CN113517395B - 相变存储器的制备方法、制备的控制方法以及相变存储器 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了一种相变存储器的制备方法、制备的控制方法以及相变存储器。所述相变存储器的制备方法包括:形成覆盖基底表面的第n个第一导电材料层;其中,n为自然数;形成覆盖第n个所述第一导电材料层的第n个第二导电材料层;在形成第n个所述第二导电材料层的同时,第n个所述第二导电材料层的组成粒子轰击第n个所述第一导电材料层,以使至少部分第n个所述第一导电材料层的组成粒子进入所述基底内并形成粘接层;其中,所述第一导电材料层与所述第二导电材料层的组成粒子相同;形成覆盖所述第二导电材料层的相变存储单元;其中,所述粘接层,用于增大所述第二导电材料层与所述基底之间的附着力。
Description
技术领域
本公开涉及半导体技术领域,尤其涉及一种相变存储器的制备方法、制备的控制方法以及相变存储器。
背景技术
相变存储器为一种非易失性存储器,利用化合物在晶态和非晶态之间转化后导电性的差异来存储数据,具有高存储器密度、高可靠性及无电数据保持等特性。然而,目前的相变存储器中会发生存储单元坍塌的问题,因此,如何减少存储单元坍塌以提高相变存储器的质量,成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本公开实施例提供一种相变存储器的制备方法、制备的控制方法以及相变存储器。
根据本公开实施例的第一方面,提供了一种相变存储器的制备方法,所述方法包括:
形成覆盖基底表面的第n个第一导电材料层;其中,n为自然数;
形成覆盖第n个所述第一导电材料层的第n个第二导电材料层;
在形成第n个所述第二导电材料层的同时,第n个所述第二导电材料层的组成粒子轰击第n个所述第一导电材料层,以使至少部分第n个所述第一导电材料层的组成粒子进入所述基底内并形成粘接层;其中,所述第一导电材料层与所述第二导电材料层的组成粒子相同;
形成覆盖所述第二导电材料层的相变存储单元;其中,所述粘接层,用于增大所述第二导电材料层与所述基底之间的附着力。
在一些实施例中,所述在形成第n个所述第二导电材料层的同时,第n个所述第二导电材料层的组成粒子轰击第n个所述第一导电材料层,以使至少部分第n个所述第一导电材料层的组成粒子进入所述基底内并形成粘接层,包括:
在向第n个所述第一导电材料层表面沉积第n个所述第二导电材料层的组成粒子的同时,至少部分第n个所述第二导电材料层的组成粒子轰击第n个所述第一导电材料层,以使至少部分第n个所述第一导电材料层的组成粒子进入所述基底内;
进入所述基底内的第n个所述第一导电材料层的组成粒子与所述基底的组成粒子发生反应,生成组成所述粘接层的产物。
在一些实施例中,所述方法还包括:
在所述n大于1且小于预设值m时,形成覆盖第(n-1)个所述第二导电材料层的第n个所述第一导电材料层;其中,所述n为大于1的正整数;
在所述n增加至等于预设值m时,停止向第m个所述第二导电材料层表面沉积第(m+1)个所述第一导电材料层。
在一些实施例中,所述方法还包括:
在形成所述粘接层之后,利用物理气相沉积工艺向所述第二导电材料层表面沉积导电材料,以使所述第二导电材料层的厚度从第一厚度增加至第二厚度;
所述形成覆盖所述第二导电材料层的相变存储单元,包括:
在具有第二厚度的所述第二导电材料层表面形成所述相变存储单元。
根据本公开实施例的第二方面,提供一种相变存储器制备的控制方法,所述控制方法包括:
在检测到承载台上承载有基底时,发送第n个第一控制指令;
根据第n个所述第一控制指令,产生第一电场;其中,在所述第一电场作用下,靶材的组成粒子飞溅至所述基底表面并形成第n个第一导电材料层,n为自然数;
在发送第n个所述第一控制指令之后,发送第n个第二控制指令;
根据第n个所述第二控制指令,产生第二电场;其中,在所述第二电场作用下,所述靶材的组成粒子飞溅至所述基底表面形成第n个第二导电材料层,并轰击第n个所述第一导电材料层,以使至少部分第n个所述第一导电材料层的组成粒子进入所述基底内并形成粘接层。
在一些实施例中,所述根据第n个所述第一控制指令,产生第一电场,包括:根据第n个所述第一控制指令,开启直流电源,以向所述靶材施加第一直流电压并产生所述第一电场;
所述根据第n个所述第二控制指令,产生第二电场,包括:根据第n个所述第二控制指令,保持所述直流电源处于开启状态并开启交流电源,以向所述靶材施加所述第一直流电压和第二交流电压,产生所述第二电场。
