[发明专利]相变存储器及其形成方法

说明书

本发明提供一种相变存储器及其形成方法，其中，相变存储器的形成方法包括：提供基底；在所述基底上形成加热层；在所述加热层侧壁表面形成相变层，所述加热层仅侧壁与所述相变层接触。在所述加热层侧壁表面形成相变层，由于在加热层的形成工艺中，能够使加热层的厚度较小，小于加热层表面的最小尺寸。由于加热层的厚度较小，所述相变层位于所述加热层侧壁表面，则可以使所述相变层与所述加热层的接触面积较小。所述相变层与所述加热层的接触面积小，在读写数据时发生相变的相变层材料较少，从而能够缩短相变时间，进而增加相变存储器的读写速度。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种相变存储器及其形成方法。

背景技术

随着信息技术的发展，存储信息量急剧增加。存储信息量的增加促进了相变存储器的飞速发展，同时也对相变存储器的读写效率提出了更高的要求。

相变存储器(phase change memory)，缩略表示为PCM，是利用特殊材料在晶态和非晶态之间相互转化时所表现出来的导电性差异来存储数据的存储装置。

PCM的存储单元的基本结构包括相变层。相变层材料是一种极小的硫族合金，通过在电脉冲集中加热的情况下，它能够从有序的晶态快速转变为无序的非晶态，非晶态比晶态的电阻率高得多。相变存储器通过相变层的晶态和非晶态电阻率大小的差异存储二进制数据，具体的，高电阻的非晶态用于表示二进制“0”，低电阻的晶态表示“1”。相变存储器的相变层从晶态到非晶态的反复转换过程是由熔化和快速冷却机制触发的。

然而，现有的相变存储器存在读写速率慢、读写效率低的缺点。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种相变存储器及其形成方法，能够提高读写速率，改善相变存储器性能。

为解决上述问题，本发明提供一种相变存储器的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成加热层；在所述加热层侧壁表面形成相变层，所述加热层仅侧壁与所述相变层接触。

可选的，形成所述相变层之前，所述形成方法还包括：在所述基底上形成隔热层，所述隔热层位于所述加热层上，且所述隔热层暴露出所述加热层侧壁，所述相变层还位于所述隔热层上。

可选的，形成所述相变层的步骤包括：在所述隔热层上和所述加热层侧壁表面形成初始相变层；对所述初始相变层进行刻蚀，去除所述加热层侧壁表面的部分初始相变层。

可选的，去除所述加热层侧壁表面的部分初始相变层的步骤包括：形成覆盖所述初始相变层的图形层，所述图形层暴露出加热层侧壁表面的部分初始相变层，且所述图形层与加热层在基底上的投影图形仅部分重合；以所述图形层为掩膜对所述初始相变层进行刻蚀，形成相变层。

可选的，对所述初始相变层进行刻蚀的工艺包括干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。

可选的，所述隔热层的材料为氮化硅。

可选的，形成所述隔热层的工艺包括化学气相沉积工艺。

可选的，所述隔热层的厚度为600埃～800埃。

可选的，所述加热层的材料为氮化钛、氮化钽、钛或钨；形成所述加热层的工艺包括：物理气相沉积工艺。

可选的，所述相变层的材料为GeSbTe；形成所述相变层的工艺包括物理气相沉积工艺。

可选的，所述加热层的厚度为60nm～80nm。

可选的，所述加热层在所述基底表面的投影图形为矩形或圆形。

可选的，所述加热层在所述基底表面的投影图形为正方形，所述加热层在所述基底表面的投影图形的边长为270nm～330nm。