[发明专利]相变化记忆体

说明书

本发明揭露一种相变化记忆体。相变化记忆体包含主动元件、下电极、阻障件、加热器、第一绝缘层、上电极以及环状相变化层。下电极耦接主动元件，阻障件位于下电极上方，而加热器嵌于阻障件中。第一绝缘层覆盖加热器与阻障件，而上电极位于第一绝缘层上方。环状相变化层围绕第一绝缘层与上电极，且环状相变化层接触加热器的至少一侧面。由于加热器与环状相变化层之间的接触面积很小，因此相变化记忆体的重置电流很低。

本申请是申请日为2015年12月24日、申请号为201510990447.2、发明名称为“相变化记忆体及其制造方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是有关于一种相变化记忆体。

背景技术

电子产品(例如：手机、平板电脑以及数字相机)常具有储存数据的记忆体元件。已知记忆体元件可透过记忆体单元上的储存节点储存信息。其中，相变化记忆体利用记忆体元件的电阻状态(例如高阻值与低阻值)来储存信息。记忆体元件可具有一可在不同相态(例如：晶相与非晶相)之间转换的材料。不同相态使得记忆体单元具有不同电阻值的电阻状态，以用于表示储存数据的不同数值。

相变化记忆体单元在操作时，可施加电流使得记忆体元件的温度提升以改变材料的相态。但目前现有的相变化记忆体中的加热器与相变化材料之间的接触面积较大，使得相变化记忆体的重置电流较高。虽然可利用微影与蚀刻制程，形成顶面积较小的柱状加热器，以柱状加热器的顶面与相变化材料相互接触，但微影制程仍有其极限，且蚀刻制程的难度也高，故不易精准控制柱状加热器的特征尺寸。因此，如何能够使加热器与相变化材料之间的接触面积更小成为本技术领域的重要课题之一。

发明内容

本发明的一方面在于提供一种制造相变化记忆体的方法，包含下列步骤。形成一图案化绝缘层至一下电极与一介电层上，且图案化绝缘层具有一开口暴露下电极。形成一间隙壁于开口的侧壁，并形成一阻障墙覆盖间隙壁的侧壁与开口的底部。形成一加热墙至开口的剩余部分中，并移除部分的阻障墙与部分的加热墙，以形成一阻障件与一加热器。

在本发明的一或多个实施方式中，形成间隙壁于开口的侧壁的步骤包含：形成一罩幕层共形地覆盖图案化绝缘层以及开口的侧壁与底部，并非等向性地移除罩幕层，以自罩幕层形成间隙壁于开口的侧壁。

在本发明的一或多个实施方式中，形成阻障墙覆盖间隙壁的侧壁与开口的底部与形成加热墙至开口的剩余部分中的步骤包含：形成一阻障材料层共形的覆盖图案化绝缘层、间隙壁的上表面与侧壁、及开口的底部。形成一加热材料层覆盖阻障材料层，且部分的加热材料层填充至开口的剩余部分中。研磨阻障材料层与加热材料层，以形成阻障墙与加热墙于此开口中。

在本发明的一或多个实施方式中，制造相变化记忆体的方法还包含研磨图案化绝缘层与间隙壁，以使图案化绝缘层与间隙壁的上表面与该加热墙的上表面为共平面。

在本发明的一或多个实施方式中，移除部分的阻障墙与加热墙的步骤包含：增加图案化绝缘层的厚度以覆盖加热墙与阻障墙，并沉积一导电材料至图案化绝缘层上。移除部分的图案化绝缘层与部分的导电材料，以形成一第一绝缘层与一上电极。移除部分的阻障墙与部分的加热墙，以形成阻障件与加热器，且第一绝缘层暴露加热器的一侧面。

在本发明的一或多个实施方式中，制造相变化记忆体的方法还包含下列步骤。沉积一相变化层共形地覆盖第一绝缘层与上电极，以及非等向性移除上电极上方的相变化层，以形成环状相变化层围绕第一绝缘层与上电极。

在本发明的一或多个实施方式中，制造相变化记忆体的方法还包含下列步骤。沉积一第二绝缘层覆盖上电极与环状相变化层，并对第二绝缘层、上电极及环状相变化层进行一平坦化制程。

在本发明的一或多个实施方式中，阻障层包含氮化钽，而加热材料层包含氮化钛。