在一些实施例中,所述根据第n个所述第一控制指令,产生第一电场,还包括:在所述n大于1且小于预设值m时,根据第n个所述第一控制指令,保持所述直流电源处于开启状态并关闭所述交流电源;其中,所述n为大于1的正整数。
在一些实施例中,所述方法还包括:
在所述n增加至等于预设值m时,产生第三控制指令;
根据所述第三控制指令,保持所述直流电源处于开启状态,并将所述交流电源的功率值从第一功率值减小至第二功率值;其中,所述第二功率值大于0。
根据本公开实施例的第三方面,提供一种相变存储器,所述相变存储器包括:
基底;
相变存储单元,位于所述基底表面;
第二导电线,位于所述相变存储单元和所述基底之间;
粘接层,位于所述第二导电线和所述基底之间,用于增大所述第二导电线和所述基底之间的附着力;
其中,所述粘接层,通过轰击覆盖所述基底表面的第一导电材料层时,至少部分所述第一导电材料层的组成粒子进入所述基底内所形成的;所述粘接层的厚度小于所述基底的厚度。
在一些实施例中,所述粘接层,通过向所述第一导电材料层表面沉积所述第二导电材料层的组成粒子时,注入所述基底内的所述第一导电材料层的组成粒子与所述基底的组成粒子发生反应生成。
在本公开实施例中,通过使第n个第二导电材料层的组成粒子轰击第n个第一导电材料层,以使至少部分第n个第一导电材料层的组成粒子进入基底内并形成粘接层,如此,通过形成粘接层,增大了第二导电材料层与基底之间的附着力,提高了相变存储器的结构稳固性,进而提高了相变存储器的性能。
附图说明
图1为相关技术中的相变存储器出现坍塌的结构示意图;
图2为本公开实施例提供的相变存储器的制备方法的流程示意图;
图3a至图3e为本公开实施例提供的相变存储器在制备过程中的器件结构示意图;
图4为本公开实施例提供的相变存储器制备的控制方法的流程示意图;
图5为本公开实施例提供的相变存储器制备的装置图;
图6为本公开实施例提供的相变存储器制备过程中的直流电源和交流电源的时序图。
附图标记说明:
10-基底;11-粘接层;
21-第1个第一导电材料层;22-第2个第一导电材料层;30-第二导电线;31-第1个第二导电材料层;32-第2个第二导电材料层;
40-相变存储单元;41-第一电极、42-选通层、43-第二电极、44-相变存储层;45-第三电极;
50-承载台;
60-控制器;61-直流电源;62-交流电源;
70-靶材;80-反应腔。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开实施例公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开,而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本公开更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本公开可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本公开发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述;即,这里不描述实际实施例的全部特征,不详细描述公知的功能和结构。
在附图中,为了清楚,层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白,当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本公开教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时,并不表明本公开必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本公开的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本公开,将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构,以便阐释本公开的技术方案。本公开的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本公开还可以具有其他实施方式。
在相关技术中,现有溅镀技术为了平衡薄膜的均匀性、电阻率、缺陷数量和应力,普遍采用靶材点火和正常沉积工艺,对于单层薄膜或者作为金属线连接的金属薄膜来说,即使薄膜应力值较高,也不会导致薄膜的分层或者多层薄膜的倒塌问题。
