[发明专利]相变化存储装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关一种存储装置及其制造方法，特别是一种相变化存储装置及其制造方法，其使加热器与相变化材料之间具有较小的接触面积。

背景技术

相变化存储装置为一种非挥发性随机存取存储器。相变化存储装置中的相变化材料可透过施加适当的电流而在结晶态与非结晶态之间转换。相变化材料的不同状态(例如结晶、半结晶、非结晶)代表不同的电阻值。一般而言，非结晶态者相较于结晶态者具有较高的电阻值，因此，透过量测电阻值即可存取资料。

为了改变相变化材料的结晶态，须以加热器对相变化材料加热。一种习知的相变化存储装置的加热器以及相变化材料间具有较大的接面，如此可获得较佳的导电特性。然而，使较大接面的相变化材料转换成结晶态需要较大的功耗，此外，反复转换相变化材料的结晶态容易产生空洞(void)，导致产品的可靠性降低。另一种习知的相变化存储装置则是在渐缩的凹槽内填充相变化材料，以使加热器以及相变化材料间的接面缩小。然而，上述结构在填充相变化材料时，由于凹槽底部较小，因此容易因填充不完全而形成空洞，同样导致产品的可靠性降低或直接报废。

有鉴于此，如何制造加热器以及相变化材料间的接面较小且可靠性佳的相变化存储装置便是目前极需努力的目标。

发明内容

本发明提供一种相变化存储装置及其制造方法，其是部分移除导电材料以使加热器的内径往相变化材料端逐渐缩小，进而使得加热器与相变化材料间的接触面积较小。依据此结构，以较小的电流即能够改变小范围相变化材料的结晶态，换言之，本发明不仅可降低功耗，且可避免产生空洞的缺陷。

本发明一实施例的相变化存储装置的制造方法包含提供包含一存取电路的一基板，其中存取电路包含至少一个导电接点；形成多个导电结构于基板上，其中导电结构与导电接点电性连接，导电结构包含一导电材料以及一屏障层，且屏障层包围导电材料的一侧面以及一底面；部分移除屏障层，使屏障层的一顶表面低于导电材料的一顶表面；部分移除导电材料，使曝露出来的导电材料的内径由导电材料的底面往导电材料的顶表面逐渐缩小；形成一第二介电层以覆盖导电材料；以及薄化第二介电层，使导电材料曝露出来；其中部分移除导电材料的步骤包含：形成一遮罩覆盖屏障层以及导电材料；进行一第一移除步骤，以部分移除遮罩以形成一遮罩开口，其中遮罩开口的一顶部内径大于遮罩开口的一底部内径，使遮罩开口的内壁成一斜面，遮罩开口的顶部涵盖二个相邻导电材料，且遮罩覆盖导电材料；以及进行一第二移除步骤，以部分移除遮罩并同时部分移除导电材料。

本发明另一实施例的相变化存储装置包含一基板以及多个存储单元。基板包含一存取电路。每一存储单元设置于基板并包含一底电极、一屏障层以及一加热器。底电极与存取电路电性连接，其中底电极设置于一第一介电层中。屏障层设置于底电极与第一介电层以及存取电路之间。加热器延伸自底电极，且加热器的一侧以一第二介电层覆盖并曝露出加热器的一顶表面，其中加热器的内径自底电极往加热器的顶表面逐渐缩小而形成一斜面，且斜面与另一相邻加热器的斜面彼此相对。

以下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1至图12为一示意图，显示本发明一实施例的相变化存储装置的制造方法。

附图标记说明

10 基板

100、110 光阻层

11 存取电路

12 闸极

20 第一介电层

21 通孔

22 屏障层

221 顶表面

23 导电材料

231 顶表面

232 底电极

233 加热器

233a 斜面

30 遮罩

31 遮罩开口

311 斜面

40 第二介电层

50 相变化材料

60 顶电极

具体实施方式