[发明专利]一种基于铝碲合金的存储器双向选通管及其制备方法

权利要求书

1.一种基于铝碲合金的存储器双向选通管，包括：

衬底(1)；

在所述衬底(1)上方形成布线沟槽，并沉积扩散阻挡层(3)，所述扩散阻挡层(3)覆盖了全部布线沟槽表面，布线下电极(2)设置在所述布线沟槽之中，与所述扩散阻挡层(3)接触；

绝缘层(4)，设置在所述布线下电极(2)暴露的表面之上，且与所述布线下电极(2)相接触，所述绝缘层(4)内设置有两个钨栓塞(5)，并且这两个钨栓塞的侧壁被扩散阻挡层(3)覆盖，其中一个钨栓塞(5)利用阈值转变层(6)覆盖且与所述布线下电极(2)相接触，另一个钨栓塞(5)则用惰性金属材料覆盖且与所述布线下电极(2)接触，形成下电极引线(7)；上电极(8)，设置在所述阈值转变层(6)之上；

所述阈值转变层(6)由铝碲非晶态合金制成，所述双向选通管通过所述阈值转变层(6)实现双向选通的功能；

其中，存储器包括多个存储单元，多个所述存储单元集成以形成存储阵列，所述双向选通管与所述存储单元串联，所述双向选通管用于抑制所述存储阵列中的串扰电流。

2.如权利要求1所述的一种基于铝碲合金的存储器双向选通管，其特征在于，所述布线下电极(2)的形成过程如下：通过光刻、刻蚀在所述衬底(1)上方形成布线沟槽，沉积所述扩散阻挡层(3)，然后利用沉积钨将沟槽填满，最后经过化学机械抛光，形成布线下电极(2)。

3.如权利要求1所述的一种基于铝碲合金的存储器双向选通管，其特征在于，所述钨栓塞(5)的形成过程如下：通过光刻、刻蚀在绝缘层(4)内形成钨栓塞孔洞，沉积所述扩散阻挡层(3)，刻蚀掉孔洞底部的扩散阻挡层，然后沉积钨将孔洞填满，最后经过化学机械抛光，形成钨栓塞(5)。

4.如权利要求2所述的一种基于铝碲合金的存储器双向选通管，其特征在于：所述布线沟槽扩散阻挡层(3)的厚度范围3nm～50nm，所述钨厚度为50nm～5000nm。

5.如权利要求3所述的一种基于铝碲合金的存储器双向选通管，其特征在于：所述钨栓塞孔洞扩散阻挡层(3)的厚度范围3nm～50nm，所述钨栓塞(5)厚度为50nm～3000nm。

6.如权利要求3所述的一种基于铝碲合金的存储器双向选通管，其特征在于：所述绝缘层(4)采用PECVD的方法实现沉积SiO₂、低k介质材料掺F或C的SiO₂、多孔SiO₂或SiOC，其厚度范围为50～3000nm。

7.如权利要求3所述的一种基于铝碲合金的存储器双向选通管，其特征在于：所述绝缘层(4)内的两个钨栓塞孔洞经过光刻、干法或湿法刻蚀后形成，形成双向选通管位置的通孔的直径最好小于10微米。

8.如权利要求1所述的一种基于铝碲合金的存储器双向选通管，其特征在于：所述阈值转变层(6)为铝碲非晶态合金薄膜，其通过磁控共溅射得到，其厚度范围为1nm～100nm。

9.如权利要求1所述的一种基于铝碲合金的存储器双向选通管，其特征在于：所述上电极(8)、下电极引线(7)的厚度范围是10nm-500nm。

10.如权利要求9所述的一种基于铝碲合金的存储器双向选通管，其特征在于：所述上电极(8)、下电极引线(7)为W或TiN或其他惰性金属电极或其组合。

11.一种基于铝碲合金的存储器双向选通管的制备方法，所述制备方法用于制备权利要求1-10任一项所述的一种基于铝碲合金的存储器双向选通管，包括如下步骤：

步骤S1，通过光刻、刻蚀在衬底上方形成布线沟槽，并沉积扩散阻挡层，利用沉积钨将布线沟槽填满，最后经过抛光形成布线下电极；

步骤S2，在上述布线下电极表面沉积绝缘层，并在所述绝缘层内对应位置形成两个钨栓塞孔洞；

步骤S3，在上述钨栓塞孔洞中沉积扩散阻挡层，并刻蚀掉孔洞底部的扩散阻挡层，利用沉积钨将钨栓塞孔洞填满，最后经过抛光形成钨栓塞；

步骤S4，在上述钨栓塞结构的硅片上旋涂光刻胶，烘胶过后，确定下电极引线的位置和尺寸；

步骤S5，采用DC磁控溅射技术，沉积钨金属下电极引线；

步骤S6，采用剥离技术，溶解多余的光刻胶和去除图形外多余的钨金属，制备出钨金属下电极引线；

步骤S7，第二次旋涂光刻胶，烘胶后确定阈值转变层和上电极的位置和尺寸；

步骤S8，采用磁控共溅射技术，沉积阈值转变层；

步骤S9，采用DC磁控溅射技术，沉积钨金属上电极；

步骤S10，采用剥离技术，溶解多余的光刻胶和去掉多余的胶上材料，实现所述阈值转变层和上电极的图形化。