但是对于多层的三维相变存储器而言,因为单个阵列相变结构的薄膜堆叠层数较多以及关键尺寸(Critical Dimensional,CD)极低,对于底层薄膜,例如钨层或氮化钨层,其与基底或者其他薄膜的附着力就显示出了极其重要的作用。如图1所示,如果附着力不足,后续进行蚀刻时,会出现存储阵列坍塌的现象。
基于此,本公开实施例提供了一种相变存储器的制备方法。具体请参见附图2。如图2所示,所述方法包括以下步骤:
步骤201:形成覆盖基底表面的第n个第一导电材料层;其中,n为自然数;
步骤202:形成覆盖第n个所述第一导电材料层的第n个第二导电材料层;在形成第n个所述第二导电材料层的同时,第n个所述第二导电材料层的组成粒子轰击第n个所述第一导电材料层,以使至少部分第n个所述第一导电材料层的组成粒子进入所述基底内并形成粘接层;其中,所述第一导电材料层与所述第二导电材料层的组成粒子相同;
步骤203:形成覆盖所述第二导电材料层的相变存储单元;其中,所述粘接层,用于增大所述第二导电材料层与所述基底之间的附着力。
下面结合具体实施例对本公开实施例提供的相变存储器的制备方法再作进一步详细的说明。
图3a至图3e为本公开实施例提供的相变存储器在制备过程中的器件结构示意图。
首先,执行步骤201。先形成覆盖基底10表面的第n个第一导电材料层;其中,n为自然数。
接着,执行步骤202。形成覆盖第n个第一导电材料层的第n个第二导电材料层;在形成第n个第二导电材料层的同时,第n个第二导电材料层的组成粒子轰击第n个第一导电材料层,以使至少部分第n个第一导电材料层的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11;其中,第一导电材料层与第二导电材料层的组成粒子相同。
需要指出的是,由于第一导电材料层和第二导电材料层的组成粒子相同,因此,先后形成的第n个第一导电材料层和第n个第二导电材料层之间的附着力较好,并可将先后形成的第n个第一导电材料层和第n个第二导电材料层看作一体结构。
在一具体实施例中,n可等于1,即只形成第1个第一导电材料层和第1个第二导电材料层。
在此实施例中,参考图3a,先形成覆盖基底10表面的第1个第一导电材料层21。
接着,参考图3b,形成覆盖第1个第一导电材料层21的第1个第二导电材料层31;在形成第1个第二导电材料层31的同时,第1个第二导电材料层31的组成粒子轰击第1个第一导电材料层21,以使部分第1个第一导电材料层21的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11。在此实施例中,在粘接层11和第1个第二导电材料层31之间还残留部分第1个第一导电材料层21。由于粘接层是通过使部分第一导电材料层的组成粒子进入基底内所形成的,因此,粘接层和剩余的第一导电材料层看作一体结构,如此,相较于不设置粘接层,可增大基底与残留的第一导电材料层之间的附着力,进而增大基底与第二导电材料层的附着力。
在另一实施例中,在形成第1个第二导电材料层31的同时,第1个第二导电材料层31的组成粒子轰击第1个第一导电材料层21,以使全部的第1个第一导电材料层21的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11。在此实施例中,在粘接层11和第1个第二导电材料层31之间并不存在第1个第一导电材料层21。在此实施例中,因为全部的第1个第一导电材料层21的组成粒子都进入了基底内,使得形成的粘接层的厚度增加,基底与第二导电材料层的附着力也随之增大。
在另一实施例中,在形成第1个第二导电材料层31的同时,第1个第二导电材料层31的组成粒子轰击第1个第一导电材料层21,以使全部的第1个第一导电材料层21的组成粒子和部分第1个第二导电材料层31的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11。在此实施例中,在粘接层11和第1个第二导电材料层31之间并不存在第1个第一导电材料层21。
在另一实施例中,在形成第1个第二导电材料层31的同时,第1个第二导电材料层31的组成粒子轰击第1个第一导电材料层21,以使全部的第1个第一导电材料层21的组成粒子和全部的第1个第二导电材料层31的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11。在此实施例中,粘接层11上不存在第1个第一导电材料层21和第1个第二导电材料层31。在此实施例中,进入基底内的第一导电材料层和第二导电材料层的组成粒子越多,形成的粘接层的厚度越厚,基底与最终形成的第二导电材料层的附着力就越大。
