[发明专利]相变存储器的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及相变存储器的制作方法。

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，已成为目前非易失性存储器技术研究的焦点。

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。

现有的相变存储器的制作方法请参考图1～图3，所述方法包括：

首先，请参考图1，提供半导体衬底100，在所述半导体衬底100上形成层间介质层102，所述层间介质层102内形成有开口，所述开口露出下方的半导体衬底100。

然后，仍然参考图1，进行化学气相沉积工艺，在所述开口内填充多晶硅层101，所述多晶硅层101与所述层间介质层102齐平。

接着，请参考图2，沿所述多晶硅层101的厚度方向刻蚀所述多晶硅层101，在剩余的多晶硅层101上形成沟槽103，所述沟槽103底部露出所述剩余的多晶硅层101。

接着，请参考图3，在所述沟槽103内形成相变层106。所述相变层106填充满所述沟槽103。

在公开号为CN101728492A的中国专利申请中可以发现更多关于现有的相变存储器的信息。

在实际中发现，现有技术的制作的相变存储器的良率低，工作的可靠性低。

发明内容

本发明解决的问题是提供了一种相变存储器的制作方法，所述方法提高了制作的相变存储器的良率。

为解决上述问题，本发明提供了一种相变存储器的制作方法，所述方法包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成层间介质层和与所述层间介质层齐平的多晶硅层，所述层间介质层环绕所述多晶硅层；

部分刻蚀所述多晶硅层，在剩余的多晶硅层上方形成沟槽；

在所述沟槽底部形成粘附金属层，所述粘附金属层的材质为金属硅化物；

在所述接触金属层上方形成相变层，所述相变层填充满所述沟槽。

可选地，所述粘附金属层制作方法包括：

在所述层间介质层表面和沟槽内形成金属层，所述金属层覆盖所述沟槽的侧壁和底部；

对所述金属层进行退火，使得所述金属层与沟槽底部的多晶硅结合，在所述沟槽底部形成金属硅化物，所述金属硅化物作为所述粘附金属层；

去除所述层间介质层表面和沟槽侧壁的所述金属层。

可选地，所述金属层为钛或钴，所述粘附金属层为钛硅化合物或钴硅化合物。

可选地，所述退火为快速热退火，所述快速热退火的温度范围为300～600摄氏度。

可选地，所述退火利用氮气进行。

可选地，所述粘附金属层的制作方法包括：

在所述层间介质层表面和沟槽内形成粘附金属层，所述粘附金属层覆盖所述沟槽的侧壁和底部；

去除位于所述层间介质层表面和沟槽侧壁的粘附金属层，保留位于沟槽底部的粘附金属层。

可选地，所述粘附金属层为钛硅化合物或钴硅化合物。

可选地，所述粘附金属层的厚度范围为30～500埃。

可选地，所述沟槽的深度为400～1400埃。

可选地，所述层间介质层和多晶硅层的制作方法包括：

在所述半导体衬底上形成多晶硅层；

刻蚀所述多晶硅层，在所述多晶硅层内形成开口，所述开口环绕所述多晶硅层；

在所述开口内沉积绝缘材质，形成所述层间介质层；

平坦化所述层间介质层，使得所述层间介质层与所述多晶硅层齐平。

可选地，所述多晶硅层利用化学气相沉积工艺或外延沉积工艺制作。

可选地，所述多晶硅层的厚度范围为550～8000埃。

可选地，所述绝缘材质为氧化硅、碳化硅、碳化硅或氮氧化硅。