[发明专利]硫属化物膜的形成方法以及记录元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过溅射形成硫属化物膜的方法，更详细地说，涉及可以形 成适用于相变存储器等可非挥发工作的高集成度存储器的记录层、内部无空 隙、裂纹等缺陷，致密且具有化学计量组成的硫属化物膜的通过溅射形成硫 属化物膜的方法。

此外，本发明涉及包括上述硫属化物膜的形成方法的记录元件的制造方 法，特别是涉及电阻变化型记录元件的制造方法。

本申请基于2007年1月25日在日本申请的日本特愿2007-15059号主 张优先权，将其内容合并于此。

背景技术

近些年在携带用电话机、携带用信息终端等携带用设备中，处理图像数 据等大量信息的需求提高，对于搭载在这些携带用设备中的存储元件，对高 速、低功耗、大容量且小型的非挥发性存储器的要求也提高。其中，利用硫 属化合物的根据晶态而电阻值变化的电阻变化型非挥发性存储器(电阻变化 型存储元件)，作为高集成化且可非挥发工作的存储器受到关注(例如参照 专利文献1等)。

此电阻变化型非挥发性存储器由于通过用两个电极夹持构成记录层的 硫属化物膜的单纯的结构、在室温下也可以维持稳定的记录状态，所以为超 过10年也可充分保持存储的优异的存储器。

专利文献1：日本特开2004-348906号公报

然而，现有的电阻变化型非挥发性存储器中，若为了高集成化，单纯地 将元件尺寸微细化，则与邻接的元件的间隔极其窄，例如若为了使一个元件 的记录层相变，对其上下的电极施加规定电压，则存在来自其下部电极的放 热有可能对邻接的元件产生不良影响的问题。

因此考虑，在基板上成膜热导率低的绝缘层，在该绝缘层形成小直径的 孔，向该孔埋入硫属化合物，由此分离元件的结构，但在该结构中，难以将 硫属化合物紧密地埋入孔内，结果难以得到致密的硫属化物膜。

此外，因为硫属化合物含有挥发性硫属元素，在成膜过程中挥发性硫属 元素的一部分挥发，结果得到的硫属化物膜的组成偏离化学计量组成，所以 难以在维持化学计量组成的状态下形成硫属化物膜。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供可以形成内部 无空隙、裂纹等缺陷，致密且具有化学计量组成的硫属化物膜的通过溅射形 成硫属化物膜的方法。

本发明的进一步目的在于，提供应用上述硫属化物膜的形成方法的记录 元件的制造方法。

本发明人对通过溅射形成硫属化物膜的方法进行深入研究结果发现，在 绝缘层的接触孔内通过溅射形成硫属化物膜时，使用与硫属化物膜同一组成 的靶，该靶的直径为T(m)、该靶与所述基板之间的距离为L(m)时， 若使所述距离与所述靶的直径的比L/T为0.5～1.5，则可以形成内部无空隙、 裂纹等缺陷，致密且具有化学计量组成的硫属化物膜，至此完成了本发明。

本发明提供硫属化物膜的形成方法，在形成在基板上的绝缘层的接触孔 内形成硫属化物膜，该方法包括：准备与所述硫属化物膜同一组成的靶的步 骤；所述靶的直径为T(m)、所述靶与所述基板之间的距离为L(m)时， 将所述距离L与所述靶的直径T的比L/T设定为0.5～1.5的步骤；通过对 所述基板施加偏置功率，对所述靶施加溅射功率的溅射工序，在所述接触孔 内形成硫属化物膜的步骤。

另外，本发明提供记录元件的制造方法，该方法为含有硫属化物膜的记 录元件的制造方法，该方法包括：在基板上形成具有上部扩径的接触孔的绝 缘层的步骤；在所述接触孔内形成第一电极的步骤；准备与所述硫属化物膜 同一组成的靶的步骤；所述靶的直径为T(m)、所述靶与所述基板之间的 距离为L(m)时，将所述距离L与所述靶的直径T的比L/T设定为0.5～ 1.5的步骤；通过对所述基板施加偏置功率，对所述靶施加溅射功率的溅射 工序，在所述第一电极上形成构成记录层的硫属化物膜的步骤；在所述硫属 化物膜上形成第二电极的步骤。

上述硫属化物膜的形成方法和记录元件的制造方法中，所述基板的表面 积为S_s(cm²)、其偏置功率为P_s(W)、所述靶的表面积为S_t(cm²)、其 溅射功率为P_t(W)时，所述基板的功率密度Ds与所述靶的功率密度Dt 的比Ds/Dt优选满足下式(1)：