本發(fā)明專利技術(shù)提供一種相變存儲(chǔ)器及其形成方法，相變存儲(chǔ)器的形成方法包括：提供襯底；在所述襯底上形成包含碳化鈦的底部電極；在所述底部電極上形成與所述底部電極相接觸的相變層；在所述相變層上形成頂部電極。相變存儲(chǔ)器包括：襯底；位于所述襯底上的底部電極，所述底部電極采用包含碳化鈦的材料形成；位于所述底部電極上，并與所述底部電極相接觸的相變層；位于所述相變層上的頂部電極。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果在于，碳化鈦的底部電極可以降低相變存儲(chǔ)器的功耗，提升了相變存儲(chǔ)器的熱效率，這樣也有利于相變存儲(chǔ)器降低功耗；碳化鈦的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，保證了底部電極的形成質(zhì)量。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及一種。
技術(shù)介紹
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)存儲(chǔ)器件的需求越來(lái)越大，這種需要促進(jìn)了存儲(chǔ)器件朝著高性能、低壓、低功耗、高速及高密度方向發(fā)展。相變存儲(chǔ)器(phasechange Random Access Memory, PCRAM)是在 CMOS 集成電路基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種非易失性存儲(chǔ)器，其使用周期表中V族或VI族的一種或一種以上元素的合金作為相變電阻，用相變電阻作為存儲(chǔ)單元，構(gòu)成相變層的相變材料會(huì)由于所施加電流的加熱效果而進(jìn)入結(jié)晶狀態(tài)或非晶狀態(tài)，進(jìn)而相變材料能夠從有序的晶態(tài)(電阻較低)快速轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的非晶態(tài)(電阻較高)；當(dāng)相變層處于結(jié)晶狀態(tài)時(shí)，相變存儲(chǔ)器的電阻較低，此時(shí)存儲(chǔ)器賦值為“O”。當(dāng)相變層處于非晶狀態(tài)時(shí)，相變存儲(chǔ)器電阻較高，此時(shí)存儲(chǔ)器賦值為“ I”。因此，相變存儲(chǔ)器是利用當(dāng)相變層處于結(jié)晶狀態(tài)或非晶狀態(tài)時(shí)的電阻差異來(lái)寫(xiě)入/讀取數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器。然而現(xiàn)有技術(shù)中的相變存儲(chǔ)器的性能仍然不夠理想，如何進(jìn)一步提升相變存儲(chǔ)器的性能成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)解決的問(wèn)題是提供一種相變存儲(chǔ)器的形成方法，以提升相變存儲(chǔ)器的性倉(cāng)泛。為解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種相變存儲(chǔ)器的形成方法，包括:提供襯底；在所述襯底上形成包含碳化鈦的底部電極；在所述底部電極上形成與所述底部電極相接觸的相變層；在所述相變層上形成頂部電極。可選的，形成底部電極的步驟包括:采用原子層沉積、化學(xué)氣相沉積或者物理氣相沉積的方式形成所述包含碳化鈦的底部電極。可選的，底部電極的材料為摻雜有氮的碳化鈦。可選的，采用化學(xué)氣相沉積的方式形成所述底部電極，并采用四氯化鈦氣體、甲烷氣體以及氨氣作為化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)物。可選的，化學(xué)氣相沉積形成所述摻雜有氮的碳化鈦的底部電極的步驟包括:使沉積環(huán)境壓強(qiáng)在O?40托的范圍內(nèi)，溫度在300?700攝氏度的范圍內(nèi)，反應(yīng)氣體流量在O?500標(biāo)況暈升每分的范圍內(nèi)。可選的，底部電極的材料為T(mén)iCxNl-x，其中X的取值在O?0.5的范圍內(nèi)。可選的，形成底部電極的步驟包括:在所述襯底上形成層間介質(zhì)層；在所述層間介質(zhì)層中形成開(kāi)口 ；在所述開(kāi)口以及層間介質(zhì)層的表面形成包含碳化鈦的材料層；去除部分所述包含碳化鈦的材料層，僅保留位于開(kāi)口中的包含碳化鈦的材料層，以在所述開(kāi)口中形成所述底部電極。可選的，相變層的材料由GeSbTe、H2Se, GeH4或者SbH3的一種或其組合形成。可選的，在形成相變層的步驟之后，在形成頂部電極的步驟之前，所述形成方法還包括:對(duì)所述相變層進(jìn)行熱處理。可選的，對(duì)相變層進(jìn)行熱處理的步驟包括:采用氮?dú)夂蜌錃庾鳛闊崽幚淼谋Ｗo(hù)氣，并使熱處理的溫度在310?390攝氏度的范圍內(nèi)，熱處理時(shí)間在O?10分鐘的范圍內(nèi)。可選的，在形成相變層的步驟之后，在形成頂部電極的步驟之前，所述形成方法還包括:在所述相變層上形成接觸層；在所述接觸層上形成蓋帽層；形成頂部電極的步驟包括:形成貫穿所述蓋帽層，并接觸所述接觸層的頂部電極。可選的，蓋帽層的材料為氮化物。