[发明专利]保留空气层的三维阻变存储器的制备方法

说明书

本发明涉及存储器领域，尤其涉及一种保留空气层的三维阻变存储器的制备方法。在衬底上制备贯穿第一绝缘层的金属位线层，并继续在金属位线层之上制备第一薄膜层；于第一薄膜层之上沉积第二薄膜层，再于第二薄膜层上重复制备第三薄膜层，形成双向选通管；于第三薄膜层沉积牺牲层，去除部分牺牲层并在沿字线阵列的方向上形成若干平行的牺牲条；以各个牺牲条为光阻，去除第一薄膜层、第二薄膜层、第三薄膜层至第一绝缘层的上表面，将双向选通管隔离开；制备金属字线层，并将金属字线层按照金属位线层的方向旋转90°，三维阻变存储器的牺牲条中的相邻两个牺牲条之间制备有一空气层。

技术领域

本发明涉及存储器领域，尤其涉及一种保留空气层的三维阻变存储器的制备方法。

背景技术

存储器的发展追求高速度，高集成密度，高数据保持力，低功耗等。在存储器结构的研究中，二极管阵列器件及其高密度阻变存储器是目前比较关心的部分，目前用于存储器的驱动器件的研制与开发主要集中在NMOSFET，三极管和二极管以及在此基础上的一些新的器件结构，MOSFET作为一种主流的半导体器件，由于其成熟的工艺技术和相对较低的成本以及为维持其庞大的45nmCMOS单元库的可使用性，大多企业采用标准的MOSFET+相变电阻(1T1R)的结构，如此，为获得足够大的驱动电流以保证所有存储单元工作正常，每个存储单元的选通的MOS管也必须足够大，从而使存储单元面积扩大造成密度降低，二极管作为选通器件成为实现高密度，大容量相变存储器产业化的必然选择。

在目前成熟的各类存储器中，MOSFET被广泛的用作选择开关器件，相变存储器在执行RESET操作时，需要提供较大的瞬间电流。如果选择MOSFET作为选择开关，就必须增加沟道宽度来满足大电流的需求，单元面积也相应增加。因此以MOSFET作为选通器件就无法参与高密度大容量存储器的竞争。

为提高选择开关器件的电流驱动能力，同时保持存储单元面积不变，双极型器件是最佳的选择，而双极型驱动器件的开发和制备成为了实现高密度，大容量相变存储器芯片产业化的关键。

目前已经商用的阻变存储器技术是基于二维(2D)工艺的技术，主要用于替代NOR型闪存。虽然器件性能较闪存有很大提升，但是芯片成本与NAND型闪存，特别是三维(3D)NAND闪存存在较大差距。为了使阻变存储技术在成本上更具有优势，进一步提升存储密度，intel和Micron联合开发了基于OTS选通管的3D堆叠阻变存储技术。Hynix在金属层之上制备多晶硅二极管作为选通器件以实现阻变存储单元的堆叠。如何制备可堆叠的选通器件是3D存储技术的关键。OTS是一种新的合金材料，如何低成本的实现与CMOS工艺的集成是一个难题，此外在先进CMOS工艺制程(40nm/28nm/14nm)中更加难以实现集成。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种保留空气层的三维阻变存储器的制备方法，以实现高速度，高密度，大容量的相变存储器芯片的设计和生产，大幅的降低工艺流程的成本。

本发明采用如下技术方案：

一种保留空气层的三维阻变存储器的制备方法，所述制备方法包括：

提供一衬底，所述衬底上预设有字线阵列的方向，并所述衬底上制备第一绝缘层；

于所述衬底上制备贯穿第一绝缘层的金属位线层，并继续在所述金属位线层之上制备第一薄膜层；

于所述第一薄膜层之上沉积第二薄膜层，再于所述第二薄膜层上重复制备所述第三薄膜层，形成双向选通管；

于所述第三薄膜层沉积牺牲层，去除部分所述牺牲层并在沿所述字线阵列的方向上形成若干平行的牺牲条；

以各个所述牺牲条为光阻，去除所述牺牲条中相邻两个牺牲条之间的所述第一薄膜层、所述第二薄膜层、所述第三薄膜层至所述第一绝缘层的上表面，将所述双向选通管隔离开；