[发明专利]一种三维堆叠相变存储器及其制备方法

摘要

本发明属于微电子器件及存储器技术领域，公开了一种三维堆叠相变存储器及其制备方法，其中制备方法具体是：先在衬底上制备水平电极层与绝缘层交叉堆叠设置的多层结构，然后刻蚀形成沟槽以及分立的三维条状电极，接着在沟槽内填充绝缘介质，接着再在三维条状电极与绝缘介质的交界区域形成小孔，依次在小孔壁上沉积相变材料、再在小孔内填充电极材料制备垂直电极，即可得到多层堆叠的三维堆叠相变存储器。本发明通过对制备方法的整体流程工艺进行改进，相应能够实现利用垂直电极结构建立三维相变存储阵列，与现有技术相比能够有效解决现有的三维堆叠相变存储器件在工艺制备中存在的多层堆叠步骤复杂、工艺实现难度大以及单元尺寸微缩等的问题。

主权项

1.一种三维堆叠相变存储器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(S1)准备衬底，以该衬底的上表面为基面，在衬底上沉积一整层电极材料作为第一水平电极层，然后，在该第一水平电极层上制备第一绝缘层；其中，所述第一绝缘层在衬底表面所在平面上的投影位于所述第一水平电极层投影的内部，且至少在沿衬底表面所在平面内的某一直线方向上，所述第一绝缘层的投影长度要小于所述第一水平电极层的投影长度，使所述第一水平电极层能够裸露引脚、不完全被该第一绝缘层覆盖，由此形成第一水平电极层以及与该第一水平电极层配套设置的第一绝缘层；/n(S2)以最上层的绝缘层为基面，重复沉积电极材料与制备绝缘层的操作，由此形成由共计i个水平电极层以及分别与每个水平电极层配套设置的、共计i个的绝缘层组成的三维堆叠结构，记该三维堆叠结构整体为多层结构；/n其中，i≥2的正整数；/n(S3)对所述多层结构进行刻蚀，使衬底部分暴露并产生沟槽，由此得到彼此分立、且呈条状排列的若干个三维条状电极；任意一个三维条状电极均包括i个水平电极层和i个绝缘层，相邻的两个三维条状电极之间具有沟槽；/n(S4)在所述沟槽中填充绝缘介质，用于实现水平方向上的电热隔离；/n(S5)以所述三维条状电极与所述绝缘介质的交界面在衬底表面所在平面上的投影线为参考，对所述三维条状电极与所述绝缘介质交界的区域进行刻蚀，刻蚀出若干个分立的小孔；任意一个小孔的底部均位于衬底的上表面以下，每个小孔在衬底表面所在平面上的投影中心点则位于所述投影线上；/n(S6)在所述步骤(S5)得到的小孔的孔壁上沉积相变材料并使相变材料覆盖小孔底部，然后，在被相变材料包围的小孔区域内填充电极材料制备垂直电极，由此即可得到多层堆叠的三维堆叠相变存储器。/n