一種平面相變存儲器存儲單元的結構及其制備方法
【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構及其制備方法，克服了現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，并省去了制備加熱電極的步驟。這種結構制備過程中無需采用成本極高的金屬有機物化學氣相淀積技術或原子層淀積技術來生長相變材料，只需一般的物理氣相淀積技術就能達到良好的性能。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構及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導體器件結構及其制備技術，尤其涉及一種平面相變存儲器存儲單元的結構及其制備方法。
【背景技術】
[0002]相變存儲器是一種新興的非易失性存儲器技術，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)進行快速的轉化從而實現數據的存儲。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，一般采取的結構如圖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。這種立體結構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，這種設備昂貴，一些老的制造工廠沒有該設備。而且這種立體結構相比CMOS邏輯工藝基礎上增加了 3-10個掩膜(mask)，這大大增加了生產成本。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所示的這種結構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