本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種相變存儲器及其制造方法和電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

相變存儲器(phasechangerandomaccessmemory，pcram)是近年來興起的一種非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器，可以制作在硅晶片襯底上，其關(guān)鍵材料是可記錄的相變薄膜、加熱電極材料、絕熱材料和引出電極材料等，其基本原理是利用電脈沖信號作用于器件單元上，使相變材料在非晶態(tài)與多晶態(tài)之間發(fā)生可逆相變，通過分辨非晶態(tài)時的高阻與多晶態(tài)時的低阻，實(shí)現(xiàn)信息的寫入、擦除和讀出操作。與傳統(tǒng)的存儲器相比，它具有存儲單元尺寸小、高讀寫速度、高可擦寫次數(shù)、非易失性、低功耗、循環(huán)壽命長、優(yōu)異的抗強(qiáng)震動和抗輻射性能等優(yōu)點(diǎn)?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，相變存儲器不僅能夠取代現(xiàn)有的存儲器，而且還在普通存儲器達(dá)不到的一些領(lǐng)域(諸如航天技術(shù)和軍事等領(lǐng)域)產(chǎn)生新的應(yīng)用，被國際半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會認(rèn)為最有可能取代目前的閃存存儲器而成為未來存儲器主流產(chǎn)品和最先成為商用產(chǎn)品的器件。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的相變存儲器單元的剖視圖。如圖1所示，相變存儲器單元100包括底部電極101、相變插塞102和頂部電極103。底部電極101、相變插塞102和頂部電極103由介電層104包圍以與周圍器件隔離。相變插塞102由相變材料(例如ge-sb-te相變材料)形成。不同強(qiáng)度的電流流經(jīng)相變插塞102，通過電流流過相變插塞102所產(chǎn)生的熱效應(yīng)將相變材料由晶態(tài)(set態(tài))轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)(reset態(tài))，即可以對相變材料進(jìn)行復(fù)位(reset)操作。具體地，一個較低的電流經(jīng)底部電極101對相變插塞102加熱，使相變插塞102的相變材料的溫度超過其相變溫度，相變插塞102的相變材料逐漸結(jié)晶并呈現(xiàn)低阻態(tài),這種狀態(tài)轉(zhuǎn)變稱為“置位”(set)操作，當(dāng)相變插塞102處于結(jié)晶狀態(tài)時，該相變存儲器單元的的電阻較低，此時該相變存儲器單元的賦值為“0”；反之，需要大到足以融化相變材料的電流流經(jīng)該相變存儲器單元，而此電流作用時間很短， 相變材料在快速冷卻的過程中，從熔化態(tài)變?yōu)榉蔷B(tài)，使得相變材料呈現(xiàn)高阻態(tài)，這種狀態(tài)轉(zhuǎn)變稱為“復(fù)位”(reset)操作，此時該相變存儲器單元的電阻較高，該相變存儲器單元的賦值為“1”。也就是說，相變存儲器是利用相變層處于結(jié)晶狀態(tài)(低阻態(tài))或非晶狀態(tài)(高阻態(tài))時的電阻差異來寫入/讀取數(shù)據(jù)的非揮發(fā)性存儲器。

在相變存儲器中，頂部電極的性能會直接影響相變存儲器的性能。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于相變存儲器的頂部電極直接接觸相變層表面，頂部電極與相變層之間的元素?cái)U(kuò)散，會降低相變層的表面粘附力，甚至?xí)鹣嘧儗觾?nèi)部相的分離現(xiàn)象，例如產(chǎn)生新的相ti-te，進(jìn)而有可能導(dǎo)致相變層與頂部電極之間剝離，降低相變存儲器的讀寫速率以及可靠性，嚴(yán)重影響所形成相變存儲器的良率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種相變存儲器及其制造方法和電子設(shè)備，能夠阻止頂部電極與相變層之間的元素?cái)U(kuò)散，避免相變層內(nèi)部相的分離現(xiàn)象，同時抑制頂部電極與相變層的剝離，使所形成的相變存儲器的性能改善。

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種相變存儲器的制造方法，包括：

提供一半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底的表面上形成有相變層；

在所述相變層的表面上依次形成第一頂部電極層和第二頂部電極層，且所述第一頂部電極層中氮濃度大于所述第二頂部電極層中的氮濃度，所述第一頂部電極層中的電極金屬的濃度小于所述第二頂部電極層中的電極金屬的濃度。

