[发明专利]一种相变存储器电极结构的制备方法

权利要求书

1.一种相变存储器电极结构的制备方法，包括以下步骤： 

（1）在硅衬底上利用化学气相沉积工艺形成第一绝缘层以及位于第一绝缘层上的第二绝缘层； 

（2）利用光刻和干法刻蚀工艺刻蚀所述第一绝缘层和第二绝缘层，并自动终止于硅衬底的上表面，形成贯通第一绝缘层和第二绝缘层且底面为硅衬底上表面的圆孔状凹槽Ⅰ； 

（3）利用化学气相沉积工艺于所述凹槽Ⅰ内沉积钨材料，并使所述钨材料覆盖于第二绝缘层的上表面，然后通过化学机械抛光方法去除所述第二绝缘层上表面上的钨材料，最终钨材料与第二绝缘层上表面齐平； 

（4）利用干法回蚀工艺刻蚀填充于所述凹槽Ⅰ内的钨材料，直至填充于所述凹槽Ⅰ内的钨材料的上表面与第一绝缘层的上表面齐平，形成底部为钨材料、侧壁为第二绝缘层的圆孔状凹槽Ⅱ，而底部的钨材料则作为下电极； 

（5）利用化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺在所述凹槽Ⅱ的内表面及第二绝缘层的上表面上沉积导电薄膜层； 

（6）利用化学气相沉积工艺对凹槽Ⅱ填充，形成第三绝缘层，并使第三绝缘层材料完全覆盖于所述导电薄膜层上； 

（7）采用光学方法的终点检测系统，化学机械抛光去除第二绝缘层上表面上多余的第三绝缘层材料和导电薄膜层，并自动终止在第二绝缘层上表面，而凹槽Ⅱ内剩余的导电薄膜层作为上电极。 

2.如权利要求1所述的一种相变存储器电极结构的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述第一绝缘层的材料为SiO₂，厚度为100～300nm；所述第二绝缘层的材料为SiN或SiON，第二绝缘层的厚度为50～150nm；所述化学气相沉积工艺的生长温度为350-500℃。 

3.如权利要求1所述的一种相变存储器电极结构的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述凹槽Ⅰ的直径为50～200nm。 

4.如权利要求1所述的一种相变存储器电极结构的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述化学气相沉积工艺的生长温度为350～500℃；所述钨材料的初始填充高度为凹槽Ⅰ的深度的1.5-2.5倍；所述化学机械抛光的抛光液为酸性抛光液，其pH为2-6。 

5.如权利要求1所述的一种相变存储器电极结构的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述导电薄膜层的材料选自TiN、TiSiN和TiON，导电薄膜层的电导率为1×10³Ω^-1m^-1～1×10⁶Ω^-1m^-1，导电薄膜层的厚度为5～15nm。 

6.如权利要求1所述的一种相变存储器电极结构的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，所述的化学气相沉积工艺为高深宽比化学气相沉积工艺；所述第三绝缘层的材料为SiO₂；所述第三绝缘层的初始填充高度为凹槽Ⅱ的深度的3至6倍。 

7.如权利要求1所述的一种相变存储器电极结构的制备方法，其特征在于，步骤（7）中，所述化学机械抛光的抛光液为碱性抛光液，pH为9～11；化学机械抛光时，所述第三绝缘层和第二绝缘层抛光速率之比为30～100。 

8.如权利要求1所述的一种相变存储器电极结构的制备方法，其特征在于，步骤（7）中，进行化学机械抛光的抛光台上安装光学检测系统，抛光参数为：加载到硅片背面的压力为1.0～3.0psi；抛光盘和抛光头的转速相同，均为30～90转/分；抛光液流量为100～500毫升/分，抛光垫采用IC1000系列。 

9.如权利要求1所述的一种相变存储器电极结构的制备方法，其特征在于，所述第二绝缘层的光反射强度和第三绝缘层的光反射强度之比为1.2-1.6：1。 

10.如权利要求1所述的一种相变存储器电极结构的制备方法，其特征在于，所述第三绝缘层的光反射强度和第二绝缘层的光反射强度之比为1.2-1.6：1 。