[发明专利]SiSb基相变材料用化学机械抛光液

说明书

技术领域

本发明属相变材料用化学机械抛光液的技术领域，特别是涉及一种SiSb基相变材料用化学机械抛光液。

背景技术

相变存储器因具有高速读取、高可擦写次数、非易失性、元件尺寸小、功耗低、抗强震动和抗辐射、成本具有竞争力等优点，而被国际半导体行业协会认为是最有可能取代目前的闪存存储器的下一代非易失性存储器。

相变存储器技术的基本原理是以硫系化合物为存储介质，利用电能(热量)使材料在晶态(低阻)与非晶态(高阻)之间相互转换实现信息的写入与擦除，信息的读出则靠测量电阻的变化实现。存储单元包括由电介质材料定义的细孔，相变材料沉积在细孔中，相变材料在细孔的一端上连接电极。电极接触使电流通过该通道产生焦耳热对该单元进行编程，或者读取该单元的电阻状态。

目前，在构建相变存储单元时，通行的做法是：先通过磁控溅射的方法沉积相变材料在由电介质材料定义的细孔中，然后通过反应离子刻蚀(RIE)或者化学机械抛光(CMP)的方法，将细空上方的相变材料进行去除。相比于RIE而言，CMP因具有表面低损伤和能实现全局平坦化的优点，受到了许多研究人员和半导体公司的亲睐。

SiSb作为一种高性能的相变存储材料，具有各方面的性能优势，如：环境友好无碲、与CMOS工艺完全兼容、成分简单而便于加工和性能裁剪、相变前后密度变化小、高数据保持能力等。(T.Zhang等人，Advantage of SiSb phase-change material and its application s inphase-change memory，Appl.Phys.Lett.91 222102 2007)。

为满足制备纳电子SiSb基相变存储器中CMP工艺的需求，需要可控的无损伤地对SiSb基相变材料进行去除，同时还希望尽可能减少下层绝缘材料的损失。然而针对SiSb基相变存储材料的CMP，迄今未见有报导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种SiSb基相变材料用化学机械抛光液，通过该化学机械抛光浆液，SiSb基相变材料的抛光速率可控制在5～2000nm/min，同时表面粗糙度降低到了0.7nm以下，利用上述抛光液对SiSb基相变材料速率可控、表面质量好且低损伤的抛光，可满足制备纳电子相变存储器中CMP工艺的需要。

本发明的一种SiSb基相变材料用化学机械抛光液，包括如下组分：

含氧化物抛光颗粒        0.2-30wt％

氧化剂                  0.01-5wt％

表面活性剂              0.01-4wt％

有机添加剂              0.01-3wt％

pH调节剂和水性介质      其余wt％；

所述的含氧化物抛光颗粒为氧化铝、氧化铈、氧化锆、氧化钛或胶体氧化硅，粒径范围10-1500nm；

优选的粒径范围是30-200nm。

所述的氧化剂为铁氰化钾、双氧水或过硫酸铵；

所述的表面活性剂为聚氧乙烯硫酸钠AES、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基醇聚氧乙烯基醚或十六烷基三甲基溴化铵；

所述的有机添加剂为乙酸、蚁酸、草酸、柠檬酸、对苯二酸、水杨酸、脯氨酸、氨基乙酸、丁二酸或酒石酸；

所述的pH调节剂为硝酸、磷酸、氢氧化钾、羟乙基乙二氨或四甲基氢氨，pH值的范围1-11；

所述的水性介质为去离子水。

所述的SiSb基相变材料用化学机械抛光液，包括如下组分：

含氧化物抛光颗粒        0.2-6wt％

氧化剂                  1-4wt％

表面活性剂              0.05-2wt％

有机添加剂              0.05-1wt％

pH调节剂和水性介质      其余wt％。

所述的SiSb基相变材料用化学机械抛光液，包括如下组分：30wt％氧化铈颗粒、0.01wt％双氧水、4wt％聚丙烯酸钠、0.3wt％脯氨酸、硝酸调节pH值为3，其余为去离子水；所述的氧化铈颗粒的粒径为10nm；

所述的SiSb基相变材料用化学机械抛光液，包括如下组分：2wt％氧化钛颗粒、1.5wt％铁氰化钾、0.5wt％聚氧乙烯硫酸钠、0.2wt％柠檬酸、磷酸调节pH值为5，其余为去离子水；所述的氧化铈颗粒的粒径为150nm；