[发明专利]一种纳米尺寸金属插塞电极阵列的制备方法

权利要求书

1.一种应用于相变存储器的纳米尺寸金属插塞电极阵列的制作方法，其特征在于，该方法包括：

a、在衬底上淀积金属，作为相变存储器的下电极，接着在下电极上制备一层绝缘材料；

b、在绝缘材料上，采用光刻方法制备金属插塞电极阵列的小孔，孔底部为在衬底上淀积的金属；

c、采用无电化学镀的方法在小孔内填充金属；

d、采用化学镀方法制作纳米尺寸的金属插塞电极阵列，作为相变存储器的下电极加热层；

e、淀积相变材料；

f、淀积金属，作为相变存储器的上电极；

g、光刻、干法刻蚀顶部金属形成顶部电极图形；

h、钝化开孔，引出电极，完成纳米尺寸金属插塞电极阵列的制作。

2.根据权利要求1所述的应用于相变存储器的纳米尺寸金属插塞电极阵列的制作方法，其特征在于，步骤a中所述衬底是半导体材料衬底硅片或SOI片，或者所述衬底是相变存储器驱动电路。

3.根据权利要求1所述的应用于相变存储器的纳米尺寸金属插塞电极阵列的制作方法，其特征在于，步骤a中所述衬底上淀积作为下电极的金属是Al、W或TiN。

4.根据权利要求1所述的应用于相变存储器的纳米尺寸金属插塞电极阵列的制作方法，其特征在于，步骤a中所述绝缘材料是氧化物、氮化物或硫化物，或者是由氧化物、氮化物、硫化物中的至少两种构成的混合物中的任一种。

5.根据权利要求1或4所述的应用于相变存储器的纳米尺寸金属插塞电极阵列的制作方法，其特征在于，步骤a中所述在下电极上制备一层绝缘材料是采用溅射法、蒸发法、等离子体辅助淀积法、化学气相淀积法、金属有机物热分解法、激光辅助淀积法或热氧化方法。

6.根据权利要求1所述的应用于相变存储器的纳米尺寸金属插塞电极阵列的制作方法，其特征在于，步骤b中所述金属插塞电极阵列小孔的直径在500nm以下。

7.根据权利要求1所述的应用于相变存储器的纳米尺寸金属插塞电极阵列的制作方法，其特征在于，所述步骤c具体包括：

首先将衬底在激活液中激活，而后放入恒温镀液中进行无电化学镀制备金属插塞电极，实现只在小孔内填充金属。

8.根据权利要求7所述的应用于相变存储器的纳米尺寸金属插塞电极阵列的制作方法，其特征在于，所述在金属插塞电极阵列小孔填充的金属是钨合金、钼合金或钨钼与其它非钨钼金属的合金。

9.根据权利要求1所述的应用于相变存储器的纳米尺寸金属插塞电极阵列的制作方法，其特征在于，所述步骤d具体包括：

控制无电化学镀过程的相关参数使得插塞电极恰好将孔填满或近似填满；如果金属厚度控制较为困难导致金属厚度大于孔深，则采用化学机械抛光或者干法刻蚀将小孔之外的金属去掉，制作纳米尺寸的金属插塞电极阵列，作为相变存储器的下电极加热层。

10.根据权利要求1所述的应用于相变存储器的纳米尺寸金属插塞电极阵列的制作方法，其特征在于，所述步骤e中所述淀积的相变材料是Ge₂Sb₂Te₅、Sb₂Te₃、Ge₁Sb₂Te₄、Ge₂Sb₄Te₇或者含有硫族元素的任意相变材料中的一种。