在n等于1的实施例中,在形成第1个第二导电材料层后,停止向第1个第二导电材料层表面沉积第2个第一导电材料层。在此实施例中,因为只循环一次,故工艺简单,成本较低,同时也可在一定程度上增大基底与第二导电材料层的附着力,进而提高了相变存储器的结构稳固性以及性能。
在另一具体实施例中,n大于1。下面以n等于2为示例进行说明。
在n等于2的实施例中,即在形成第1个第二导电材料层的基础上,继续形成第2个第一导电材料层。
具体地,参考图3c,形成覆盖基底10表面的第2个第一导电材料层22。
接着,参考图3d,形成覆盖第2个第一导电材料层22的第2个第二导电材料层32;在形成第2个第二导电材料层32的同时,第2个第二导电材料层32的组成粒子轰击第2个第一导电材料层22,以使至少部分第2个第一导电材料层22的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11;其中,第一导电材料层与第二导电材料层的组成粒子相同。
这里,至少部分第2个第一导电材料层22的组成粒子进入基底10内,与形成第1个第二导电材料层31时,进入基底10内的至少部分第1个第一导电材料层21的组成粒子一起形成粘接层11。即在基底10内原有的粘接层11的基础上,后续进入基底10中的第一导电材料层的组成粒子使得粘接层11更厚。
在n大于1的实施例中,通过多次沉积第一导电材料层和第二导电材料层,使得进入基底内的第一导电材料层的组成粒子的数量在每次循环的过程中越来越多,如此,形成的粘接层的厚度就越厚,基底与第二导电材料层的附着力就越大,相变存储器的性能就越好。
需要强调的是,在第一导电材料层的组成粒子进入基底后,基底的厚度并未发生改变,形成的粘接层是在基底内部形成的,粘接层即为注入第一导电材料层的组成粒子后基底的一个表面。
示例性地,进入基底的第一导电材料层的组成粒子可与基底的组成粒子发生物理作用和/或化学作用,以形成粘接层。
例如,当第一导电材料层的组成粒子与基底的组成粒子发生物理作用以形成粘接层时,第一导电材料层的组成粒子可进入基底组成粒子的间隙中,但并未与基底组成粒子发生化学反应,即并未形成新的物质,粘接层可看作是第一导电材料层的组成粒子与基底组成粒子的混合物。通过物理作用形成的粘接层中可存在分子间作用力,以提高第一导电材料层和基底之间的附着力。
又如,当第一导电材料层的组成粒子与基底的组成粒子发生化学作用以形成粘接层时,进入基底中的第一导电材料层的组成粒子可与基底的组成粒子形成新的化学键,即粘接层是区别于第一导电材料层和基底的新的物质。
在一实施例中,所述在形成第n个第二导电材料层的同时,第n个第二导电材料层的组成粒子轰击第n个第一导电材料层,以使至少部分第n个第一导电材料层的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11,包括:
在向第n个第一导电材料层表面沉积第n个第二导电材料层的组成粒子的同时,至少部分第n个第二导电材料层的组成粒子轰击第n个第一导电材料层,以使至少部分第n个第一导电材料层的组成粒子进入基底10内;进入基底10内的第n个第一导电材料层的组成粒子与基底10的组成粒子发生反应,生成组成粘接层11的产物。
示例性地,第一导电材料层的组成粒子与基底10的组成粒子发生化学反应,可形成新的化学键。可以理解的是,化学键是一种粒子之间较强的相互作用力,且化学键的作用力强度大于分子间作用力的强度。
相较于通过物理作用形成粘接层,本公开实施例通过第一导电材料层的组成粒子与基底的组成粒子发生反应形成粘接层,可增大基底与其上的导电材料层的附着力。
具体地,参考图3b,在向第1个第一导电材料层21表面沉积第1个第二导电材料层31的组成粒子的同时,至少部分第1个第二导电材料层31的组成粒子轰击第1个第一导电材料层21,以使至少部分第1个第一导电材料层21的组成粒子进入基底10内;进入基底10内的第1个第一导电材料层21的组成粒子与基底10的组成粒子发生反应,生成组成粘接层11的产物。
在一实施例中,在n大于1且小于预设值m时,形成覆盖第(n-1)个第二导电材料层的第n个第一导电材料层;其中,n为大于1的正整数;在n增加至等于预设值m时,停止向第m个第二导电材料层表面沉积第(m+1)个第一导电材料层。
具体地,参考图3c,在n等于2时,形成覆盖第1个第二导电材料层31的第2个第一导电材料层22。并且,第2个第一导电材料层22也包括第1个第一导电材料层21,如此,形成覆盖基底10表面的第2个第一导电材料层22。
