[发明专利]相变化存储器单元的形成方法

说明书

公开了一种相变化存储器单元的形成方法，包括：在具有第一介电层、第二介电层及第三介电层的第一结构上形成冠状结构；沉积第四介电层在第一结构上，第四介电层在其所覆盖的不同区域皆具有相同的厚度；移除第四介电层的一部分以形成具有第四介电层的剩余部分的第一间隙物；移除第四介电层的该部分时也移除第三介电层的一部分而形成具有第三介电层的剩余部分的第二间隙物，因而形成第二结构；在第二结构上沉积相变化层；在相变化层上沉积电极层；以及形成具有该相变化层的剩余部分的一相变化区，以及形成具有该电极层的剩余部分的一电极区。本申请的方法可以降低制造成本。

本申请是申请号为201110092410.X、申请日为2011年4月11日、发明名称为“相变化存储器单元及其形成方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种相变化存储器单元，尤其涉及一种具有冠状结构的相变化存储器单元。

背景技术

相变化存储器(phase change memory；PCM)为一种非易失性存储器，其中相变化材料的功能区的状态在结晶态(crystalline)及非晶态(amorphous)间转换，例如借由产生热能的电流来转换。而利用功能区的状态来表现存储的数据。例如，在热激发(heatexcitation)后，若功能区在结晶态，所存储的数据是在低逻辑电平(例如，“低信号”)。然而，若功能区为非晶态，所存储的数据为高逻辑电平(例如，“高信号”)。相变化存储器也称为相随机存取存储器(phase random access memory；PRAM)、相变化随机存取存储器(phase change random access memory；PCRAM)、双向通用存储器(ovonic unifiedmemory)、硫族随机存取存储器(chalcogenide random access memory；C-RAM)等。传统上，相变化随机存取存储器的制造需要利用复杂且昂贵的蚀刻技术，例如需要多于一个的图案化掩模。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点，本发明一实施例提供一种相变化存储器单元的形成方法，包括：在具有一第一介电层、一第二介电层、及一第三介电层的一第一结构上形成穿过该第三介电层及该第二介电层的一冠状结构；沉积一第四介电层在该第一结构上，使得该第四介电层覆盖该第三介电层的表面、该冠状结构的侧壁以及表面，其中该第四介电层在该第四介电层所覆盖的不同区域皆具有相同的厚度；移除该第四介电层的一部分，以形成具有该第四介电层的剩余部分的一第一间隙物；移除该第四介电层的该部分时也移除该第三介电层的一部分，而形成具有该第三介电层的剩余部分的一第二间隙物，因而形成一第二结构；在该第二结构上沉积一相变化层；在该相变化层上沉积一电极层；以及利用一化学机械研磨工艺移除部分的该相变化层及该电极层，以形成具有该相变化层的剩余部分的一相变化区，以及形成具有该电极层的剩余部分的一电极区。

本发明另一实施例提供一种相变化存储器单元，包括：一第一接触插塞；一相变化区在该第一接触插塞上且与其接触；一电极区；以及一第二接触插塞在该电极区上且与其接触；其中该相变化区围绕该电极区；该电极区具有与该相变化区接触的一第一表面，以及与该第二插塞接触的一第二表面；该第二表面面积大于该第一表面面积。

本发明又一实施例提供一种相变化存储器单元的形成方法，包括：在一基板上形成一冠状结构；在该冠状结构中形成一第一间隙物在一第二间隙物上；该第一间隙物及该第二间隙物定义一第一开口；该第一间隙物具有一第一间隙物开口大于该第二间隙物的一第二间隙物该口；在该第一开口中形成一相变化区，因此定义一第二开口；在该第二开口中形成一电极区；其中该相变化区的形成以及该电极区的形成是借由下列步骤的其中一种所形成：在该第一开口上沉积一相变化层；在该相变化层上沉积一电极层；以及借由第一化学机械研磨工艺移除部分该相变化层及该电极层，以形成具有该相变化层的剩余部分的该相变化区，以及形成具有该电极层的剩余部分的该电极区；或在该第一开口上沉积该相变化层；借由一第二化学机械研磨工艺移除该相变化层的一部分，以形成该相变化区；在该相变化区上沉积该电极层，而后借由一第三化学机械研磨工艺移除该电极层的一部分，以形成该电极区。