進(jìn)一步的，所述第一頂部電極層的電極金屬材料與所述第二頂部電極層的電極金屬材料相同。

進(jìn)一步的，所述第一頂部電極層的電極金屬材料與所述第二頂部電極層的電極金屬材料不同。

進(jìn)一步的，所述第一頂部電極層中的電極金屬為mn、ta、ti、w、ni、al、co、pt或cu，所述第二頂部電極層中的電極金屬為mn、ta、ti、w、ni、al、co、pt或cu。

進(jìn)一步的，所述第一頂部電極層的厚度小于所述第二頂部電極層的厚度。

進(jìn)一步的，所述第一頂部電極層的厚度為所述第二頂部電極層的厚度為

進(jìn)一步的，形成所述第一頂部電極層的方法為物理氣相沉積工藝(pvd)、化學(xué)氣相沉積工藝(cvd)或原子層氣相沉積工藝(ald)；形成所述第二頂部電極層的方法為物理氣相沉積工藝(pvd)、化學(xué)氣相沉積工藝(cvd)或原子層氣相沉積工藝(ald)。

進(jìn)一步的，形成所述第一頂部電極層時通入的氬氣和氮?dú)獾牧髁勘刃∮谛纬伤龅诙敳侩姌O層時通入的氬氣和氮?dú)獾牧髁勘取?/p>

進(jìn)一步的，形成所述第一頂部電極層時通入的氬氣和氮?dú)獾牧髁勘葹?:3～1.6:1；形成所述第二頂部電極層時通入的氬氣和氮?dú)獾牧髁勘葹?:1.6～3:1。

進(jìn)一步的，形成所述第一頂部電極層的工藝溫度為20℃～500℃，形成所述第二頂部電極層的工藝溫度為20℃～300℃。

進(jìn)一步的，所述相變層的材料包含ge、sb、te中的至少一種。

進(jìn)一步的，提供所述半導(dǎo)體襯底的步驟包括：

提供一基底，在所述基底表面形成隔離介質(zhì)層；

在所述隔離介質(zhì)層中形成貫穿所述隔離介質(zhì)層的導(dǎo)電插塞；

在所述隔離介質(zhì)層表面上形成與所述導(dǎo)電插塞電接觸的底部電極。

進(jìn)一步的，所述底部電極包括依次形成在所述導(dǎo)電插塞頂部上的第一底部電極層和第二底部電極層，且所述第二底部電極層中氮濃度大于所述第一底部電極層中的氮濃度，所述第二底部電極層中的電極金屬的濃度小于所述第一底部電極層中的電極金屬的濃度。

進(jìn)一步的，形成所述第二底部電極層時通入的氬氣和氮?dú)獾牧髁勘刃∮谛纬伤龅谝坏撞侩姌O層時通入的氬氣和氮?dú)獾牧髁勘取?/p>

進(jìn)一步的，所述第二底部電極層的厚度小于所述第一底部電極層的厚度。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體襯底的表面上形成有相變層的步驟包括：

在所述隔離介質(zhì)層表面上形成包圍所述底部電極的層間介質(zhì)層；

在所述層間介質(zhì)層中形成于所述底部電極對準(zhǔn)的溝槽；

在所述溝槽中形成所述相變層，且所述相變層與所述底部電極電接觸。

本發(fā)明還提供一種相變存儲器，包括：

半導(dǎo)體襯底；

相變層；形成在所述半導(dǎo)體襯底的表面上；

第一頂部電極層形成在所述相變層的表面上；

第二頂部電極層形成在所述第一頂部電極層表面上，且所述第一頂部電極層中氮濃度大于所述第二頂部電極層中的氮濃度，所述第一頂部電極層中的電極金屬的濃度小于所述第二頂部電極層中的電極金屬的濃度。

進(jìn)一步的，所述第一頂部電極層的電極金屬材料與所述第二頂部電極層的電極金屬材料相同。

進(jìn)一步的，所述第一頂部電極層的電極金屬材料與所述第二頂部電極層的電極金屬材料不同。

進(jìn)一步的，所述第一頂部電極層中的電極金屬為mn、ta、ti、w、ni、al、co、pt或cu，所述第二頂部電極層中的電極金屬為mn、ta、ti、w、ni、al、co、pt或cu。