因此,每形成一个第二导电材料层,进入基底10内的第一导电材料层的组成粒子越多,粘接层11的厚度越大。如此,第二导电材料层与基底10之间的附着力也越大。
接着,在n增加至等于预设值m时,这里,预设值m等于2。即在形成覆盖第2个第一导电材料层22的第2个第二导电材料层32后,停止向第2个第二导电材料层32表面沉积第3个第一导电材料层,即循环停止。
在一实施例中,在形成粘接层11之后,利用物理气相沉积工艺向第二导电材料层表面沉积导电材料,以使第二导电材料层的厚度从第一厚度增加至第二厚度。在一具体实施例中,在形成第2个第二导电材料层32,并在形成粘接层11后,利用物理气相沉积工艺向第2个第二导电材料层32表面沉积导电材料,以使第2个第二导电材料层32的厚度从第一厚度增加至第二厚度。
可以理解的是,在循环结束后,第二导电材料层的厚度还很薄,故将其作为导电线使用时,其厚度并不能保证其具有优异的电性能。故在循环后,利用传统的物理气相沉积工艺继续向第二导电材料层表面沉积导电材料,使其厚度增加,进而提高第二导电材料层的电性能。
接着,参考图3e,形成覆盖第二导电材料层的相变存储单元40。
所述形成覆盖第二导电材料层的相变存储单元40,包括:在具有第二厚度的第二导电材料层表面形成相变存储单元40。
在一具体实施例中,在具有第二厚度的第2个第二导电材料层32上形成相变存储单元40。
在一实施例中,第n个第一导电材料层和第n个第二导电材料层组成第二导电线。
在图3e所示的实施例中,第2个第一导电材料层22和第2个第二导电材料层32组成第二导电线30。
在一具体实施例中,相变存储单元40包括依次层叠的第一电极41、选通层42、第二电极43、相变存储层44和第三电极45。可以理解的是,相变存储单元40还可包括其他材料层,本公开实施例不具体进行描述。
本公开实施例还提供了一种相变存储器制备的控制方法,具体请参见附图4,如图4所示,所述方法包括以下步骤:
步骤401:在检测到承载台上承载有基底时,发送第n个第一控制指令;根据第n个所述第一控制指令,产生第一电场;其中,在所述第一电场作用下,靶材的组成粒子飞溅至所述基底表面并形成第n个第一导电材料层,n为自然数;
步骤402:在发送第n个所述第一控制指令之后,发送第n个第二控制指令;根据第n个所述第二控制指令,产生第二电场;其中,在所述第二电场作用下,所述靶材的组成粒子飞溅至所述基底表面形成第n个第二导电材料层,并轰击第n个所述第一导电材料层,以使至少部分第n个所述第一导电材料层的组成粒子进入所述基底内并形成粘接层。
下面结合具体实施例对本公开实施例提供的相变存储器制备的控制方法再作进一步详细的说明。
图5为本公开实施例提供的相变存储器制备的装置图。
参考图5,在检测到承载台50上承载有基底10时,发送第n个第一控制指令。
这里,第一控制指令由控制器60发出。
在一实施例中,根据第n个第一控制指令,产生第一电场;其中,在第一电场作用下,靶材70的组成粒子飞溅至基底10表面并形成第n个第一导电材料层,n为自然数。
在一实施例中,所述根据第n个第一控制指令,产生第一电场,包括:根据第n个第一控制指令,开启直流电源61,以向靶材70施加第一直流电压并产生第一电场。
接着,在发送第n个第一控制指令之后,发送第n个第二控制指令。
这里,第二控制指令也由控制器60发出。
在一实施例中,根据第n个第二控制指令,产生第二电场;其中,在第二电场作用下,靶材70的组成粒子飞溅至基底10表面形成第n个第二导电材料层,并轰击第n个第一导电材料层,以使至少部分第n个第一导电材料层的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11。
在一实施例中,所述根据第n个第二控制指令,产生第二电场,包括:根据第n个第二控制指令,保持直流电源61处于开启状态并开启交流电源62,以向靶材70施加第一直流电压和第二交流电压,产生第二电场。
在一实施例中,所述根据第n个第一控制指令,产生第一电场,还包括:在n大于1且小于预设值m时,根据第n个第一控制指令,保持直流电源61处于开启状态并关闭交流电源62;其中,n为大于1的正整数。
在一具体实施例中,在根据第n个第一控制指令,开启直流电源61,并且,n为大于1的正整数时,直流电源61的功率值的范围为50W-50000W。
