相变非易失性存储器及其加工方法技术

本发明专利技术提供了一种相变非易失性存储器的加工方法，包括以下步骤：成型出N型硅衬底，在该N型硅衬底上方成型出氧化硅层，在该氧化硅层中刻蚀出氧化硅凹槽；在氧化硅凹槽中的N型硅衬底上外延生长出本征沉积硅层；在本征沉积硅层上外延生长出p型沉积硅层；在p型沉积硅层上外延生长出锗化硅层；在锗化硅层上外延生长出另外一层本征沉积硅层；将外延生长出的本征沉积硅层刻蚀去除，使锗化硅层处于氧化硅凹槽中的最上一层；在锗化硅层上沉积出相变材料层。本发明专利技术的加工方法，使得在对本征沉积硅进行腐蚀去除的过程中，腐蚀结束本征沉积硅以后不再对锗化硅层进行腐蚀，从而也就避免了对所述锗化硅层下方的p型沉积硅层的过腐蚀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路
，具体涉及一种。
技术介绍
相变非易失性存储器(PCRAM)技术利用相变材料由于相变造成的电阻的可逆变化实现数据存储。由于合金具有两种稳定的状态多晶态具有较低电阻率；而非晶态具有较高的电阻率。PCRAM采用电脉冲实现对相变材料的可逆的相变操作，实现电阻的快速反转。PCRAM的性能很大程度上取决于在于相变材料的性能，目前常用的相变材料为 GST (GeSbTe,即DVD-RW光盘中最常用的材料)。PCRAM单元可擦写次数为一亿次以上，单元可擦写次数超过十万亿次，能够满足多数场合的存储器应用。现有技术中PCRAM的加工方法，如图Ia-If所示，按顺序包括以下步骤(a)成型出N型硅衬底101，在该N型硅衬底101上方成型出氧化硅层102，并通过氧化-光刻-腐蚀的方法，在该氧化硅层102中成型出氧化硅凹槽，即图Ia所示的两部分的氧化硅层102 之间的部分。(b)应用物理气象沉积(CVD)的方法，在氧化硅凹槽中得到外延生长的沉积硅层103(本征沉积硅层)，即图Ib所示的i-Epi Si部分。(c)向沉积硅外延生长环境中添加IH6气体，外延生长出ρ型沉积硅层104，即图Ic中的p-Epi Si部分。(d)停止向沉积硅外延生长环境中添加的IH6气体，继续外延生长沉积硅层103，直到其长满氧化硅凹槽， 发生体接触(bulk contact)时停止沉积沉积硅，从而得到图Id所示的上方的i_Epi Si部分。(e)腐蚀掉ρ型沉积硅层104以上部分的沉积硅，得到图Ie所示的结构。(f)在ρ型沉积硅层104上方沉积GST层105，从而得到成品的PCRAM，如图If所示。上述PCRAM的加工方法有以下缺点在步骤(e)中，腐蚀掉P型沉积硅层104以上部分的本征沉积硅层的腐蚀程度不容易精确控制，这必将导致过腐蚀或者腐蚀程度不足， 即有可能将P型沉积硅腐蚀去一些，也可能在P型沉积硅上方还留有一部分的本征沉积硅， 两种可能的情况都将对最后得到的PCRAM的性能造成影响。如果腐蚀程度严重偏离预设标准，势必造成PCRAM废品。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的是针对现有技术中相变非易失性存储器的加工方法中，对于腐蚀掉P型沉积硅层以上部分的本征沉积硅层步骤中的工艺参数要求过于严格的技术问题，提供一种可以确保腐蚀掉P型沉积硅以上部分的本征沉积硅层步骤中不会出现过腐蚀或者腐蚀不足现象的，相变非易失性存储器的加工方法。以及应用本专利技术的加工方法得到的相变非易失性存储器。为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案如下一种相变非易失性存储器的加工方法，包括以下步骤成型出N型硅衬底，在该N型硅衬底上方成型出氧化硅层，在该氧化硅层中刻蚀出氧化硅凹槽，所述氧化硅凹槽垂直贯穿所述氧化硅层；在所述氧化硅凹槽中的N型硅衬底上外延生长出本征沉积硅层；在所述本征沉积硅层上外延生长出ρ型沉积硅层；在所述ρ型沉积硅层上外延生长出锗化硅层；在所述锗化硅层上外延生长出另外一层本征沉积硅层；将外延生长出的所述本征沉积硅层刻蚀去除，使所述锗化硅层处于所述氧化硅凹槽中的最上一层；在所述锗化硅层上沉积出相变材料层。优选的，所述沉积相变材料层时采用的相变材料为GST。优选的，进行所述外延生长时采用的方法为气相外延方法。