進(jìn)一步的，所述第一頂部電極層的厚度小于所述第二頂部電極層的厚度。

進(jìn)一步的，所述第一頂部電極層的厚度為所述第二頂部電極層的厚度為

進(jìn)一步的，所述相變層的材料包含ge、sb、te中的至少一種。

進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體襯底包括：

基底；

隔離介質(zhì)層，形成在所述基底表面上；

導(dǎo)電插塞，形成在所述隔離介質(zhì)層中并貫穿所述隔離介質(zhì)層；

底部電極，形成在所述隔離介質(zhì)層表面上并與所述導(dǎo)電插塞電接觸。

進(jìn)一步的，所述底部電極包括依次形成在所述導(dǎo)電插塞頂部上的第一底部電極層和第二底部電極層，且所述第二底部電極層中氮濃度大于所述第一底部電極層中的氮濃度，所述第二底部電極層中的電極金屬的濃度小于所述第一底部電極層中的電極金屬的濃度。

進(jìn)一步的，所述第二底部電極層的厚度小于所述第一底部電極層的厚度。

本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括上述之一的相變存儲器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的相變存儲器及其制造方法和電子設(shè)備，在相變層頂部形成了一層氮濃度較大的第一頂部電極層以及一層電極金屬濃度較大的第二頂部電極層，通過第一頂部電極層中富含的氮來抑制電極金屬原子或離子向相變層中擴(kuò)散，避免相變層內(nèi)部相的分離并抑制與相變層的剝離，同時 第二頂部電極層中富含的自由電極金屬原子或金屬離子，能夠提高導(dǎo)電能力，減少功耗，且第一頂部電極層和第二頂部電極層的高低的含氮量能夠調(diào)整對膜厚給相變層帶來的膜壓分布，進(jìn)一步抑制相變層的剝離。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的相變存儲器單元的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的相變存儲器的制造方法流程圖；

圖3a至3c是本發(fā)明具體實(shí)施例的相變存儲器的制造方法中的器件結(jié)構(gòu)剖視示意圖；

圖4是本發(fā)明具體實(shí)施例的相變存儲器的制造方法中的器件結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明，這里參照示例性實(shí)施例(以及中間結(jié)構(gòu))的剖面結(jié)構(gòu)示意圖示來描述示例性實(shí)施例。為了使得實(shí)施例應(yīng)用于實(shí)踐，形狀和尺寸的變化相對于附圖中所示的實(shí)施例可以預(yù)期。這些變化對于給定制造方法是正常的或可以來自于本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的設(shè)計(jì)變化。因而，示例性實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制所示的區(qū)域的特定形狀，而可以包括例如由于制造引起的形狀上的偏差。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)域的長度和尺寸可以被夸大。在本公開中，附圖標(biāo)記直接對應(yīng)于本發(fā)明的各種附圖和實(shí)施例中的相同標(biāo)記的部分。應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開中的“上”和“之上”的含義應(yīng)當(dāng)以最寬泛的方式來解釋，使得“上”不僅表示“直接在某物上”，還表示在某物上且其間有中間特征或?qū)拥囊馑?。還應(yīng)注意到，在本說明書中，“連接/接觸”不僅表示一個部件與另一個部件直接耦接，而且還表示一個部件經(jīng)由中間部件與另一個部件間接耦接的意思。另外，只要未被特意提及，單數(shù)形式可以包括復(fù)數(shù)形式。

請參考圖2，本發(fā)明提出一種相變存儲器的制造方法，包括：

s1，提供一半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底的表面上形成有相變層；

s2，在所述相變層的表面上依次形成第一頂部電極層和第二頂部電極層，且所述第一頂部電極層中氮濃度大于所述第二頂部電極層中的氮濃度，所述第 一頂部電極層中的電極金屬的濃度小于所述第二頂部電極層中的電極金屬的濃度。

