[发明专利]相变化记忆体元件的制造方法

说明书

本发明有关一种相变化记忆体元件的制造方法。相变化记忆体元件包含一介电层、一金属阻隔层、一加热器、一绝缘层以及一相变化层。该介电层具有一表面以及一通道贯穿该介电层。该金属阻隔层内衬该通道。该加热器设置于该通道且包含一针状部以及一柱状部，该针状部凸出于该介电层的表面。该绝缘层设置于介电层表面且遮蔽部分该加热器。该相变化层设置于介电层表面且与该加热器的针状部接触。本发明的方法改变加热器与记忆体之间的接触面积，达到高电流密度以提高加热器热转换效率。

技术领域

本发明是关于一种记忆体元件及其制造方法，尤其是相变化记忆体元件。

背景技术

电子产品〈例如：手机、平板电脑以及数字相机。〉常具有储存数据的记忆体元件。已知记忆体元件可透过记忆体单元上的储存节点储存信息。其中，相变化记忆体利用记忆体元件的电阻状态〈例如高阻值与低阻值〉来储存信息。记忆体元件可具有一在经程序化时可在不同相〈例如：晶体相与非晶相〉之间改变的材料。材料不同相使得记忆体单元具有不同电阻值的不同电阻状态，即表示储存数据的不同值。

相变化记忆体单元在程序化时，可施加电流使得记忆体元件加热至某一温度而改变材料的相。来自记忆体元件的热可传送至耦接至记忆体元件像是电极等。已知相变化记忆体元件的加热器与其耦接的记忆体元件具有较大的接触面积，大接触面积除了常见的表面孔洞的缺陷之外，加温及降温的速度也较慢〈高阻值与低阻值之间的转换不够迅速〉，相对所需的电流量也较大。因此，减少记忆体元件与加热器之间的接触面积，以提升加热器加热效率是本领域欲解决的问题之一。本发明改善加热器与记忆体元件的接触方式，以达到高电流密度，加速记忆体元件不同相之间的转换。

发明内容

本发明的一方面提供一种相变化记忆体元件包含一介电层、一金属阻隔层、一加热器、一绝缘层以及一相变化层。该介电层具有一表面以及一通道贯穿该介电层。该金属阻隔层内衬该通道。该加热器设置于该通道且包含一针状部以及一柱状部，该针状部凸出于该介电层的表面。该绝缘层设置于介电层表面且遮蔽部分该加热器。该相变化层设置于介电层表面且与该加热器的针状部接触。

根据本发明部分实施例，绝缘层暴露针状部的一顶部，且顶部与相变化层接触。

根据本发明部分实施例，加热器的材料是指钨或氮化钛。

根据本发明部分实施例，柱状部低于介电层的表面，且一部分针状部位于通道内。

根据本发明部分实施例，相变化层延伸至该通道。

本发明的另一方面提供一种相变化记忆体元件的制造方法包含形成一介电层以及一多晶硅层于该介电层上。再来，图案化该多晶硅层以及介电层以形成一通道。接着，形成一金属阻隔层于该通道，再形成一加热器于该通道。之后，移除多晶硅层以暴露一部分金属阻隔层以及一部分加热器。接下来，蚀刻暴露的金属阻隔层以及暴露的加热器。暴露的加热器形成一针状部凸出于介电层。再接下来，形成一绝缘层于介电层以及加热器之上。最后形成一相变化层与该暴露的加热器接触。

根据本发明部分实施例，蚀刻暴露的金属阻隔层是透过一第一蚀刻剂，蚀刻暴露的加热器是透过一第二蚀刻剂。

根据本发明部分实施例，蚀刻暴露的金属阻隔层以及暴露的加热器还包含蚀刻一部分位于通道的金属阻隔层，接着，蚀刻一部分位于通道的加热器以形成一凹陷部。

根据本发明部分实施例，形成绝缘层于介电层以及加热器之上还包含移除一部分绝缘层以暴露针状部的一顶部

根据本发明部分实施例，蚀刻暴露的加热器是透过湿蚀刻。

根据本发明部分实施例，蚀刻暴露的加热器是透过干蚀刻。

上述的相变化记忆体元件极其制造方法改变加热器与记忆体之间的接触面积，达到高电流密度以提高加热器热转换效率。

附图说明