[发明专利]相转变层的形成方法及使用该相转变层的相转变存储器件的制造方法

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求2008年12月24日提交的韩国专利申请10-2008-0133921的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明一般性涉及相转变存储器件的制造方法，并且更具体涉及相转变层的形成方法以及使用该相转变层的相转变存储器件的制造方法，其中相转变层可填充而不产生接缝。

背景技术

考虑到常规非易失性存储器件的设计限制，已经进行研究来开发具有常规非易失性存储器件特性而没有与常规非易失性存储器件相关的一些缺点的存储器件。正在开发的一种这样的存储器件是相转变存储器件，其由于结构简单并且器件易于高度集成而被认为具有潜力。

开发相转变存储器件时必须考虑的最重要的设计因素之一是：将相转变层从结晶态转变为非晶态所需要的复位电流的水平。复位电流越低，则相转变层的相转变进行得就越快。结果，随着复位电流减小，相转变存储器件电流特性得到改善。

因此，在相转变存储器领域内的当前研究包括研究减小相转变存储器件的复位电流的方法。例如，目前正在研究其中在孔中填充相转变材料的具有受限或半受限结构的相转变层。当具有受限或半受限结构的相转变层应用于相转变存储器件时，相转变存储器件可实现复位电流低于具有图案结构的相转变层的复位电流。

通常，形成具有受限或半受限结构的相转变层的方法通过溅射沉积工艺或化学气相沉积(CVD)工艺来实施。然而，通过溅射沉积工艺形成的相转变层具有不良的台阶覆盖特性，因此当在孔中填充相转变材料时，很可能在孔中产生接缝。如果在后续工艺期间接缝暴露于清洗化学品或蚀刻气体中，则相转变层性能会劣化。

通常认为通过化学气相沉积(CVD)形成的相转变层比通过溅射沉积工艺形成的相转变层具有更好的台阶覆盖特性；然而，在化学气相沉积(CVD)工艺中，会发生一些对器件特性具有不利影响的现象，例如相转变材料组成比例的改变、相转变材料粘附性变弱等。

发明内容

本发明的实施方案包括制造能够具有稳定的受限或半受限结构(confined and semi-confined structure)而不产生接缝的相转变层的方法，以及使用所述相转变层的相转变存储器件的制造方法。

而且，本发明的实施方案包括形成具有稳定的受限或半受限结构而不改变其组成比例的相转变层的方法，以及使用所述相转变层的相转变存储器件的制造方法。

在本发明的一方面中，一种形成相转变层的方法包括：实施相转变材料的第一沉积工艺，实施蚀刻工艺以蚀刻相转变材料；和对所述经蚀刻的相转变材料实施相转变材料的第二沉积工艺，其中蚀刻工艺和第二沉积工艺实施N次。

N可为2～5次。

蚀刻工艺可作为RF-蚀刻工艺实施。

RF蚀刻工艺可使用惰性气体实施。

惰性气体可包括Ar。

RF蚀刻工艺可使用50～500W的偏压功率实施。

RF蚀刻工艺可使用400W的等离子体功率和500W的偏压功率实施。

RF蚀刻工艺也可使用400W的等离子体功率和300W的偏压功率实施。

RF蚀刻工艺也可使用400W的等离子体功率和100W的偏压功率实施。

相转变层可包含选自Ge、Sb和Te中的至少两种不同的元素，或者也可包含In-Sb-Te和Ge-Bi-Te中的任意一种。

在本发明的另一方面中，一种制造相转变存储器件的方法包括：形成下电极；在下电极上形成层间电介质，所述层间电介质具有孔；形成完全填充孔的相转变层；和在相转变层上形成上电极。形成相转变层包括以下步骤：在具有孔的层间电介质上沉积相转变层，蚀刻在层间电介质上形成的相转变层，和在经蚀刻相转变层上沉积另外的相转变层。蚀刻相转变层和沉积另外的相转变层的步骤实施N次。

N可为2～5次。

孔可形成为300～的深度。

蚀刻工艺可为RF蚀刻工艺。

RF蚀刻工艺使用惰性气体实施。

惰性气体包括Ar。

RF蚀刻工艺可使用50～500W的偏压功率实施。

RF蚀刻工艺也可使用400W的等离子体功率和500W的偏压功率实施。

RF蚀刻工艺也可使用400W的等离子体功率和300W的偏压功率实施。

RF蚀刻工艺也可使用400W的等离子体功率和100W的偏压功率实施。

相转变层可包含选自Ge、Sb和Te中的至少两种不同的元素，或者也可包含In-Sb-Te和Ge-Bi-Te中的任意一种。

相转变层可形成为具有受限或半受限的结构。

附图说明