[发明专利]包括含相变材料的板载非易失性存储器的芯片

说明书

本公开涉及包括含相变材料的板载非易失性存储器的芯片。电子芯片包括由相变材料和晶体管制成的存储单元。第一和第二通孔从晶体管穿过中间绝缘层延伸到相同高度。包括与第一通孔接触的第一互连迹线的第一金属层级位于中间绝缘层之上。用于加热相变材料的加热元件位于第二通孔上，并且相变材料位于加热元件上。包括第二互连迹线的第二金属层级位于相变材料上方。第三通孔从相变材料延伸到第二互连迹线。

优先权声明

本申请要求于2017年11月9日提交的法国专利申请第1760543 号的优先权，在法律允许的最大限度内其内容通过引证全部引入本 文。

技术领域

本公开涉及电子芯片，并且具体地，涉及包括含相变材料的非 易失性存储器的芯片以及制造这种芯片的方法。

背景技术

包括含相变材料的板载(onboard)非易失性存储器的芯片同时 包括逻辑电路和相变材料存储单元。存储单元和电路的各种晶体管 通过通孔电连接至位于电绝缘层中的互连迹线。

每个存储单元均包括相变材料和用于加热相变材料的电阻元 件。电阻加热元件能够使相变材料从结晶状态转变为非晶状态来用 于存储单元的编程，并且能够从非晶状态转变为结晶状态以擦除存 储单元。加热元件通常位于相变材料下方，并且位于连接至存储晶 体管之一的一个端子的通孔上。

通过已知方法获得的包括含相变材料的板载非易失性存储器的 芯片具有各种缺点。具体地，希望降低尤其是由于通孔的电阻而引 起的访问晶体管的电阻。

发明内容

一个实施例克服了上述缺点中的全部或部分。

因此，一个实施例提供了一种制造电子芯片的方法，该电子芯 片包含存储单元和晶体管，该存储单元包括相变材料，该方法包括： a)形成晶体管以及从所述晶体管的端子延伸并到达相同高度的第一 和第二通孔；b)形成第一金属层级，第一金属层级包括与第一通孔 接触的第一互连迹线；c)针对每个存储单元，形成用于在一个第二 通孔上加热相变材料的元件；d)在加热元件上形成每个存储单元的 相变材料；以及e)形成第二金属层级，第二金属层级包括第二互连 迹线并位于相变材料上方，并且形成从相变材料延伸到第二互连迹 线的第三通孔。

根据一个实施例，该方法包括：在步骤b)和步骤c)之间，在 第一互连迹线上沉积保护层。

根据一个实施例，保护层由氮化硅制成。

根据一个实施例，该方法包括在步骤c)中：c1)沉积由覆盖第 二通孔的热绝缘体制成的第一层；c2)蚀刻第一层中通向第二通孔 的顶部层级的部分，然后抵靠第一层的剩余部分的侧面形成第一间 隔件，同时确定每个第二通孔的顶部被一个第一间隔件部分覆盖且 部分暴露；c3)形成由未来加热元件的材料制成的第二共形层；c4) 形成覆盖第二层的抵靠每个第一间隔件定位的部分的第二间隔件， 然后去除第二层的暴露部分；c5)抵靠每个第二间隔件形成第三间 隔件；c6)部分地将结构向下蚀刻到第二通孔的顶部的层级，以个 别处理均由第二层的一部分形成的加热元件；以及c7)用第三保护 层覆盖该结构。

根据一个实施例，该方法包括在步骤c)中：c8)在步骤c2)中 蚀刻且在步骤c5)中曝光的部分中沉积热绝缘体，直到第一层的上 部层级；c9)在步骤c5)中蚀刻且在步骤c6)之后空白的部分中沉 积热绝缘体，直至第一层的上部层级；以及c10)去除该结构位于加热元件顶部层级上方的部分。

根据一个实施例，在步骤c6)中，在间隔件宽度方向上延伸的 带留在适当位置，所述带包括间隔件的部分之间的加热元件，所述 带的宽度小于30nm。

根据一个实施例，该方法包括：在步骤c1)之前，沉积蚀刻阶 梯层。

根据一个实施例，每个热绝缘体均由氧化硅或碳氧化硅制成， 并且所述间隔件和第三层由氮化硅或碳氮化硅制成。