[发明专利]相变存储器的制造方法

权利要求书

1.一种相变存储器的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底自下至上依次包含有阱区、外延层、第二硬掩模层与第一硬掩模层；图形化所述第一硬掩模层，形成第一硬掩模图形；以所述第一硬掩模图形为掩模，刻蚀所述第二硬掩模层、外延层、阱区、半导体衬底以形成深沟槽，所述深沟槽的深度至少超过阱区底部，去除所述第一硬掩模图形；形成保型覆盖所述深沟槽的衬垫层；向覆盖有衬垫层的深沟槽中填充半导体材料，形成半导体层，所述半导体层的厚度需满足其上表面位于外延层的上表面和下表面之间；去除位于半导体层上的部分衬垫层；在半导体层上沉积介质材料，直至填满深沟槽；通过平坦化工艺去除多余的介质材料，直至露出第二硬掩模层，形成介质层；图形化所述第二硬掩模层，形成第二硬掩模图形，所述第二硬掩模图形与所述第一硬掩模图形相垂直；通过灰化去除所述第二硬掩模图形露出的部分介质层，形成由剩余介质层和外延层围成的凹陷；以所述第二硬掩模图形为掩模去除部分外延层，所述外延层的上表面高于剩余介质层的高度，以形成浅沟槽；去除所述第二硬掩模图形。

2.如权利要求1所述的相变存储器的制造方法，其特征在于，所述介质材料为无定形碳。

3.如权利要求2所述的相变存储器的制造方法，其特征在于，所述通过灰化去除所述第二硬掩模图形露出的部分介质层的步骤包括，使用等离子气体与所述部分介质层反应形成气态生成物，之后通过抽气系统去除所述气态生成物。

4.如权利要求3所述的相变存储器的制造方法，其特征在于，所述等离子气体至少包括氧气或者氢气。

5.如权利要求1所述的相变存储器的制造方法，其特征在于，所述去除位于半导体层上的部分衬垫层的步骤包括，通过选择性的干法或者湿法蚀刻法去除所述衬垫层，所述蚀刻过程对衬垫层的蚀刻速率大于对半导体层的蚀刻速率。

6.如权利要求5所述的相变存储器的制造方法，其特征在于，所述衬垫层的材料为氧化硅，所述半导体层的材料为多晶硅，通过湿法蚀刻法去除所述衬垫层，所述湿法蚀刻法采用氢氟酸溶液。

7.如权利要求5所述的相变存储器的制造方法，其特征在于，所述衬垫层的材料为氧化硅，所述半导体层的材料为多晶硅，通过干法蚀刻法去除所述衬垫层，所述干法蚀刻法采用含氟的碳氢氟气态化合物作为反应气体。

8.如权利要求1所述的相变存储器的制造方法，其特征在于，所述通过平坦化工艺去除多余的介质材料，直至露出第二硬掩模层，形成介质层的步骤包括通过化学机械研磨进行平坦化工艺。

9.如权利要求1所述的相变存储器的制造方法，其特征在于，在所述向所深沟槽中填充半导体材料之后，还包括回刻步骤，所述回刻步骤去除部分半导体材料，形成半导体层，所述半导体层的上表面至少高于阱区。