請參考圖2和圖3a、圖3b，步驟s1的具體過程如下：

s101，提供一基底，在所述基底表面形成隔離介質(zhì)層。具體地，請參考圖3a，首先，提供半導(dǎo)體基底300。該半導(dǎo)體基底300可以是硅、絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi)、絕緣體上層疊鍺化硅(s-sigeoi)、絕緣體上鍺化硅(sigeoi)以及絕緣體上鍺(geoi)中的至少一種。半導(dǎo)體基底300中可以形成有用于隔離有源區(qū)的淺溝槽隔離(sti)等，淺溝槽隔離可以由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氟摻雜玻璃和/或其他現(xiàn)有的低介電材料形成。當(dāng)然，半導(dǎo)體基底300中還可以形成有其它器件，例如晶體管、二極管、三極管等等。為了圖示簡潔，在這里僅用方框來表示半導(dǎo)體基底300。接著，在半導(dǎo)體基底300上形成隔離介質(zhì)層301。隔離介質(zhì)層301可為氧化硅層，包括利用熱化學(xué)氣相沉積(thermalcvd)制造工藝或高密度等離子體(hdp)制造工藝形成的有摻雜或未摻雜的氧化硅的材料層，例如未經(jīng)摻雜的硅玻璃(usg)、磷硅玻璃(psg)或硼磷硅玻璃(bpsg)。此外，隔離介質(zhì)層301也可以是摻雜硼或摻雜磷的自旋涂布式玻璃(spin-on-glass，sog)、摻雜磷的四乙氧基硅烷(pteos)或摻雜硼的四乙氧基硅烷(bteos)。此外，隔離介質(zhì)層301的材料還可以包括例如碳氟化合物(cf)、摻碳氧化硅(sioc)、或碳氮化硅(sicn)等。或者，也可以上述膜層中的多種形成的堆疊結(jié)構(gòu)，例如碳氟化合物(cf)膜上再形成一層sicn薄膜的膜等。碳氟化合物以氟(f)和碳(c)為主要成分，可以使用具有非晶體(非結(jié)晶性)構(gòu)造的物質(zhì)。

s102，在所述隔離介質(zhì)層中形成貫穿所述隔離介質(zhì)層的導(dǎo)電插塞。請繼續(xù)參考圖3a，具體地，首先，光刻并刻蝕所述隔離介質(zhì)層301，刻蝕停止在半導(dǎo)體基底300頂部表面，形成通孔；接著在所述通孔中填充導(dǎo)電金屬，并化學(xué)機(jī)械平坦化以去除隔離介質(zhì)層301頂部多余的導(dǎo)電金屬，同時暴露出導(dǎo)電金屬頂部表面，從而形成貫穿所述隔離介質(zhì)層301的導(dǎo)電插塞302。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述隔離介質(zhì)層301內(nèi)可以形成有任意數(shù)量的導(dǎo)電插塞302，后續(xù)同步地在所述導(dǎo)電插塞302表面形成底部電極303，并在所述底部電極303表面形成與所述導(dǎo)電插塞302交叉的相變層。在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體基底300表面還形成有用于驅(qū)動相變存儲器單元的驅(qū)動元件，例如二極管或晶體管(未示出)，所述 導(dǎo)電插塞302形成在所述驅(qū)動元件表面，與所述驅(qū)動元件電連接，驅(qū)動元件為相變存儲器單元提供合適的驅(qū)動電流。

s103，在所述隔離介質(zhì)層表面上形成與所述導(dǎo)電插塞電接觸的底部電極?？梢圆捎弥苯映练e底部電極層并刻蝕的方法來形成底部電極，具體地請繼續(xù)參考圖3a，首先，可以用化學(xué)氣相沉積法、原子層沉積法或者濺射沉積法在隔離介質(zhì)層301上形成一定厚度的底部電極金屬層，然后可以刻蝕底部電極金屬層，形成電接觸導(dǎo)電插塞302的底部電極。還可以采用溝槽刻蝕的方法形成底部電極，具體地，在所述隔離介質(zhì)層301表面形成層間介質(zhì)層304a，刻蝕部分層間介質(zhì)層304a以形成底部電極填充溝槽，該底部電極填充溝槽可以暴露出導(dǎo)電插塞302與隔離介質(zhì)層301齊平的全部表面，甚至部分隔離介質(zhì)層301頂部表面，然后，采用化學(xué)氣相沉積法、原子層沉積法或者濺射沉積法在所述溝槽中填充電極金屬材料，以形成底部電極。此外，請參考圖4，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，為了增強(qiáng)底部電極303與相變層305之間的粘附性，可以在導(dǎo)電插塞302頂部依次形成兩層底部電極層：第一底部電極層303a和第二底部電極層303b，且所述第二底部電極層303b中氮濃度大于所述第一底部電極層303a中的氮濃度，所述第二底部電極層303b中的電極金屬的濃度小于所述第一底部電極層303a中的電極金屬的濃度，例如第一底部電極層303a和第二底部電極層303b均為tin層，但第一底部電極層303a為富ti層，ti濃度較高，第二底部電極層303b為富n層，n濃度較高。第一底部電極層303a和第二底部電極層303b形成時通入n2、ar混合氣體作為載氣體，且n2、ar混合氣體的總流量不變，但形成所述第二底部電極層303b時通入的氬氣和氮?dú)獾牧髁勘刃∮谛纬傻谝坏撞侩姌O層303a和時通入的氬氣和氮?dú)獾牧髁勘龋纾盒纬傻诙撞侩姌O層303b時通入的氬氣和氮?dú)獾牧髁勘葹?:3～1.6:1；形成第一底部電極層303a時通入的氬氣和氮?dú)獾牧髁勘葹?.6:1～3:1，沉積溫度為20℃～500℃，壓力為1托～40托。底部電極中的電極金屬為mn、ta、ti、w、ni、al、co、pt或cu。

