[发明专利]硫属化物膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及硫属化物膜及其制造方法，更详细地说，涉及适用于相变存 储器等可非挥发工作的高集成度存储器的记录层、在内部不易产生空隙或裂 纹等缺陷的硫属化物膜及其制造方法。

本申请基于2007年10月2日在日本申请的日本特愿2007-258563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。因此，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具有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，即使在室温下也可以维持稳定的记录状态。因此 为超过10年也可充分保持存储的优异的存储器。

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。

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(称作接触孔)，向该接触孔埋入硫属化合物，由此分离元件的结构。该 结构以往是将硫属化合物通过溅射埋入接触孔内的方法实现的。

专利文献1：日本特开2004-348906号公报

然而，如上所述，在通过溅射将硫属化合物埋入接触孔内的方法中，通 过溅射成膜的特性上，若相对于接触孔的直径、孔的深度为2倍左右以上， 则硫属化合物不能完全掩埋接触孔，而存在在中心部分残存空隙的问题。如 果埋入接触孔的硫属化合物产生空隙，则引起电阻增加、导通不良。

另外，硫属化合物，例如，在200℃左右以下是粒径比较小的结晶状态 (面心立方晶)，但是超过该温度时，形成粒径粗的结晶状态(六方晶)。 因此，因溅射硫属化合物暴露于高温，造成粗粒化。粗粒化的硫属化合物对 于形成接触孔的绝缘膜(例如，SiN，SiO₂)，粘合性大幅度降低。因此，存 在硫属化合物从接触孔剥离、接触孔产生空隙、引起导通不良的问题。

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，提供内部不易生成 空隙或裂纹等缺陷的硫属化物膜及其制造方法。

本发明为了解决上述课题达成所涉及的目的，采用了以下技术方案。

(1)本发明所涉及的硫属化物膜，通过溅射在形成在基板上的绝缘层 的接触孔内成膜，其中，在所述接触孔的至少底部形成底膜，在该底膜上且 在所述接触孔内埋入由硫属化合物形成的结晶层。

(2)所述底膜优选为与所述结晶层相比、由更微细的硫属化合物形成 的微细结晶层。

(3)优选所述微细结晶层是面心立方晶，所述结晶层是六方晶。

(4)相对于所述接触孔的深度，所述底膜的厚度优选为10％～20％。

(5)所述底膜优选通过金属氧化物形成。

(6)所述金属氧化物优选为选自由Ta₂O₅、TiO₂、Al₂O₃和V₂O₅构成的 组中的一种或者两种以上。

(7)所述底膜的厚度优选为0.1nm～2nm。

(8)所述硫属化合物优选含有选自由S、Se和Te构成的组中的一种或者 两种以上。

(9)所述硫属化合物进一步优选含有30重量％～60重量％的Te、10重量 ％～70重量％的Ge、10重量％～40重量％的Sb、10重量％～70重量％的Se， 并且这些Te、Ge、Sb以及Se的含量的总计为100重量％以下。