在另一具体实施例中,在n等于1时,直流电源61的功率值大于50000W。在直流电源61的功率值大于50000W时,控制器60只发出一次第一控制指令和一次第二控制指令。因为直流电源61的功率值达到50000W以上,提高了靶材70的离化率,使得靶材70在电场的作用下能够产生足够多的组成粒子,也即有足够多的组成粒子飞溅至基底10,并进入基底10内形成粘接层11。
在一具体实施例中,根据第n个第二控制指令,保持直流电源61处于开启状态并开启交流电源62时,交流电源62的功率值为第一功率值,第一功率值的范围为500W-5000W。如此,因为第一功率值比较大,会使得靶材70的组成粒子的能量和速率极大的增加,因此组成粒子在飞溅至基底10上的同时,也会轰击已经形成在基底10上的第一导电材料层,以使至少部分第一导电材料层的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11。
在一实施例中,在n增加至等于预设值m时,产生第三控制指令。
这里,第三控制指令也由控制器60发出。
在一实施例中,根据第三控制指令,保持直流电源61处于开启状态,并将交流电源62的功率值从第一功率值减小至第二功率值;其中,第二功率值大于0。
在一具体实施例中,第二功率值的范围为10W-500W。
在一具体实施例中,相变存储器在制备过程中,直流电源61和交流电源62在各阶段的功率值如下表1所示。
表1
步骤 | 步骤名称 | 直流电源 | 交流电源 |
1 | 准备 | 0 | 0 |
2 | 通入惰性气体 | 0 | 0 |
3 | 设置压强 | 0 | 0 |
4 | 靶材点火1 | 1000W | 0 |
5 | 靶材点火1 | 1000W | 1000W |
6 | 靶材点火2 | 1000W | 0 |
7 | 靶材点火2 | 1000W | 1000W |
8 | 沉积 | 1000W | 200W |
如表1所示,在第1步的准备阶段(SDP),直流电源61和交流电源62都并未开启。接下来,在第2步的通入惰性气体(GAS)和第3步的设置压强(Pressure)的步骤中,直流电源61和交流电源62也还未开启。
接下来,进行靶材点火(Ignite),在每一次的靶材点火步骤中包括两个阶段。例如,在第4步和第5步的靶材点火1步骤中,即在第一次靶材点火(Ignite1)的过程中,第一阶段对应第4步,在第一阶段中,控制器60发出第1个第一控制指令,直流电源61开启,直流电源61的功率值为1000W,此时,靶材70的组成粒子飞溅至基底10表面并形成第1个第一导电材料层21。
第二阶段对应第5步,在第二阶段中,控制器60发出第1个第二控制指令,交流电源62开启,交流电源62的功率值为1000W,直流电源61保持开启状态,此时,靶材70的组成粒子飞溅至基底10表面形成第1个第二导电材料层31,并轰击第1个第一导电材料层21,以使至少部分第1个第一导电材料层21的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11。
接着,在第6步和第7步的靶材点火2步骤中,即在第二次靶材点火(Ignite2)的过程中,第一阶段对应第6步,在第一阶段中,控制器60发出第2个第一控制指令,直流电源61开启,交流电源62关闭,直流电源61的功率值仍为1000W,此时,靶材70的组成粒子飞溅至基底10表面并形成第2个第一导电材料层22。
第二阶段对应第7步,在第二阶段中,控制器60发出第2个第二控制指令,交流电源62开启,交流电源62的功率值仍为1000W,直流电源61保持开启状态,此时,靶材70的组成粒子飞溅至基底10表面形成第2个第二导电材料层32,并轰击第2个第一导电材料层22,以使至少部分第2个第一导电材料层22的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11。
最后,循环结束后,在第8步的沉积(Dep)步骤中,控制器60发出第三控制指令,直流电源61的功率值仍为1000W,交流电源62的功率值由1000W降为200W,进一步在第二导电材料层表面沉积导电材料。
具体地,也可结合图6进行进一步描述。图6显示了每一次靶材点火的过程中,直流电源与交流电源的开关状态。如图6所示,在每一次靶材点火的第一阶段,控制器60发出第一控制指令,直流电源打开,即图中显示的DC on,直流电源的功率值为1000W,交流电源关闭。在第一阶段,靶材70的组成粒子飞溅至基底10表面并形成第一导电材料层。在每一次靶材点火的第二阶段,控制器60发出第二控制指令,直流电源保持开启状态,并打开交流电源,即图中显示的DC+AC on,此时,直流电源和交流电源的功率值都为1000W。在第二阶段,靶材70的组成粒子飞溅至基底10表面形成第二导电材料层,并轰击第一导电材料层,以使至少部分第一导电材料层的组成粒子进入基底10内并形成粘接层11。
