[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、内部没有空隙或裂纹等缺陷的硫属化物膜及其制造方法。

本申请以日本特愿2007-297702号作为基础申请，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(例如参照下述专利文献1)。

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，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变得极其窄。例如，为了使一个元件的记录层相变，而对其上下的电极施加规定电压，则会有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。

因此考虑如下结构：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。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，有制造的硫属化物膜从接触孔脱离而产生空隙的问题。另外，在通过溅射成膜的特性上，若相对于接触孔的直径、孔的深度为两倍左右以上，则硫属化合物不能完全掩埋接触孔，从而还存在在中心部分残存空隙的问题。如果掩埋接触孔的硫属化合物产生空隙，则引起电阻增加、导通不良的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提供内部没有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，由含有使融点下降的融点下降材料的硫属化合物组成。

(2)上述(1)所述的硫属化物膜，所述融点下降材料优选含有选自由Si、Al、B、C构成的组中的一种或者两种以上。

(3)上述(1)所述的硫属化物膜，优选所述融点下降材料使所述硫属化合物的融点低于该硫属化合物的构成元素的挥发温度。

(4)上述(1)所述的硫属化物膜，所述硫属化合物优选含有选自由S、Se、Te构成的组中的一种或者两种以上。

(5)上述(4)所述的硫属化物膜，所述硫属化合物优选含有30at％～60at％的Te、10at％～70at％的Ge、10at％～40at％的Sb、10at％～70at％的Se。

(6)上述(1)所述的硫属化物膜，相对所述接触孔的开口宽度，优选所述接触孔的深度至少为2倍以上。

(7)本发明的硫属化物膜的制造方法，在形成在基板上的绝缘层的接触孔内，形成由硫属化合物组成的硫属化物膜，该制造方法具备：

将所述基板的温度保持在所述硫属化合物的构成元素不挥发的温度的同时，在所述接触孔内，通过溅射以及回流(リフロ一)来埋入混合了融点下降材料的所述硫属化合物的工序。

(8)上述(7)所述的硫属化物膜的制造方法，所述融点下降材料优选含有选自由Si、Al、B、C构成的组中的一种或者两种以上。

(9)上述(7)所述的硫属化物膜的制造方法，优选在所述埋入硫属化合物的工序中，使所述基板的温度为300℃～400℃。

本发明的硫属化物膜，在硫属化合物中混合了融点下降材料，在低温下成膜，因此该硫属化物膜的结晶粒径变小。通过形成用具有这样的微细结晶粒子的硫属化合物掩埋接触孔的硫属化物膜，硫属化物膜对于接触孔的内壁面的接触面积变大，接触孔与硫属化物膜的粘合性能够大幅度提高。

因此，可以切实地防止硫属化物膜从接触孔剥离(脱离)而接触孔变成空隙，由此引起下部电极与上部电极之间导通不良的问题。

另外，根据本发明的硫属化物膜的制造方法，在硫属化合物中混合融点下降材料后回流。因此，例如，即使是接触孔的深度为开口宽度的2倍以上的深孔，在形成的硫属化物膜中也不产生空隙等微小空间。因此，可以防止硫属化物膜因空隙而电阻升高，从而可以形成导电性优异的硫属化物膜。