[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，来改变存储器的存储状态的值，具体地，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4。首先，请参考图1，提供半导体衬底100，在所述半导体衬底100上形成第一介质层101，所述第一介质层101内形成第一底部电极102和导电插塞103，所述第一底部电极102和导电插塞103与所述第一介质层101齐平。所述半导体衬底100内还形成有晶体管，所述晶体管用于驱动后续形成的相变层，所述导电插塞103作为所述晶体管的互连结构的一部分，用于与后续形成的互连线电连接。

然后，仍然参考图1，在所述第一介质层101上形成第二介质层104，所述第二介质层104内形成有与所述第二介质层104齐平的第二底部电极105，所述第二底部电极105位于所述第一底部电极102上，所述第二底部电极105与所述第一底部电极102构成底部电极。

接着，请参考图2，在所述第二介质层104上方形成第三介质层107。然后，刻蚀所述第三介质层107和第二介质层104，在所述第三介质层107和第二介质层104内形成沟槽，所述沟槽露出下方的导电插塞103。然后，在所述沟槽内沉积金属层，形成互连线106，所述互连线与下方的导电插塞103电连接，两者构成晶体管的互连结构。

接着，请参考图3，刻蚀所述第三介质层107，在所述第三介质层107内形成开口，所述开口露出下方的第二底部电极105。

然后，请参考图4，在所述开口内填充相变材料，形成相变层108。

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，现有方法制作相变存储器的良率较低。

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，提高了相变存储器的良率。

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，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有层间介质层，所述层间介质层内形成有互连结构和底部电极，所述互连结构与所述层间介质层齐平，所述底部电极上方覆盖有部分所述层间介质层；

在所述层间介质层上方形成保护层；

在所述保护层和层间介质层内形成露出所述底部电极的开口；

利用等离子体刻蚀工艺，对所述开口的侧壁和底部进行清洁步骤；

在开口内形成相变层；

去除所述层间介质层表面的保护层。

可选地，所述保护层的厚度范围为30～500埃。

可选地，所述保护层的材质为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化钽、氧化铝、氧化铪、氧化锆或氧化钨。

可选地，所述保护层的制作方法为化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。

可选地，所述等离子体刻蚀工艺采用的离子为惰性气体的离子、含氮离子或惰性气体的离子与含氮离子的混合。

可选地，所述惰性气体的离子为氩离子、氦离子中的一种或两种；所述含氮离子为氮离子、铵离子中的一种或两种。

可选地，所述等离子体刻蚀的功率范围为100～1000W。

可选地，所述层间介质层的材质为氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：