[发明专利]氮化钛硅势垒层

说明书

所公开的技术大体上涉及一种包括氮化钛硅的势垒层，且更特定来说涉及一种用于非易失性存储器装置的势垒层，及其形成方法。在一个方面中，一种形成用于相变存储器装置的电极的方法包括在半导体衬底上方在经配置以存储存储器状态的相变存储元件上形成包括氮化钛硅(TiSiN)的电极。形成所述电极包括使半导体衬底暴露到一或多个周期性气相沉积循环，其中多个所述周期性气相沉积循环包括暴露到Ti前体、暴露到N前体及暴露到Si前体。

技术领域

所公开的技术大体上涉及一种包括氮化钛硅的势垒层，且更特定来说涉及一种用于非易失性存储器装置的势垒层，及其形成方法。

背景技术

非易失性存储器或存储装置可通过改变存储元件的物理状态而在存储器状态(例如，逻辑1及逻辑0状态)之间切换。例如，一些非易失性存储器装置(例如，快闪存储器装置)可通过往返于经配置为存储元件的浮动栅极转移电荷而在存储器状态之间切换。一些其它非易失性或存储装置可通过改变跨存储元件的电阻而在存储器状态之间切换。非易失性存储器装置的后一类型包含相变存储器(PCM)装置，PCM装置包含所述存储元件中的相变材料。PCM装置可通过引发存储元件的所述相变材料中的包含结晶及非晶化的相变而切换。

用于PCM装置的扩散势垒具有利用结构、热及电性质的多个用途。然而，除其它趋势外，对PCM装置的持续尺寸按比例缩放、经改进性能、低温集成、保形性、可调谐电阻、电压/电流按比例缩放及/或三维(3D)集成的需求正推动对用于PCM装置的经改进扩散势垒及其形成方法的相应需求。

发明内容

在一个方面中，一种形成用于相变存储器装置的电极的方法包括在半导体衬底上方在经配置以存储存储器状态的相变存储元件上形成包括氮化钛硅(TiSiN)的电极。形成所述电极包括使半导体衬底暴露到一或多个气相沉积循环，其中多个所述气相沉积循环包括暴露到Ti前体、暴露到N前体及暴露到Si前体。

在另一方面中，一种形成相变存储器装置的方法包括在半导体衬底上方形成存储器单元，所述存储器单元包括包含氮化钛硅(TiSiN)的扩散势垒及相变存储元件。形成所述扩散势垒包括使所述半导体衬底暴露到一或多个气相沉积循环，其中多个所述气相沉积循环包括暴露到钛(Ti)前体、暴露到氮(N)前体及暴露到硅(Si)前体。

在另一方面中，非易失性存储器装置包括形成于半导体衬底上方的扩散势垒，其中所述扩散势垒包括氮化钛硅(TiSiN)且插置于相变存储元件与包括选择装置或金属化结构的相邻结构之间。所述扩散势垒具有使得所述扩散势垒具有在约500μΩ-cm与约30,000μΩ-cm之间的电阻率的硅浓度。

在另一方面中，一种在200℃与390℃之间的温度下形成包括氮化钛硅(TiSiN)的势垒层的方法包括使半导体衬底暴露到一或多个气相沉积循环，其中所述气相沉积循环中的至少一者包括暴露到钛(Ti)前体、暴露到氮(N)前体及暴露到硅(Si)前体。

附图说明

现将通过非限制性实例参考附图描述本公开的实施例。

图1示意性地说明根据实施例的相变存储器装置。

图2示意性地说明可在相变存储器装置上执行的示范性存取操作。

图3A是说明根据实施例的制造相变存储器装置的方法的流程图。

图3B是说明根据实施例的形成包括TiSiN的扩散势垒的方法的流程图。

图3C是说明根据实施例的形成包括TiSiN的扩散势垒的方法的图式。

图4是根据实施例的依据包括TiSiN的扩散势垒层的硅含量而变化的实验测量的电阻率的图表。

图5是根据实施例的包含形成于经配置为加热器电极的包括TiSiN的电极上的相变存储元件的相变存储器单元的实例。