此外，本專利技術(shù)還一種相變存儲(chǔ)器，包括:襯底；位于所述襯底上的底部電極，所述底部電極采用包含碳化鈦的材料形成；位于所述底部電極上，并與所述底部電極相接觸的相變層；位于所述相變層上的頂部電極。可選的，所述底部電極的材料為摻雜有氮的碳化鈦。可選的，底部電極的材料為T(mén)iCxNl-x，其中X的取值在O?0.5的范圍內(nèi)。如權(quán)利要求13所述的相變存儲(chǔ)器，其特征在于，所述相變層的材料包括GeSbTe、H2Se, GeH4或者SbH3的一種或其組合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):本專利技術(shù)形成包含碳化鈦的底部電極可以降低相變存儲(chǔ)器的功耗，其原因在于，一方面，碳化鈦的電阻率較大，在同樣的電流下發(fā)熱更多，更有利于提升相變層中相變材料的溫度，這樣可以在發(fā)熱量相同的情況下，減少電流大小，進(jìn)而降低相變存儲(chǔ)器的功耗；另一方面，碳化鈦的熱導(dǎo)率相對(duì)較低，這樣相變層中的熱量不容易通過(guò)本專利技術(shù)的底部電極散失，進(jìn)而提升了相變存儲(chǔ)器的熱效率，這樣也有利于相變存儲(chǔ)器降低功耗。此外，碳化鈦的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在形成碳化鈦材料的底部電極過(guò)程中不容易使碳化鈦的底部電極受到工藝影響(例如，受到化學(xué)機(jī)械研磨過(guò)程中的腐蝕等)，這樣進(jìn)一步保證了底部電極的形成質(zhì)量。進(jìn)一步，在現(xiàn)有技術(shù)中，形成的相變層與底部電極之間可能非完全接觸，相變層與底部電極之間可能存在一些空隙，這些孔隙會(huì)導(dǎo)致相變層與底部電極之間的接觸不穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致相變存儲(chǔ)器的穩(wěn)定性受到影響，甚至直接影響生產(chǎn)相變存儲(chǔ)器的良率；此外，由于相變存儲(chǔ)器在首次使用時(shí)，相變層中的相變材料受熱，相變材料中的晶粒會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而使其體積會(huì)發(fā)生一定程度的變化(可能是收縮或者膨脹)，而且這種變化即使在不施加電流時(shí)也會(huì)一直保持，如果相變材料收縮，會(huì)與其他部件，例如底部電極之間產(chǎn)生縫隙，導(dǎo)致相變存儲(chǔ)器內(nèi)部接觸不良或者性能變得不穩(wěn)定；如果相變材料膨脹這會(huì)對(duì)周圍構(gòu)造產(chǎn)生擠壓。本專利技術(shù)在形成相變層的步驟之后，在形成頂部電極的步驟之前，對(duì)所述相變層進(jìn)行熱處理有利于增加形成的相變存儲(chǔ)器的穩(wěn)定性，因?yàn)闊崽幚碛欣谑剐纬傻南嘧儗邮軣嵝巫儯M(jìn)而能夠?qū)⒃究赡艽嬖谟谙嘧儗优c底部電極之間的孔隙填滿，從而增加了形成的相變存儲(chǔ)器的穩(wěn)定性；另一方面，在相變存儲(chǔ)器首次使用時(shí)，相變層受熱可能發(fā)生一定程度的形變，可能對(duì)位于相變層周圍的器件結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擠壓，影響相變存儲(chǔ)器性能，進(jìn)行所述熱處理可以預(yù)先使相變層發(fā)生上述形變，這樣在形成相變存儲(chǔ)器后便基本不會(huì)再發(fā)生形變，進(jìn)一部增加了形成相變存儲(chǔ)器的性能。【附圖說(shuō)明】圖1是現(xiàn)有技術(shù)中形成相變存儲(chǔ)器的示意圖；圖2至圖9是本專利技術(shù)相變存儲(chǔ)器的形成方法一實(shí)施例中各個(gè)步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】現(xiàn)有的相變存儲(chǔ)器的性能不夠理想，一方面是因?yàn)楝F(xiàn)有的相變存儲(chǔ)器的功耗較大，也就是說(shuō)在相變存儲(chǔ)器實(shí)際使用時(shí)所需要的操作電流較大，相變存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)信息的寫(xiě)入和擦除的方式是利用焦耳熱使微小當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 4 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種相變存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，包括：提供襯底；在所述襯底上形成包含碳化鈦的底部電極；在所述底部電極上形成與所述底部電極相接觸的相變層；在所述相變層上形成頂部電極。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：伏廣才，李志超，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中芯國(guó)際集成電路制造上海有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31
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