[发明专利]一种包含双氧化剂的GST化学机械抛光液及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及化学机械抛光领域，特别是涉及一种可有效应用于相变材料GST的双氧化剂化学机械抛光液及其制备方法和用途。

背景技术

相变存储器因具有高速读取、高可擦写次数、非易失性、元件尺寸小、功耗低、抗强震动和抗辐射等优点，而被国际半导体行业协会认为最有可能取代目前的闪存存储器而成为未来存储器主流产品和最先成为商用产品的器件。

相变存储器技术的基本原理是以硫系化合物为存储介质，利用电能(热量)使材料在晶态(低阻)与非晶态(高阻)之间相互转换实现信息的写入与擦除，信息的读出则靠测量电阻的变化实现。典型的相变材料是硫族化合物合金薄膜，最成熟的材料是GeSbTe合金。存储单元包括由电介质材料定义的细孔，相变材料沉积在细孔中，相变材料在细孔的一端上连接电极。电极接触使电流通过该通道产生焦耳热对该单元进行编程，或者读取该单元的电阻状态。

目前，在构建相变存储单元时，通行的做法是：先通过磁控溅射的方法沉积相变材料在由电介质材料定义的细孔中，然后通过反应离子刻蚀(RIE)或者化学机械抛光(CMP)的方法，将细空上方的相变材料进行去除。相比于RIE而言，CMP因具有表面低损伤和能实现全局平坦化的优点，受到了许多研究人员和半导体公司的亲睐。

为满足制备纳电子相变存储器中CMP工艺的需求，需要可控的无损伤地对相变材料进行去除，同时抛光之后应保持其相变性能不改变，合金成分的比例保持不变，并且具有高的抛光速率和低的粗糙度，不影响下一步工艺的进行。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双氧化剂的GST化学机械抛光液，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种双氧化剂的GST化学机械抛光液，其原料按重量份计，包括如下组分：

所述双氧化剂化学机械抛光液的pH值的范围为2-6。

优选的，所述双氧化剂的GST化学机械抛光液，其原料按重量份计，包括如下组分：

所述双氧化剂化学机械抛光液的pH值的范围为2-6，优选为3-5。

本领域技术人员可根据实际情况，加入适量pH调节剂，以达到所需pH值。

优选的，所述pH调节剂选自氨水、羟乙基乙二氨水溶液、硝酸水溶液和盐酸水溶液中的一种或多种的组合。

优选的，所述抛光颗粒为二氧化硅溶胶。

更优选的，所述二氧化硅溶胶的溶剂为水，固含量为25-35％，颗粒的粒径为80-120nm。

优选的，所述氧化剂A选自铁氰化钾、高锰酸钾、高碘酸和双氧水中的一种或多种的组合。

更优选的，所述双氧水的优选浓度约为25-35wt％。

优选的，所述氧化剂B选自具有氧化性的盐。

更优选的，所述氧化剂B选自硝酸钠，铬酸钠，钼酸钠，亚硝酸钠等中的一种或多种的组合。

优选的，所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。

更优选的，所述阴离子型表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(Sodium Alcohol Ether Sulphate，AES)、聚丙烯酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯中的一种或多种的组合。

更优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)的平均分子量为357-412，所述聚丙烯酸钠的平均分子量为900-25000，所述脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的平均分子量为850-52000。

优选的，所述水性介质优选为水，更优选为去离子水。

本发明第二方面提供所述双氧化剂的GST化学机械抛光液的制备方法，包括如下步骤：

1)按配方，将氧化剂A和氧化剂B加入水性介质中，充分搅拌；

2)按配方，在步骤1所得混合物中加入表面活性剂，充分搅拌后，使用pH调节剂将混合液的pH调至所需范围；

3)按配方，在步骤2所得混合物中加入抛光磨料，充分搅拌后即得所述相变材料GST的双氧化剂化学机械抛光液。

本发明第三方面提供所述相变材料GST的双氧化剂化学机械抛光液在相变材料抛光领域的用途。