s104，在所述隔離介質(zhì)層表面上形成包圍所述底部電極的層間介質(zhì)層。請參考圖3b，當(dāng)?shù)撞侩姌O303周圍未被層間介質(zhì)層包圍時，可以在隔離介質(zhì)層301表面上沉積層間介質(zhì)層304a，以包圍并保護(hù)底部電極303，而圖中的層間介質(zhì)層304b與層間介質(zhì)層304a是一體沉積的，層間介質(zhì)層304b的頂部表面是被平坦化處理的，以用于后續(xù)相變層的形成。當(dāng)?shù)撞侩姌O303周圍已有層間介質(zhì)層 304a，且層間介質(zhì)層304a的頂部與底部電極303頂部齊平并暴露底部電極303頂部表面時，僅需要另外沉積一層新的層間介質(zhì)層，即層間介質(zhì)層304b，以用于后續(xù)相變層的形成。層間介質(zhì)層304b與層間介質(zhì)層304a的形成工藝在此不再贅述。層間介質(zhì)層304b與層間介質(zhì)層304a可以是相同材質(zhì)，也可以是不同材質(zhì)，可為氮化硅、氮氧化硅、氧化硅或者一些低k介質(zhì)，例如有摻雜或未摻雜的氧化硅、未經(jīng)摻雜的硅玻璃(usg)、磷硅玻璃(psg)或硼磷硅玻璃(bpsg)、摻雜硼或摻雜磷的自旋涂布式玻璃(spin-on-glass，sog)、摻雜磷的四乙氧基硅烷(pteos)或摻雜硼的四乙氧基硅烷(bteos)、碳氟化合物(cf)、摻碳氧化硅(sioc)或碳氮化硅(sicn)。

s105，在所述層間介質(zhì)層中形成于所述底部電極對準(zhǔn)的溝槽。具體地，請參考圖3b，采用干法刻蝕方法或者濕法刻蝕方法刻蝕層間介質(zhì)層304b，形成對準(zhǔn)底部電極303的溝槽。采用化學(xué)干法刻蝕法時，刻蝕氣體為cf4和o2混合氣體，流量比為1:1～3：1；采用濕法刻蝕法時，采用的溶液為稀氫氟酸，濃度為1％～10％。

