[发明专利]相变存储器底部电极的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更为具体的，本发明涉及一种相变存储器底部电极的制作方法。

背景技术

相变存储器(Phase Change Random Access Memory，PCRAM)技术是基于S.R.Ovshinsky在20世纪60年代末提出相变薄膜可以应用于相变存储介质的构想建立起来的。作为一种新兴的非易失性存储技术，相变存储器在读写速度、读写次数、数据保持时间、单元面积、多值实现等诸多方面对快闪存储器都具有较大的优越性，已成为目前不挥发存储技术研究的焦点。

在相变存储器中，可以通过对记录了数据的相变层进行热处理，来改变存储器的值。构成相变层的相变材料会由于所施加电流的加热效果而进入结晶状态或非晶状态。当相变层处于结晶状态时，PCRAM的电阻较低，此时存储器赋值为“0”。当相变层处于非晶状态时，PCRAM的电阻较高，此时存储器赋值为“1”。因此，PCRAM是利用当相变层处于结晶状态或非晶状态时的电阻差异来写入/读取数据的非易失性存储器。

现有技术的相变存储器，通常包括底部电极、顶部电极、以及底部电极与顶部电极之间的相变层。其中相变层的晶态转变过程需要较高的温度，一般通过底部电极对相变层进行加热，而顶部电极仅起到互连作用。底部电极对相变层的加热效果好坏将直接影响相变存储器的读写速率。在公开号为CN101271918的中国专利申请中就公开了一种相变存储器。

现有技术中通过缩小底部电极与相变层的接触面积，提高接触电阻，从而获得良好的加热效果，参考图1和参考图2，分别示出了现有技术底部电极一实施例的侧视图和俯视图，所述底部电极包括：位于第一绝缘层15内的导电插塞11，第二绝缘层14内的环形电极12，所述第二绝缘层14位于第一绝缘层15上，所述环形电极12位于导电插塞11上，还包括填充于环形电极12内的第三绝缘层13，在相变存储器应用过程中，通过环形电极12对位于底部电极上方的相变层(图未示)进行加热，由于环形电极12的侧壁较薄，所以与相变层的接触面积较小，从而提高了接触电阻，进而可以获得良好的加热效果。

现有技术中相变存储器底部电极的制作方法包括：首先在包括导电插塞的第一绝缘层15上沉积第二绝缘层14；再蚀刻所述第二绝缘层14，形成露出导电插塞的凹槽16(如图3所示)，然后向凹槽16内沉积金属材料并蚀刻所述金属材料，形成环形电极孔17(如图4所示)，最后向环形电极孔17中沉积绝缘材料。在上述方法中，蚀刻所述第二绝缘层14，形成位于导电插塞上的凹槽16时，由于凹槽孔径较小并且深度较大，所以难以形成较直的凹槽侧壁；此外，在向环形电极孔中沉积绝缘材料时，由于环形电极孔的深宽比比较大，在沉积绝缘材料时，绝缘材料难以填充至环形电极孔中。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种相变存储器环形电极的制作方法，降低制作难度。

为解决上述问题，本发明提供一种相变存储器底部电极的制作方法，包括：

在衬底上形成第一绝缘层、以及位于第一绝缘层中的导电插塞；

在导电插塞上形成柱状体，所述柱状体包括金属柱状体以及位于金属柱状体上的绝缘柱状体；

在柱状体未覆盖的第一绝缘层上形成第二绝缘层；所述第二绝缘层的厚度大于或等于所述柱状体的厚度；

去除绝缘柱状体，形成第二绝缘层和金属柱状体围成的开口；

在所述开口中形成绝缘侧墙；

以所述绝缘侧墙为掩膜蚀刻所述金属柱状体，形成凹形金属件；

向所述凹形金属件中填充绝缘材料，形成第三绝缘层；

通过平坦化技术去除绝缘侧墙。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：先形成位于导电插塞上方的金属柱状体，再在金属柱状体未覆盖的第一绝缘层上沉积第二绝缘层，由于金属柱状体具有一定的厚度，所以第二绝缘层和金属柱状体围成的开口深度较浅，在形成开口的绝缘侧墙时，蚀刻深度较浅，容易形成侧壁较直的绝缘侧墙，降低了制作难度。

附图说明

图1是现有技术底部电极一实施例的侧视图；

图2是现有技术底部电极一实施例的俯视图；

图3至图4是现有技术相变存储器环形电极制作方法一实施例的示意图；

图5是本发明相变存储器环形电极制作方法一实施方式的流程示意图；

图6是图5所示步骤s2的流程示意图；

图7是图5所示步骤s5的流程示意图；

图8至图15是本发明相变存储器环形电极制作方法形成的相变存储器环形电极一实施例的侧面示意图。