[发明专利]相变化记忆体及其制造方法

说明书

一种相变化记忆体及其制造方法。相变化记忆体包括下电极、环形加热器、弧形相变化层、以及上电极。环形加热器设置于下电极上。弧形相变化层设置于环形加热器上，且弧形相变化层与环形加热器在下电极的法线方向上错位。上电极设置于弧形相变化层上。本发明的相变化记忆体制造制程简单，且弧形相变化层与环形加热器之间仅具有一个接触区，可以有效地提高加热效率。

技术领域

本揭示内容是关于一种相变化记忆体及制造相变化记忆体的方法。

背景技术

电子产品（例如手机、平板电脑以及数字相机）常具有储存数据的记忆体元件。已知记忆体元件可透过记忆体单元上的储存节点储存信息。其中，相变化记忆体利用记忆体元件的电阻状态（例如高阻值与低阻值）来储存信息。记忆体元件可具有一可在不同相态（例如晶相与非晶相）之间转换的材料。不同相态使得记忆体单元具有不同电阻值的电阻状态，以用于表示储存数据的不同数值。

相变化记忆体在操作时，可施加电流使得记忆体元件的温度提升以改变材料的相态。已知相变化记忆体元件的加热器与其耦接的记忆体元件具有较大的接触面积，此将增加表面孔洞的缺陷，且升温及降温的速度也较慢（高阻值与低阻值之间的转换不够迅速），相对所需的电流量也较大。此外，传统的技术在制造小接触面积的加热器的制程需精确的对准机制，此导致制程繁复与难以控制，相对提升相变化记忆体的制造成本。因此，业界亟需一种新颖且有效率的制程以制备相变化记忆体。

发明内容

根据本发明的各种实施方式，提供一种制造相变化记忆体的方法，包括：（i）形成前驱结构，前驱结构包含具有第一开口的第一介电层；（ii）形成下电极及环形加热器于第一开口中，且环形加热器设置于下电极上；（iii）形成环形相变化层于环形加热器上，其中环形相变化层与环形加热器在下电极的法线方向上错位，且环形相变化层具有第一接触区及第二接触区分别与环形加热器接触；（iv）移除环形相变化层的第一接触区，以形成弧形相变化层；以及（v）形成上电极于弧形相变化层上。

根据本发明的某些实施方式，形成下电极及环形加热器的操作包含形成导电材料于第一介电层上，以及第一开口的侧壁及下表面上；形成平坦层材料于导电材料上，并填充该第一开口；以及移除第一介电层上的一部分导电材料、一部分平坦层材料及一部分第一介电层，以形成下电极及环形加热器。

根据本发明的某些实施方式，在形成下电极及环形加热器的操作之前，还包含形成阻障层共形地覆盖第一开口。

根据本发明的某些实施方式，下电极与环形加热器一体成型。

根据本发明的某些实施方式，形成环形相变化层的操作包含形成第二介电层于环形加热器之上，且第二介电层具有第二开口；形成相变化层材料于第二介电层上，以及第二开口的侧壁及下表面上；以及移除第二介电层上的相变化层材料，以及第二开口的下表面的一部分相变化层材料，以形成环形相变化层于第二开口的侧壁。

根据本发明的某些实施方式，形成弧形相变化层的操作包含移除环形相变化层的第一接触区及第二介电层的一部分以形成第一凹槽在第二介电层中，其中第一凹槽暴露出环形加热器的一部分，且第一凹槽与环形加热器及弧形相变化层在下电极的法线方向上错位。

根据本发明的某些实施方式，形成上电极的操作包含形成填充层于第一凹槽中；移除弧形相变化层的顶部部分及填充层的顶部部分，以形成第二凹槽；以及形成上电极于第二凹槽中。

根据本发明的各种实施方式，提供一种相变化记忆体，包括下电极、环形加热器、弧形相变化层、以及上电极。环形加热器设置于下电极上。弧形相变化层设置于环形加热器上，且弧形相变化层与环形加热器在下电极的法线方向上错位。上电极设置于弧形相变化层上。

根据本发明的某些实施方式，弧形相变化层的一部分与环形加热器的一部分重叠，以形成交错区，且弧形相变化层与环形加热器仅于交错区接触。

根据本发明的某些实施方式，下电极与环形加热器一体成型。