用于可编程器件的粘接材料制造技术

一方面，本发明专利技术提供了一种设置并重新编程可编程器件的状态的装置。一方面，本发明专利技术提供了一种方法，使得在电介质（２１０）和电极（２３０Ａ）上形成例如Ｔｉ或多晶硅的粘接剂（２１５），所述粘接剂被图案化以暴露出电极，并在粘接剂上和电极上形成可编程材料（４０４）。另一方面，本发明专利技术提供了一种方法，即在电介质（２１０）上形成粘接剂（２１４），形成通过电介质的开口（２２０）以暴露出形成在衬底上的触头（１７０），并且在粘接剂上和触头的一部分上形成优选地是硫族化物的可编程材料（４０４）。在可编程材料上形成导体（４１０），所述触头传导到信号线。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
可编程器件，包括可通过改变相变材料的状态而被编程的相变存储器器件。
技术介绍
典型的计算机或与计算机相关的设备包括物理存储器，通常称之为主存储器或随机访问存储器(RAM)。一般地，RAM是计算机程序可用的存储器，只读存储器(ROM)是例如用于存储启动计算机和进行诊断的程序的存储器。典型的存储器应用包括动态随机访问存储器(DRAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)和电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。固态存储器器件通常对存储器应用中的每个存储器位采用微电子电路元件(例如每个位1-4个晶体管)。由于每个存储器位需要一个或多个电子电路元件，因此这些器件可能消耗大量的芯片“占地面积”(″realestate″)来存储一位的信息，这就限制了存储器芯片的密度。这些器件的主要“非易失”存储器元件，例如EEPROM，通常采用具有受限的可重编程性的浮栅场效应晶体管器件，该器件在场效应晶体管的栅极上保持电荷来存储每个存储器位。而且这些类的存储器器件编程相对较慢。相变存储器器件使用相变材料，即可以在一般的无定形状态和一般的晶体状态之间进行电切换的材料，来用于电子存储器应用。最初由密歇根州Troy的Energy Conversion Device公司开发的一种存储器元件采用了一种相变材料，这种相变材料在一种应用中可以在一般的无定形结构状态和一般的晶体局部有序结构状态之间，或者在完全无定形状态和完全晶体状态之间的整个范围上局部有序的不同可检测状态之间进行电切换。适于这种应用的典型材料包括利用各种硫族元素化合物的材料。这些电子存储器器件通常不使用场效应晶体管器件作为存储器存储元件，但是在电学环境下包括薄膜硫族化物材料的单片电路。结果，需要非常少的芯片占地面积来存储一位的信息，从而提供了内在高密度的存储器芯片。这种状态变化材料也是真正非易失的，因为当其被设置在代表电阻值的晶体、半晶体、无定形、或半无定形状态时，该值被保持直到被重新编程，这是由于这个值代表材料的物态(例如晶态或无定形)。因而，相变存储器材料代表了非易失存储器的显著进步。固态存储器器件和相变存储器器件共有的一个特性是有限的可重编程循环寿命，所述循环是指从/至无定形态和晶态的循环。而且，随着时间的过去，相变材料可能无法从/至无定形态和晶态地来可靠地重新编程。造成这些不利特性的因素包括由热和膜沉积应力引起的相变材料的分层，以及相变材料与粘接材料的混合。增加相变存储器材料的可编程循环寿命，并避免上述因素是所期望的。附图说明当参照附图来阅读下面的详细描述时，本专利技术的优点将变得明显，附图中图1是存储器元件阵列实施例的示意图；图2示意性地示出了部分半导体衬底的横截面平面侧视图，半导体衬底具有形成于其中的电介质沟槽，限定出根据在衬底上形成存储器元件的一个实施例的存储器单元的z向厚度；图3通过同样的横截面视图描绘了在引入掺杂剂来形成存储器元件隔离器件之后图2的结构；图4描绘了在形成沟槽之后图3的结构；图5描绘了图4结构的示意性俯视图；图6描绘了在形成触头之后图4的结构；图7通过同样的横截面视图描绘了在形成掩模材料和介电材料之后图6的结构；图8通过同样的横截面视图描绘了在电介质上形成粘接剂之后图7的结构；图9通过同样的横截面视图描绘了在形成穿过粘接剂和电介质的开口以暴露出触头之后图8的结构；图10通过同样的横截面视图描绘了在开口内和粘接剂上保形地(conformally)形成隔片之后图9的结构；图11通过同样的横截面视图描绘了刻蚀隔片之后图10的结构；图12描绘了在形成可编程材料、阻挡和导体之后的图11结构的同样的横截面视图；图13描绘了图案化可编程材料、阻挡和导体之后的图12结构的同样的横截面视图；图14描绘了图13结构的另一横截面视图；图15描绘了在形成介电材料和信号线之后的图14结构的同样的横截面视图；图16通过同样的横截面视图描绘了在形成穿过电介质的开口以暴露出触头之后图7的结构；图17通过同样的横截面视图描绘了在触头上形成电极之后图16的结构；图18通过同样的横截面视图描绘了在开口中形成电介质、并去除了电极的水平部分之后图17的结构；图19A-图19E通过同样的横截面视图描绘了图18的结构，其示出了粘接剂和可编程材料的形成和图案化；图20通过同样的横截面视图描绘了在可编程材料上形成并图案化阻挡、以及在阻挡上形成并图案化导体之后图19E的结构；图21通过同样的横截面视图描绘了在导体上形成电介质、形成通孔以及在电介质上形成信号线之后图20的结构；图22描绘了一种形成具有类似于图15中所描绘的结构的存储器器件的方法；图23描绘了另一种形成具有类似于图21中所描绘的结构的存储器器件的方法；以及图24描绘了一个系统实施例，其包括具有类似于图15和图21中的一个所描述的结构的存储器。