[发明专利]相变化记忆体材料的低温沉积

说明书

技术领域

本发明有关相变化记忆体材料之低温沉积作用以形成微电子装置 结构，其系藉由例如化学气相沉积及原子层沉积之沉积技术。

背景技术

相变化记忆体(phase change memory；PCM)为一基于硫属化合物 (chalcogenide)材料之新颖记忆体技术，其经由一加热器进行一相变化， 且基于其电阻率而读取为“0”，或“1”，其中电阻率之改变为对应 在单元中的相变化材料为结晶型相或非晶型相。

在PCM中使用的硫属化合物材料包含一大量金属及类金属之二 元、三元及四元合金。例示包括GeSbTe、GeSbInTe、及许多其他者。 如此处所提及，可了解不具有相关联之化学计量系数或值之化合物(如 GeSbTe及GeSbInTe)的辨别系为一大略性的表示，以代表含有特定元 素之化合物的所有型式且包括所有相关联的化学计量系数及值。例如， GeSbInTe的参考包括Ge₂Sb₂Te₅，以及所有此化合物GeSbInTe的其他 化学计量形式。

PCM装置需要具有良好控制组成物的相对纯的硫属化合物材料合 金。目前制造PCM装置的方法系利用物理气相沉积以沉积硫属化合物 材料薄膜。目前产生的厚平面结构系由PVD良好供应。

因装置几何缩小，硫属化合物材料必须沉积入通孔(via)中以控制 相变(phase transition)及必要的热传送。此硫属化合物材料的实现在改 进小体积装置的可靠度上亦为有利的。

在目前技艺中主要的缺点为对传统使用的烷基(亦即Me₃Sb、 Me₂Te)或卤化物源所需要之高沉积温度的需求。此温度基本上为超过 300℃，且可能例如在500℃之层级。此高温实质超过装置整合的热预 算且可能导致硫属化合物的蒸发作用，造成产物PCM装置对其所欲的 目的为不良或甚而不能使用。

此技术仍持续寻求在PCM装置技术的改良，包括在制造技术的改 进及改良之用于形成记忆体装置结构之前驱物。

发明内容

本发明有关于在基材上沉积相变化记忆体材料的系统及方法，而 用于制造一相变化记忆体装置。

本发明在一实施态样中为有关在一基材上形成相变化记忆体材料 的方法，其包含将基材与相变化记忆体硫属化合物合金(chalcogenide alloy)之前驱物于一产生硫属化合物合金沉积于基材上的条件下接触， 其中此条件包含低于350℃的温度，且此接触步骤包含化学气相沉积或 原子层沉积。

在另一实施态样中，本发明有关在一基材上形成锗-锑-碲相变化记 忆体材料的方法，其包含将基材与相变化记忆体锗-锑-碲合金之前驱物 于一产生锗-锑-碲合金沉积于基材上的条件下接触，其中此条件包含低 于350℃的温度，且此接触步骤包含化学气相沉积或原子层沉积，且前 驱物包含至少一卤化物前驱物。

在又一实施态样中，本发明为有关一用以制造相变化记忆体装置 的系统，该记忆体装置包括在基材上之相变化记忆体材料。此系统包 括：一适于接受来自前驱物供应封装之前驱物的沉积工具，且前驱物 供应封装含有可在一产生硫属化合物合金沉积于基材上的条件下形成 一相变化记忆体硫属化合物合金之前驱物，其中此沉积工具在包含低 于350℃的温度之条件下适于化学气相沉积或原子层沉积操作。

在另一实施态样中，本发明为有关一用以制造锗-锑-碲相变化记忆 体装置的系统，该记忆体装置包括一在基材上之锗-锑-碲相变化记忆体 材料。此系统包括：一适于接受来自前驱物供应封装之前驱物的沉积 工具，且前驱物供应封装含有在一产生硫属化合物合金沉积于基材上 的条件下形成一锗-锑-碲相变化记忆体硫属化合物合金之锗、锑及碲前 驱物，其中此沉积工具在包含低于350℃的温度之条件下适于化学气相 沉积或原子层沉积操作，且至少一前驱物供应封装含有卤化物前驱物。

本发明之再一实施态样为有关依本发明形成之PCM膜；对应之装 置；碲络合物、锗络合物、碲化锗，及利用其等形成GST膜之方法； 包含用以形成PCM膜之前驱物组合之组合物；及适于耦接至沉积工具 之包含此组合物的封装前驱物，将于后文中详述。

本发明之其他态样、特征、及实施例由后续之说明及后附之权利 要求中而更显见。

具体实施方式