[发明专利]一种嵌入式相变化存储器阵列及制造方法

摘要

本发明公开一种嵌入式相变化存储器阵列，在P型半导体衬底的晶体管源极上的钨插塞上设置金属层，而晶体管汲极上的钨插塞上形成第一凹槽及第二凹槽，第二凹槽位于第一凹槽的底部；钨插塞端面之上依次形成第一侧墙、第二侧墙及第三侧墙，第二侧墙位于第一侧墙上，第三侧墙位于第二侧墙上，且延伸深入第二凹槽中；第一侧墙、第二侧墙及第三侧墙围成一空腔，空腔填满相变化存储器材料；相变化存储器材料上形成金属层。本发明还公开所述嵌入式相变化存储器阵列的制造方法。该制造方法工艺简单，且由该方法形成嵌入式相变化存储器阵列，有效降低转换相变化存储器单元状态所需要的电流。

主权项

一种嵌入式相变化存储器阵列制造方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，在P型半导体衬底上制作晶体管形成硅晶片，通过隔离槽将晶体管隔离，隔离槽中填满绝缘层，并在晶体管的源极与汲极上设置钨插塞，源极与汲极上的钨插塞通过栅氧化层隔离；步骤二，在钨插塞、绝缘层及栅氧化层上依次沉积缓冲层和介质层，在介质层上沉积一层光阻层，并在光阻层上对应晶体管汲极位置打开相变化存储器区域；步骤三，依次将相变化存储器区域的介质层和缓冲层蚀刻，使钨插塞暴露；步骤四，沉积一层氮化物，填满相变化存储器区域并覆盖在介质层上；步骤五，执行蚀刻，在相变化存储器区域侧壁形成“斜坡状”第一侧墙，且在钨插塞上形成第一凹槽；步骤六，沉积一层氮化物，填满相变化存储器区域及第一凹槽；步骤七，执行蚀刻，在第一侧墙上形成“斜坡状”第二侧墙，且在钨插塞第一凹槽上形成第二凹槽；步骤八，采用氩气溅镀，将在氩气清洗中被氩离子撞击产生的氮化物和介质层堆积形成第三侧墙，第三侧墙位于第二侧墙上；步骤九，沉积一层相变化存储器材料，填满变化存储器区域，与钨插塞接触；步骤十，研磨相变化存储器材料，使相变化存储器材料与介质层齐平；在相变化存储器材料上沉积一层低温氮化物，并在低温氮化物上沉积一层绝缘层；步骤十一，将对应相变化存储器材料位置的绝缘层蚀刻，同时，将对应晶体管源极位置的绝缘层蚀刻，使低温氮化物暴露，形成金属层区域及金属层接触窗区域；步骤十二，依次将对应晶体管源极位置的低温氮化物及介质层蚀刻，使缓冲层暴露，形成金属层接触窗区域；步骤十三，将对应晶体管源极位置的缓冲层蚀刻，同时，将对应相变化存储器材料位置的氮化物蚀刻；步骤十四，沉积一层金属层，将对应晶体管源极位置的金属层接触窗区域及对应相变化存储器材料位置的金属层区域填满；步骤十五，沉积金属层后，形成源极接触槽、汲极接触槽及隔离槽；步骤十六，在隔离槽之上，逻辑闸跨越数个汲极接触槽形成字线，字线呈横向走势；步骤十七，在源极接触槽中形成源极接触区，而在汲极接触槽中形成汲极接触区；步骤十八，在字线之上形成位元线，位元线将数个汲极接触区连接，且呈纵向走势；步骤十九，在位元线之上形成共用源极线，共用源极线将数个源极接触区连接，且呈横向走势。