[发明专利]一种高密度的相变存储器三维集成电路结构的制备方法

权利要求书

1.一种高密度的相变存储器三维集成电路结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、提供一衬底（100），在所述衬底（100）上制备一层第一方向的条状下电极（101）；

S2、在所述衬底（100）和所述下电极（101）上制备下电热绝缘层（102）；

S3、对所述下电热绝缘层（102）进行刻蚀，使下电极（101）部分暴露并形成第一小孔；

S4、向所述第一小孔中依次填充作为选通管功能层的硫系半导体材料插塞柱（103）和作为选通管顶电极的第一金属插塞柱（104）；

S5、在所述下电热绝缘层（102）和所述第一金属插塞柱（104）上制备一层与第一方向相交的第二方向的条状中间电极（105）；

S6、在所述中间电极（105）和所述下电热绝缘层（102）上制备上电热绝缘层（106）；

S7、对所述上电热绝缘层（106）进行刻蚀，使所述中间电极（105）部分暴露并形成n个第二小孔，其n为整数，n≥2；

S8、向每个所述第二小孔中依次填充作为相变存储单元底电极的第二金属插塞柱（107）和相变存储单元的相变存储薄膜材料插塞柱（108）；

S9、在每个所述相变存储薄膜材料插塞柱（108）和所述上电热绝缘层（106）上分别制备一层与所述第二方向相交的条状上电极（109）。

2.如权利要求1所述的高密度的相变存储器三维集成电路结构的制备方法，其特征在于：

在步骤S2中，所述下电热绝缘层（102）平面尺寸小于所述衬底（100），使得所述下电极（101）部分暴露出来。

3.如权利要求1所述的高密度的相变存储器三维集成电路结构的制备方法，其特征在于：

在步骤S4中，所述硫系半导体材料插塞柱（103）的材料为GeTe、SbTe、BiTe、SnTe、AsTe、GeSe、SbSe、BiSe、SnSe、CTe、SiTe及其化合物中的任意一种或任意组合；

或者，

在步骤S4中，所述硫系半导体材料插塞柱（103）的材料为GeTe、SbTe、BiTe、SnTe、AsTe、GeSe、SbSe、BiSe、SnSe、CTe、SiTe及其化合物中的任意一种或任意组合，并掺入C、S、N、O、Cu、Si、Au中至少一种元素形成的混合物。

4.如权利要求1所述的高密度的相变存储器三维集成电路结构的制备方法，其特征在于：

在步骤S5中，所述第二方向垂直于所述第一方向。

5.如权利要求1所述的高密度的相变存储器三维集成电路结构的制备方法，其特征在于：

在步骤S6中，所述上电热绝缘层（106）的平面尺寸小于所述中间电极（105），使所述中间电极（105）部分暴露出来。

6.如权利要求1所述的高密度的相变存储器三维集成电路结构的制备方法，其特征在于：

在步骤S8中，所述相变存储薄膜材料插塞柱的材料为GeTe、SbTe、BiTe、SnTe、AsTe、GeSe、SbSe、BiSe、SnSe、AsSe、InSe、GeSbTe、AgInSbTe及其化合物中的任意一种或任意组合；

或者，

在步骤S8中，所述相变存储薄膜材料插塞柱的材料为GeTe、SbTe、BiTe、SnTe、AsTe、GeSe、SbSe、BiSe、SnSe、AsSe、InSe、GeSbTe、AgInSbTe及其化合物中的任意一种或任意组合，并掺入S、N、O、Cu、Si、Au中至少一种元素形成的混合物。

7.如权利要求1所述的高密度的相变存储器三维集成电路结构的制备方法，其特征在于：

在步骤S9中，条状的所述上电极（109）的电极方向与所述第二方向垂直。

8.如权利要求1所述的高密度的相变存储器三维集成电路结构的制备方法，其特征在于：

所述下电极（101）、第一金属插塞柱（104）、中间电极（105）、第二金属插塞柱（107）、上电极（109）中，至少有两者的材料相同。