优选的，外延生长所述本征沉积硅层所采用的方法为外延生长所述本征沉积硅层所采用的方法为向本征沉积硅层外延生长环境中添加SiH4、Si2H6、Si3H8、SiH2Cl2、SiHCl3 或者SiCl4中的一种气体以及氢气H2。优选的，在本征沉积硅层上外延生长出ρ型沉积硅层所采用的方法为在外延生长沉积硅的同时向沉积硅外延生长环境中添加氢化硼B2H6气体。优选的，在ρ型沉积硅层上外延生长出锗化硅层所采用的方法为在外延生长沉积硅的同时向沉积硅外延生长环境中添加氢化锗GeH4气体。优选的，将所述外延生长出的本征沉积硅层刻蚀去除时，采用湿法腐蚀的方法。优选的，所述湿法腐蚀的方法具体为利用15-25wt%氢氧化钾的去离子水溶液， 在70-85摄氏度条件下进行腐蚀。一种应用上述的加工方法得到的相变非易失性存储器，包括N型硅衬底；氧化硅凹槽，所述氧化硅凹槽设置于所述N型硅衬底上方；以及在所述氧化硅凹槽中，由下至上设置有本征沉积硅层；ρ型沉积硅层；锗化硅层；相变材料层。优选的，所述相变材料层中的相变材料为GST。优选的，所述锗化硅层中锗的含有比例为0. 2-0. 3。本专利技术的相变非易失性存储器的加工方法具有以下的有益效果首先，本专利技术的相变非易失性存储器的加工方法，通过在ρ型沉积硅层上方设置锗化硅层，利用锗化硅的抗腐蚀能力比本征沉积硅的强的特性，使得在对本征沉积硅层进行腐蚀去除的过程中，本征沉积硅腐蚀结束以后不再对锗化硅层进行腐蚀，从而也就避免了对所述锗化硅层下方的P型沉积硅层的过腐蚀。在本专利技术的加工方法中，工艺参数要求不高，只需进行充分的腐蚀本征沉积硅层即可，不会出现P型沉积硅层过腐蚀或者本征多晶层硅腐蚀不足的情况，相变非易失性存储器的加工质量很容易的得到了保证。另外，本专利技术的相变非易失性存储器的加工方法，利用湿法腐蚀的方法去除锗化硅层上方的本征沉积硅层，在本征硅层得到腐蚀后锗化硅层得以保存，可以满足本专利技术的加工工艺对于腐蚀加工步骤的需要。 附图说明图Ia-If显示了现有技术中的相变非易失性存储器的制作工艺流程，其中图If是现有技术中的相变非易失性存储器的竖直截面结构示意图；图2a_2g显示了本专利技术的相变非易失性存储器的制作工艺流程的一种具体实施方式，其中图2g是本专利技术的相变非易失性存储器的竖直截面结构示意图；101，201-N型硅衬底；102，202-氧化硅层；103，203-沉积硅层；104，204_p型沉积硅层；105,205-GST M ；206-锗化硅层。具体实施例方式本专利技术提供了一种相变非易失性存储器的加工方法，包括以下步骤(a)、成型出N型硅衬底，在该N型硅衬底上方成型出氧化硅层，在该氧化硅层中刻蚀出氧化硅凹槽，所述氧化硅凹槽垂直贯穿所述氧化硅层；(b)、在氧化硅凹槽中的N型硅衬底上外延生长出本征沉积硅层；(c)、在步骤(b)中得到的本征沉积硅层上外延生长出ρ型沉积硅层；(d)、在步骤(C)中得到的ρ型沉积硅层上外延生长出锗化硅层；(e)、在步骤(d)中得到的锗化硅层上外延生长出另外一层本征沉积硅层；(f)、将步骤(e)中外延生长出的本征沉积硅层刻蚀去除，使所述锗化硅层处于所述氧化硅凹槽中的最上一层；(g)、在步骤(e)中的所述锗化硅层上沉积出相变材料层。本专利技术的相变非易失性存储器的加工方法，通过在ρ型沉积硅层上方设置锗化硅层，利用锗化硅的抗腐蚀能力比本征沉积硅的强的特性，使得在对本征沉积硅进行腐蚀去除的过程中，腐蚀结束本征沉积硅以后不再对锗化硅层进行腐蚀，从而也就避免了对所述锗化硅层下方的P型沉积硅层的过腐蚀。在本专利技术的加工方法中，工艺参数要求不高，只需进行充分的腐蚀本征沉积硅层即可，不会出现P型沉积硅层过腐蚀或者本征多晶层硅腐蚀不足的情况，相变非易失性存储器的加工质量很容易的得到了保证。为使本专利技术的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例， 对本专利技术进一步详细说明。实施例1如图加至28所示，本专利技术的一种相变非易失性存储器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：三重野文健，庞军玲，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：