s106，在所述溝槽中形成所述相變層，且所述相變層與所述底部電極電接觸。具體地，如果底部電極包括上述的第一底部電極層303a和第二底部電極層303b，請參考圖4，則所述溝槽未填充前暴露出第二底部電極層303b頂部，此時直接采用濺射法、蒸發(fā)法、化學(xué)氣相沉積法、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法、低壓化學(xué)氣相沉積法、金屬化合物氣相沉積法、分子束外延法、原子氣相沉積法和原子層沉積法中任一種，在溝槽中填充相變材料，形成相變層305，由于第二底部電極層303b中富含n(例如是富n的tin)，因此能夠防止底部電極氧化二發(fā)生斷路的問題，同時又能夠增強(qiáng)與后續(xù)沉積的相變材料的耦合能力，從而提高器件性能。如果底部電極303為普通的電極，例如硅、w、ti或摻雜多晶硅等，請參考圖3b，則在溝槽中填充相變材料之前，需要先在溝槽內(nèi)形成導(dǎo)電的且與底部電極303導(dǎo)通的粘合層(未圖示)，粘合層的材料為ti/tin、ta/tan或ti/tisi等過渡金屬或過渡金屬與其化合物所形成的復(fù)合層，以增強(qiáng)底部電極303與相變層305的粘附性，防止相變層305剝離而發(fā)生斷路。此外，在溝槽中填充相變材料的方法可以是沉積工藝，例如化學(xué)氣相沉積法、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法、低壓化學(xué)氣相沉積法、金屬化合物氣相沉積法、分子束外延法、原子氣相沉積法和原子層沉積法中的任意一種，相變層305包含ge、sb、te中 的至少一種，例如鍺-銻-碲(gst)材料的相變硫?qū)倩锖辖?例如ge2sb2te5、ge2sb2te7、ge1sb2te4、ge1sb4te7等的ge-sb-te材料)、ge-te、in-se、sb-te、ge-sb、ga-sb、in-sb、as-te、al-te、ge-sb-te、te-ge-as、in-sb-te、te-sn-se、ge-se-ga、bi-se-sb、ga-se-te、sn-sb-te、in-sb-ge、te-ge-sb-s、te-ge-sn-o、te-ge-sn-au、pd-te-ge-sn、in-se-ti-co、ge-sb-te-pd、ge-sb-te-co、sb-te-bi-se、ag-in-sb-te、ge-sb-se-te、ge-sn-sb-te、ge-te-sn-ni、ge-te-sn-pd及ge-te-sn-pt，以及各種其它相變材料。

請參考圖3c，在步驟s2中，采用濺射法、蒸發(fā)法、化學(xué)氣相沉積法、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法、低壓化學(xué)氣相沉積法、金屬化合物氣相沉積法、分子束外延法、原子氣相沉積法和原子層沉積法中的任意一種在相變層303上依次形成第一頂部電極層306和第二頂部電極層307。其中，第一頂部電極層306的電極金屬材料可以與第二頂部電極層307的電極金屬材料相同或不同，例如第一頂部電極層306中含有的電極金屬可以為mn、ta、ti、w、ni、al、co、pt或cu，第二頂部電極層307中含有的電極金屬可以為mn、ta、ti、w、ni、al、co、pt或cu。無論第一頂部電極層306和第二頂部電極層307采用何種電極金屬，都需要保證第一頂部電極層306中氮(n)濃度大于第二頂部電極層307中的氮濃度，第一頂部電極層306中的電極金屬的濃度小于第二頂部電極層307中的電極金屬的濃度，即第一頂部電極層306為富n層。具體地，以第一頂部電極層306和第二頂部電極層307均為tin層為例，形成第一頂部電極層306和第二頂部電極層307時，可以保持通入的ar、n2混合載氣的總流量不變，但是形成第一頂部電極層306時的ar/n2氣體流量比相對于形成第二頂部電極層307時的小，由此形成n、ti含量不同的兩層頂部電極層：富n的第一頂部電極306和富ti的第二頂部電極層307。具體地，采用原子氣相沉積法制備tin第一頂部電極層306，工藝參數(shù)包括：ar/n2的氣體流量比例為1:3～1.6:1，工作功率為300w～500w，沉積溫度為20℃～500℃，沉積厚度為采用原子氣相沉積法制備tin第二頂部電極層307，工藝參數(shù)包括：ar/n2的氣體流量比例為1:1.6～3:1，工作功率為300w～500w，沉積溫度為20℃～300℃，沉積厚度為由于含n量越高，tin的膜壓越大。因此，優(yōu)選的，第一頂部電極層306的厚度小于所述第二頂部電極層307的厚度，以此使得靠近相變層305的頂部膜壓由下往上減小，從而調(diào)整對兩層頂部電極膜厚給相變層帶 來的膜壓分布，避免“頭重腳輕”的膜壓造成的相變層與頂部電極的剝離，可以進(jìn)一步抑制相變層的剝離。

在一個實(shí)施例中，制備第一頂部電極層306的工藝參數(shù)包括：ar/n2的氣體流量比例1:1，工作功率為400w，沉積溫度為25℃，沉積厚度為制備第二頂部電極層307的工藝參數(shù)包括：ar/n2的氣體流量比例為2:1，工作功率為400w，沉積溫度為100℃，沉積厚度為或

在一個實(shí)施例中，制備第一頂部電極層306的工藝參數(shù)包括：ar/n2的氣體流量比例1:1.6，工作功率為400w，沉積溫度為100℃，沉積厚度為制備第二頂部電極層307的工藝參數(shù)包括：ar/n2的氣體流量比例為1:1.3，工作功率為400w，沉積溫度為150℃，沉積厚度為

