[00021039]一种嵌入式相变化存储器及其制造方法

博佳琴电子科技提供一种嵌入式相变化存储器技术。改变相变化存储器单元(PCM memory element)的状态如晶态(Crystalline State)与非晶态(Amorphous State)之间的转换，需要外加电流来达到加热的效果，其电流大小与要转换的相变化存储器材料的面积和体积有密切关系。改变相变化存储器单元从设置(SET)状态(即结晶态)到重置(RESET)状态(即非结晶态)所需的电流通常大于从重置状态到设置状态。对于较成熟的半导体工艺如65nm或大于65nm的工艺，改变到重置状态需要很大的电流，因此要把相变化存储器阵列嵌入到一般的逻辑电路制造工艺如包含数位信号处理器的产品，往往遭遇很大的困难。此外，即使先进的半导体制造工艺如小于或等于45nm工艺，改变相变化存储器单元所需要的大电流仍然是限制相变化存储器广为应用的因素之一。博佳琴电子科技针对这个限制，特别提出方法来降低转换相变化存储器单元状态所需要的电流，作为嵌入式相变化存储器使用，并与一般常用的互补型金属氧化半导体(CMOS)制造工艺匹配。其中包含使用重复性地制作侧壁、过度蚀刻(Over Etch)底层金属、和沉积相变化存储器材料前的氩气溅镀(Argon Sputter)等，来减少底层金属与相变化存储器材料接触的面积。例如在相变化存储器材料沉积的洞(Hole)内与底部金属接触的宽度减少成原来的1/4，则接触面积就只有原来面积的1/16。如此可以减少改变相变化存储器单元所需要的电流。该技术在P型半导体衬底的晶体管源极上的钨插塞上设置金属层，而晶体管汲极上的钨插塞上形成第一凹槽及第二凹槽，第二凹槽位于第一凹槽的底部；钨插塞端面之上依次形成第一侧墙、第二侧墙及第三侧墙，第二侧墙位于第一侧墙上，第三侧墙位于第二侧墙上，且延伸深入第二凹槽中；第一侧墙、第二侧墙及第三侧墙围成一空腔，空腔填满相变化存储器材料；相变化存储器材料上形成金属层。该技术包含嵌入式相变化存储器的制造方法。该制造方法工艺简单，且由该方法形成嵌入式相变化存储器，有效降低转换相变化存储器单元状态所需要的电流。