[发明专利]相变化记忆体及其制造方法

说明书

本发明揭露一种相变化记忆体及其制造方法。相变化记忆体包含主动元件、下电极、第一绝缘层、上电极、弓形加热器以及环状相变化层。下电极耦接主动元件，第一绝缘层位于下电极上方，而上电极位于第一绝缘层上方。弓形加热器嵌于第一绝缘层中，而环状相变化层则围绕第一绝缘层与上电极，且环状相变化层接触弓形加热器的一侧面。由于弓形加热层与环状相变化层之间的接触面积很小，因此相变化记忆体的重置电流很低。

本申请是申请日为2015年12月16日、申请号为201510944666.7、发明名称为“相变化记忆体及其制造方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是有关于一种相变化记忆体及其制造方法。

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可在不同相态(例如：晶相与非晶相)之间转换的材料。不同相态使得记忆体单元具有不同电阻值的电阻状态，以用于表示储存数据的不同数值。

相变化记忆体单元在操作时，可施加电流使得记忆体元件的温度提升以改变材料的相态。但目前现有的相变化记忆体中的加热器与相变化材料之间的接触面积较大，使得相变化记忆体的重置电流较高。虽然可利用微影与蚀刻制程，形成顶面积较小的柱状加热器，以柱状加热器的顶面与相变化材料相互接触，但微影制程仍有其极限，且蚀刻制程的难度也高，故不易精准控制柱状加热器的特征尺寸。因此，如何能够使加热器与相变化材料之间的接触面积更小成为本技术领域的重要课题之一。

发明内容

本发明的一方面在于提供一种制造相变化记忆体的方法，包含下列步骤。形成一下电极；形成一弓形加热器于下电极上方；形成一第一绝缘层覆盖弓形加热器；形成一上电极于第一绝缘层上；以及形成一环状相变化层围绕第一绝缘层与上电极，其中环状相变化层接触弓形加热器的一弧面。

在本发明的一或多个实施方式中，在形成下电极之前，还包含下列步骤。提供一基板，并形成一主动元件于基板上，其中下电极耦接主动元件。

在本发明的一或多个实施方式中，形成弓形加热层于下电极上方的步骤包含：沉积一加热材料层于下电极上，并图案化加热材料层以形成一图案化加热材料层，且图案化加热材料层暴露部分下电极。之后移除部分图案化加热材料层以形成弓形加热器于下电极上方。

在本发明的一或多个实施方式中，移除部分图案化加热材料层的步骤包含：沉积一绝缘材料覆盖图案化加热材料层，并移除部分绝缘材料与部分图案化加热材料层以同时形成第一绝缘层与弓形加热器，且第一绝缘层暴露弓形加热器的该弧面。

在本发明的一或多个实施方式中，在沉积加热材料层于下电极上前，更沉积一阻障层于下电极上方。

在本发明的一或多个实施方式中，还包含下列步骤。图案化此阻障层以形成一图案化阻障层，且图案化阻障层暴露部分的下电极。更移除部分图案化阻障层以形成一弓形阻障件于下电极与弓形加热器之间。

在本发明的一或多个实施方式中，阻障层包含氮化钽，而加热材料层包含氮化钛。

在本发明的一或多个实施方式中，形成环状相变化层围绕第一绝缘层与上电极的步骤包含：沉积一相变化层共形地覆盖第一绝缘层与上电极；以及非等向性移除上电极上方的相变化层，以形成环状相变化层围绕第一绝缘层与上电极。

在本发明的一或多个实施方式中，还包含下列步骤。沉积一第二绝缘层覆盖上电极与环状相变化层，并对第二绝缘层、上电极及环状相变化层进行一平坦化制程。