在一個實(shí)施例中，制備第一頂部電極層306的工藝參數(shù)包括：ar/n2的氣體流量比例1:1.3，工作功率為400w，沉積溫度為200℃，沉積厚度為制備第二頂部電極層307的工藝參數(shù)包括：ar/n2的氣體流量比例為1.3:1，工作功率為400w，沉積溫度為200℃，沉積厚度為

在一個實(shí)施例中，制備第一頂部電極層306的工藝參數(shù)包括：ar/n2的氣體流量比例1.3:1，工作功率為400w，沉積溫度為200℃，沉積厚度為制備第二頂部電極層307的工藝參數(shù)包括：ar/n2的氣體流量比例為1.6:1，工作功率為400w，沉積溫度為300℃，沉積厚度為300

由上所述，本發(fā)明提供的相變存儲器的制造方法，在相變層頂部依次形成了一層氮濃度較大的第一頂部電極層以及一層電極金屬濃度較大的第二頂部電極層，通過第一頂部電極層中富含的氮來抑制電極金屬原子或離子向相變層中擴(kuò)散并增強(qiáng)對相變層的膜壓，避免相變層內(nèi)部相的分離并抑制與相變層的剝離，同時第二頂部電極層中富含的自由電極金屬原子或金屬離子，能夠提高導(dǎo)電能力，減少功耗，較低的含氮量能夠減小對下方膜層的膜壓，進(jìn)一步抑制相變層的剝離。

請參考圖3c，本發(fā)明還提供一種相變存儲器，包括：

半導(dǎo)體襯底；

相變層305；形成在所述半導(dǎo)體襯底的表面上；

第一頂部電極層306，形成在所述相變層305的表面上；

第二頂部電極層307，形成在所述第一頂部電極層306表面上，且所述第一 頂部電極層306中氮濃度大于所述第二頂部電極層307中的氮濃度，所述第一頂部電極層306中的電極金屬的濃度小于所述第二頂部電極層307中的電極金屬的濃度。

其中，所述第一頂部電極層306的電極金屬材料與所述第二頂部電極層307的電極金屬材料相同或不同，例如，所述第一頂部電極層306中的電極金屬為mn、ta、ti、w、ni、al、co、pt或cu，所述第二頂部電極層307中的電極金屬為mn、ta、ti、w、ni、al、co、pt或cu。

優(yōu)選地，所述第一頂部電極層306的厚度小于所述第二頂部電極層307的厚度，例如，所述第一頂部電極層的厚度為所述第二頂部電極層的厚度為

優(yōu)選地，所述相變層305的材料包含ge、sb、te中的至少一種。

本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底包括：

基底300；

隔離介質(zhì)層301，形成在所述基底300表面上；

導(dǎo)電插塞302，形成在所述隔離介質(zhì)層301中并貫穿所述隔離介質(zhì)層301；

底部電極303，形成在所述隔離介質(zhì)層301表面上并與所述導(dǎo)電插塞302接觸。

請參考圖4，在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，所述底部電極包括依次形成在所述導(dǎo)電插塞302頂部上的第一底部電極層303a和第二底部電極層303b，且所述第二底部電極層303b中氮濃度大于所述第一底部電極層303a中的氮濃度，所述第二底部電極層303b中的電極金屬的濃度小于所述第一底部電極層303a中的電極金屬的濃度。

進(jìn)一步的，所述第二底部電極層303b的厚度小于所述第一底部電極層303a的厚度。

此外，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括上述之一的相變存儲器。

由上所述，本發(fā)明提供的相變存儲器及具有該相變存儲器的電子設(shè)備，其相變層頂部依次為一層氮濃度較大的第一頂部電極層以及一層電極金屬濃度較大的第二頂部電極層，其第一頂部電極層中富含的氮可以抑制電極金屬原子或電極金屬離子向相變層中擴(kuò)散，避免相變層內(nèi)部相的分離并抑制與相變層的剝離，同時第二頂部電極層中富含的自由電極金屬原子或金屬離子，能夠提高導(dǎo) 電能力，減少功耗；且第一頂部電極層和第二頂部電極層的高低的含氮量能夠調(diào)整對膜厚給相變層帶來的膜壓分布，進(jìn)一步抑制相變層的剝離。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。