具体实施例方式参照具体构造来描述示例性实施例。本领域普通技术人员将认识到，可进行各种变化和修改，而仍保持在所附权利要求的范围内。此外，为避免混淆本专利技术，可能并未详细地陈述公知的元件、器件、部件、电路、工艺步骤等。当前，在一些存储器器件中，相变材料和电极之间并未使用粘接剂，部分原因是由于粘接剂对器件的影响。但是，没有粘接剂，在处理存储器器件时所用的温度会受限，因为温度会影响相变材料以及电极和电介质其中一个之间的粘接(例如分层)。而且，没有粘接剂，薄膜沉积的厚度会受限，因为随后的膜沉积会增加应力，这可能造成相变材料以及电极和电介质其中一个之间的分层。当前，在其他存储器器件中，在相变材料和电极之间使用粘接剂，这对相变材料的编程有有害的影响。例如，在粘接剂导电性高的情况下，粘接剂可以通过触头与晶体相变材料的短接，而使相变材料(当处在高电阻的无定形状态时)短路。在粘接剂绝缘或导电率较低的情况下，会遇到相反的问题，即粘接剂增加了与晶体编程相变材料相串联的附加电阻。而且，在当前已知的器件中，粘接剂与相变材料的混合也可能发生，并且温度越高，这种混合的可能性越大。这种混合可能造成相变材料的编程故障。因此，对所用粘接剂的选择是有限的，或者被限定为在给定温度下能防止混合的粘接剂。本专利技术描述了利用可编程材料来确定存储器器件的存储器元件状态的器件，其重新编程至无定形态和晶态。相对于以前的器件，所描述的存储器器件和方法提供的器件可靠性和可编程循环寿命都有所改善。而且，在实施例中，利用常规的工艺工具和设施可生产这种装置。在实施例中，在相变材料和电介质之间使用粘接剂。在实施例中，有关相变材料的分层、对相变材料编程的有害影响、以及粘接剂和相变材料混合的问题都被控制，并使其影响最小。图1示出了存储器阵列实施例的示意图，所述存储器阵列由在这里所提供的说明的上下文中提出并形成的多个存储器元件组成。在这个示例中，存储器阵列5的电路包括在芯片的一部分上与隔离器件25串接而电互连的存储器元件30的xy网格。在一个实施例中，地址线10(例如各列)和20(例如各行)以常规方式被连接到外部的寻址电路系统。结合有隔离器件的存储器元件的xy网格阵列的一个目的在于，使得各个分立的存储器元件能够在不干扰存储在阵列的邻近或远离的存储器元件中的信息的情况下被读和写。诸如图1的存储器器件5的存储器阵列可以形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：在触头上形成电介质，所述触头形成在衬底上；形成通过所述电介质的开口，以暴露出所述触头；在所述开口内形成电极，所述电极位于所述触头上；在所述电介质和所述电极上形成粘接剂；图案化所述粘接剂 ，以暴露出所述电极的一部分；在所述粘接剂上和所述电极上形成可编程材料；以及形成导体到所述可编程材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括在触头上形成电介质，所述触头形成在衬底上；形成通过所述电介质的开口，以暴露出所述触头；在所述开口内形成电极，所述电极位于所述触头上；在所述电介质和所述电极上形成粘接剂；图案化所述粘接剂，以暴露出所述电极的一部分；在所述粘接剂上和所述电极上形成可编程材料；以及形成导体到所述可编程材料。2.如权利要求1所述的方法，还包括同时图案化所述粘接剂、所述可编程材料和所述导体。3.如权利要求1所述的方法，其中形成粘接剂包括形成钛和多晶硅中的至少一种，形成可编程材料包括形成硫族化物存储器元件。4.一种装置，包括在衬底上的触头；所述触头上的电介质，所述电介质具有延伸至所述触头的开口；在所述开口内的电极，所述电极位于所述触头上；在所述电介质上的粘接剂；在所述粘接剂上和所述电极上的可编程材料；以及到所述可编程材料的导体。5.如权利要求4所述的装置，其中所述粘接剂、所述可编程材料和所述导体被同时图案化。6.如权利要求4所述的装置，其中所述粘接剂包括钛和多晶硅中的至少一种，所述可编程材料包括硫族化物存储器元件。7.一种系统，包括微处理器；输入/输出端口；和存储器，所述存储器包括衬底上的触头；所述触头上的电介质，所述电介质具有延伸至所述触头的开口；在所述开口内并在所述触头上的电极；在所述电介质上的粘接剂；在所述粘接剂上和所述电极上的可编程材料；和到所述可编程材料的导体；并且其中所述微处理器、所述输入/输出端口和所述存储器通过数据总线、地址总线和控制总线相连接。8.如权利要求7所述的系统，其中所述粘接剂、所述可编程材料和所述导体被同时图案化。9.如权利要求7所述的系统，其中所述粘接剂包括钛和多晶硅中的至少一种，所述可编程材料包括硫族化物存储器元件。10.一种方法，包括在触头上形成电介质，所述触头形成在衬底上；在所述电介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰勒A劳里，肖恩J李，何惠民，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]