[发明专利]可编程通孔器件及其制造方法和集成逻辑电路

权利要求书

1.一种可编程通孔器件，包括：

第一介电层；

加热器，在所述第一介电层上；

气隙，用于将所述加热器的至少一部分与所述第一介电层分开；

隔离层，在所述第一介电层上，覆盖所述加热器的至少一部分；

覆盖层，在所述隔离层的与所述第一介电层相对的一侧上；

至少一个可编程通孔，延伸穿过所述覆盖层和所述隔离层的至少一部分，并且与所述加热器接触，所述可编程通孔包括至少一种相变材料；

导电覆盖，在所述可编程通孔上；

第二介电层，在所述覆盖层的与所述隔离层相对的一侧上；

第一导电通孔和第二导电通孔，每一个都延伸穿过所述第二介电层、所述覆盖层和所述隔离层的至少一部分，并且与所述加热器接触；和

第三导电通孔，延伸穿过所述第二介电层，并且与所述导电覆盖接触。

2.如权利要求1所述的器件，其中所述气隙包括在加热器下方的所述第一介电层中的凹槽。

3.如权利要求1所述的器件，其中所述气隙具有的深度在100纳米到300纳米之间。

4.如权利要求1所述的器件，其中所述气隙具有的长度小于所述加热器的长度。

5.如权利要求1所述的器件，其中所述第一介电层和所述第二介电层中的一个或多个包括氢化碳氧化硅。

6.如权利要求1所述的器件，其中所述隔离层包括非晶的氢化碳氮化硅、低温氧化物、氮化硅和非晶硅中的一个或多个。

7.如权利要求1所述的器件，其中所述加热器包括至少一种难熔材料。

8.如权利要求7所述的器件，其中所述难熔材料包括氮化钽和具有化学式Ta_xSi_yN_z的金属化合物中的一个或多个，其中x，y和z均在0和1之间。

9.如权利要求7所述的器件，其中所述难熔材料具有在500欧姆厘米到3000欧姆厘米之间的电阻率。

10.如权利要求1所述的器件，其中所述加热器具有的厚度在5纳米到100纳米之间。

11.如权利要求1所述的器件，其中所述覆盖层包括氮化硅。

12.如权利要求1所述的器件，其中所述相变材料包括锗Ge、锑Sb和碲Te的三元合金GST，GeSb，GeSb₄，SbTe，和它们掺杂有氮和硅中的一个或多个的衍生物中的一个或多个。

13.如权利要求12所述的器件，其中所述三元合金是Ge₂Sb₂Te₅。

14.如权利要求1所述的器件，其中所述导电覆盖包括氮化钛-钛合金。

15.如权利要求1所述的器件，其中所述第一导电通孔、所述第二导电通孔和所述第三导电通孔中的每一个都包括钨、钽、氮化钽、钛、氮化钛和铜中的一个或多个。

16.一种在半导体芯片的器件层上制造可编程通孔器件的方法，该方法包括以下步骤：

在所述器件层上淀积第一介电层；

在所述第一介电层的与所述器件层相对的一侧上形成加热器；

形成用于将所述加热器的至少一部分与所述第一介电层分开的气隙；

在所述第一介电层的与所述器件层相对的一侧上淀积隔离层，以覆盖所述加热器的至少一部分；

形成每一个都延伸穿过所述隔离层的一部分并且与所述加热器接触的第一导电通孔和第二导电通孔；

在所述隔离层的与所述第一介电层相对的一侧上淀积覆盖层；

形成延伸穿过所述覆盖层和所述隔离层的至少一部分并且与所述加热器接触的至少一个可编程通孔，所述可编程通孔包括至少一种相变材料；

在所述可编程通孔上形成导电覆盖；

在所述覆盖层的与所述隔离层相对的一侧上淀积第二介电层；

将所述第一导电通孔和所述第二导电通孔中的每一个都延伸穿过所述覆盖层和穿过所述第二介电层；和

形成延伸穿过所述第二介电层并且与所述导电覆盖接触的第三导电通孔。