法，其特征在于，該加熱元件的該第二部具有一頂面以及相對(duì)的兩側(cè)壁，且該相變化元件圍繞并接觸該第二部的該頂面以及該兩側(cè)壁。8.如權(quán)利要求1所述的制造相變化記憶體的方法，其特征在于，該加熱元件具有一長(zhǎng)度方向，且該加熱元件的該第二部具有一末端側(cè)面，該末端側(cè)面垂直該加熱元件的該長(zhǎng)度方向，其中該相變化元件接觸該第二部的該末端側(cè)面。9.如權(quán)利要求1所述的制造相變化記憶體的方法，其特征在于，該第二電極的一上視輪廓相同于該相變化元件的一上視輪廓。10.一種相變化記憶體，其特征在于，包含: 一半導(dǎo)體基材； 一第一電極，位于該半導(dǎo)體基材的上方，且該第一電極具有一頂面； 一加熱元件，配置在該第一電極上，其中該加熱元件包含接觸該頂面的一第一部以及從該第一部橫向延伸出該頂面的一第二部； 一相變化元件，接觸該加熱元件的該第二部，其中該相變化元件在該半導(dǎo)體基材上的投影與該第一電極在該半導(dǎo)體基材上的投影不重疊；以及 一第二電極，配置在該相變化元件上，且該第二電極在該半導(dǎo)體基材上的投影與該第一電極在該半導(dǎo)體基材上的投影不重疊； 其中該加熱元件的一長(zhǎng)度方向不平行該相變化元件的一長(zhǎng)度方向。
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種相變化記憶體及其制造方法。制造相變化記憶體的方法包含：(i)在半導(dǎo)體基材上形成垂直互連結(jié)構(gòu)及第一電極，第一電極位于為垂直互連結(jié)構(gòu)上，且第一電極具有暴露的頂面；(ii)形成加熱元件于第一電極上，加熱元件包含接觸頂面的第一部以及從第一部橫向延伸出頂面外的第二部；(iii)形成相變化元件接觸加熱元件的第二部，相變化元件在半導(dǎo)體基材上的投影與第一電極在半導(dǎo)體基材上的投影不重疊；以及(iv)形成第二電極于相變化元件上，且第二電極在半導(dǎo)體基材上的投影與第一電極在半導(dǎo)體基材上的投影不重疊。在此揭露的相變化記憶體具有很高的布局設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)彈性。
【IPC分類】H01L27/24, H01L45/00
【公開號(hào)】CN105405971
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510883879
【發(fā)明人】陶義方, 吳孝哲, 王博文
【申請(qǐng)人】寧波時(shí)代全芯科技有限公司, 英屬維京群島商時(shí)代全芯科技有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日