[发明专利]相变存储器的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及相变存储器的制作方法。

背景技术

相变存储器(Phase Change Random Access Memory，PCRAM)技术是基于S.R.Ovshinsky在20世纪60年代末提出相变薄膜可以应用于相变存储介质的构想建立起来的。作为一种新兴的非易失性存储技术，相变存储器在读写速度、读写次数、数据保持时间、单元面积、多值实现等诸多方面对快闪存储器都具有较大的优越性，已成为目前非易失性存储器技术研究的焦点。

在相变存储器中，可以通过对记录了数据的相变层进行热处理，来改变存储器的值。构成相变层的相变材料会由于所施加电流的加热效果而进入结晶状态或非晶状态。当相变层处于结晶状态时，PCRAM的电阻较低，此时存储器赋值为“0”。当相变层处于非晶状态时，PCRAM的电阻较高，此时存储器赋值为“1”。因此，PCRAM是利用当相变层处于结晶状态或非晶状态时的电阻差异来写入/读取数据的非易失性存储器。

现有的相变存储器的制作方法请参考图1～图6。首先，参考图1，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100内形成有晶体管，用于驱动后续形成的相变层。所述半导体衬底100上形成有层间介质层，所述层间介质层内形成有底部电极102。具体地，所述层间介质层为多层结构，分别包括：第一介质层101，所述第一介质层101与所述底部电极102齐平；覆盖所述第一介质层101和底部电极102的第一氧化硅层103；覆盖所述第一氧化硅层103的第一氮化硅层104；覆盖所述第一氮化硅层104的第二氧化硅层105。

然后，参考图2，在所述第二氧化硅层105上形成光刻胶层108，所述光刻胶层108内形成有开口，所述开口的位置与底部电极102的位置对应。

接着，仍然参考图2，沿所述开口刻蚀所述第二氧化硅层105，直至露出所述第一氮化硅层104，在所述第二氧化硅层105内形成开口，所述开口位于所述底部电极102上方。

然后，参考图3，去除所述光刻胶层108(图2)。在所述第二氧化硅层105上方形成成第二氮化硅层106。所述第二氮化硅层106至少覆盖位于所述第二氧化硅层105内的开口的侧壁和底部。

接着，请参考图4，进行刻蚀工艺，去除所述第二氧化硅层105内的开口侧壁以外的其他第二氮化硅层106；以所述位于第二氧化硅层105的开口侧壁的第二氮化硅层106为掩膜，刻蚀下方的第一氮化硅层104和第一氧化层103，在所述第一氮化硅层104和第一氧化层103内形成接触孔，所述接触孔露出下方的底部电极102。

最后，请参考图5，在所述半导体衬底100上形成相变层107，所述相变层107填充满所述接触孔，位于所述接触孔以外的相变层作为顶部电极，所述顶部电极通过接触孔内的相变层与底部电极102电连接。

在公开号为CN101728492A的中国专利申请中可以发现更多关于现有的相变存储器的信息。

在实际中发现，现有技术制作的相变存储器的功耗大。

发明内容

本发明解决的问题是提供了一种相变存储器的制作方法，所述方法提高了相变存储器的良率，提高了相变存储器工作的可靠性。

为解决上述问题，本发明提供了一种相变存储器的制作方法，所述方法包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有层间介质层，所述层间介质层内形成有底部电极；

在所述层间介质层表面形成引导层，所述引导层内形成有引导层开口，所述引导层开口的位置与所述底部电极的位置对应；

在所述引导层表面及部分引导层开口内形成掩膜层，所述引导层开口内的所述掩膜层之间具有间隙，所述间隙露出下方的层间介质层，所述间隙的宽度范围为10～50纳米；

以所述掩膜层为掩膜，沿所述间隙刻蚀所述层间介质层，在所述层间介质层内形成接触孔，所述接触孔露出下方的底部电极；

去除所述掩膜层和所述引导层；

在所述层间介质层表面形成相变层，位于所述接触孔以外的相变层作为顶部电极。

可选地，所述掩膜层由聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯共聚制作。

可选地，所述掩膜层的制作方法包括：