[发明专利]一种1D1R超导电极材料结构的相变存储器的制备方法

说明书

本发明公开了一种1D1R超导电极材料结构的相变存储器的制备方法，采用超导材料铌作为电极材料制备相变存储器。本发明的技术方案，使得电极材料层、加热电极层、第一电极以及第二电极均采用超导材料制备，使得相变存储器的电极材料在临界温度时电极材料可以实现无损耗地传输电能，减小相变存储器的工作电流，进而有效降低相变材料的低阻态阻值，加大高低阻态的的差异，使相变材料在非晶态和晶态的变化更为显著，提高了存储效率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种1D1R超导电极材料结构的相变存储器的制备方法

背景技术

相变存储器(PCM)是新一代的存储器中最为成熟的存储技术，相变存储器是一种非易失性存储设备，存储容量大，耐久性更强，读写速度快，因此，相变存储器在逐渐取代现有的存储器市场。随着集成电路技术不断进步，集成密度以及存储性能的要求越来越高。超导材料是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。由于超导材料的超导性能，可以大大减小电信号的损耗。

但是由于现有的超导材料需要在一定的超导条件下才能实现超导性能，存在较大的运用限制，同时，现有的相变存储器中没有采用超导材料提高存储性能的方案。因此，如何将超导材料与相变存储器进行结合，得到性能更佳的相变存储器，越来越得到技术开发人员的重视。

发明内容

针对现有技术中半导体制造领域存在的上述问题，现提供一种1D1R超导电极材料结构的相变存储器的制备方法。

具体技术方案如下：

一种1D1R超导电极材料结构的相变存储器的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：提供一单晶硅晶圆作为衬底，并于所述衬底上依次沉积一第一绝缘层和一电极材料层，以形成一存储器胚体，所述电极材料层采用超导电极材料形成；

步骤S2：在所述存储器胚体上沉积一结晶材料生长辅助层；

步骤S3：采用曝光刻蚀从所述存储器胚体的最顶层刻蚀至所述绝缘层，以在所述存储器胚体的内部形成一第一凹槽；

步骤S4：在所述第一凹槽的上表面至所述存储器胚体的上表面沉积一铝材料层；

步骤S5：在所述铝材料层上表面依次沉积一相变材料层和一加热电极层，所述加热电极层采用所述超导电极材料形成；

步骤S6：在所述存储器胚体的上表面沉积绝缘材料并填满所述第一凹槽以形成一第二绝缘层，随后对所述存储器胚体表面进行抛光；

步骤S7：在所述存储器胚体的侧边进行刻蚀，刻蚀至所述电极材料层，以得到第二凹槽，在所述第二凹槽内沉积所述绝缘材料以形成一第三绝缘层，随后对所述存储器胚体进行抛光；

步骤S8：对所述存储器胚体相对于所述第三绝缘层的另一侧边进行刻蚀直至所述加热电极层，以形成一第一电极槽；对所述第三绝缘层进行刻蚀直至所述电极材料层为止，以形成一第二电极槽，

步骤S9：在所述第一电极槽和第二电极槽内沉积超导电极材料，以形成第一电极和第二电极，并对所述存储器胚体进行抛光，从而得到实时相变存储器。

优选的，所述步骤S1中，所述衬底上预制有功能区域和多个选通管，所述功能区域包括：CMOS电路区域、双极型晶体管电路区域、二极管电路区域。

优选的，所述超导电极材料为铌材料。

优选的，采用物理气相沉积法进行沉积。

优选的，所述步骤S2中，采用物理气相沉积法或化学气相沉积法或原子层沉积法进行沉积。

优选的，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第三绝缘层分别由二氧化硅和/或氮化硅形成。