在一实施例中,所述方法还包括,在反应腔80内通入惰性气体;惰性气体在第一电场的作用下,被激发为等离子体,等离子体轰击靶材70,致使靶材70的组成粒子被溅射出来,进而飞溅至基底10表面,形成第一导电材料层和第二导电材料层。
在一具体实施例中,惰性气体可包括Ne、Ar、Kr、Xe或Rn中的一种或多种。
本公开实施例还提供了一种相变存储器,具体地,如图3e所示,所述相变存储器包括:基底10;
相变存储单元40,位于基底10表面;
第二导电线30,位于相变存储单元40和基底10之间;
粘接层11,位于第二导电线30和基底10之间,用于增大第二导电线30和基底10之间的附着力;其中,粘接层11,通过轰击覆盖基底10表面的第一导电材料层时,至少部分第一导电材料层的组成粒子进入基底10内所形成的;粘接层11的厚度小于基底10的厚度。
在一具体实施例中,相变存储单元40包括依次层叠的第一电极41、选通层42、第二电极43、相变存储层44和第三电极45。可以理解的是,相变存储单元40还可包括其他材料层,本公开实施例不具体进行描述。
在如图3e所示的实施例中,通过两次循环,使得覆盖基底10表面的为第2个第一导电材料层22,覆盖第2个第一导电材料层22的为第2个第二导电材料层32。第2个第一导电材料层22和第2个第二导电材料层32组成第二导电线30。
在一实施例中,粘接层11,通过向第一导电材料层表面沉积第二导电材料层的组成粒子时,注入基底10内的第一导电材料层的组成粒子与基底10的组成粒子发生反应生成。
在示例性实施例中,还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质,例如包括指令的存储器,上述指令可由相变存储器制备装置的控制器执行以完成上述控制方法。例如,所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
以上所述,仅为本公开的较佳实施例而已,并非用于限定本公开的保护范围,凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种相变存储器的制备方法,其特征在于,包括:
形成覆盖基底表面的第n个第一导电材料层;其中,n为自然数;
形成覆盖第n个所述第一导电材料层的第n个第二导电材料层;
在形成第n个所述第二导电材料层的同时,第n个所述第二导电材料层的组成粒子轰击第n个所述第一导电材料层,以使至少部分第n个所述第一导电材料层的组成粒子进入所述基底内;进入所述基底内的第n个所述第一导电材料层的组成粒子与所述基底的组成粒子发生化学反应,生成组成粘接层的产物;
其中,所述第一导电材料层与所述第二导电材料层的组成粒子相同;
形成覆盖所述第二导电材料层的相变存储单元;其中,所述粘接层,用于增大所述第二导电材料层与所述基底之间的附着力。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述n大于1且小于预设值m时,形成覆盖第(n-1)个所述第二导电材料层的第n个所述第一导电材料层;其中,所述n为大于1的正整数;
在所述n增加至等于预设值m时,停止向第m个所述第二导电材料层表面沉积第(m+1)个所述第一导电材料层。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在形成所述粘接层之后,利用物理气相沉积工艺向所述第二导电材料层表面沉积导电材料,以使所述第二导电材料层的厚度从第一厚度增加至第二厚度;
所述形成覆盖所述第二导电材料层的相变存储单元,包括:
在具有第二厚度的所述第二导电材料层表面形成所述相变存储单元。
4.一种相变存储器制备的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
在检测到承载台上承载有基底时,发送第n个第一控制指令;
根据第n个所述第一控制指令,产生第一电场;其中,在所述第一电场作用下,靶材的组成粒子飞溅至所述基底表面并形成第n个第一导电材料层,n为自然数;
在发送第n个所述第一控制指令之后,发送第n个第二控制指令;
根据第n个所述第二控制指令,产生第二电场;其中,在所述第二电场作用下,所述靶材的组成粒子飞溅至所述基底表面形成第n个第二导电材料层,并轰击第n个所述第一导电材料层,以使至少部分第n个所述第一导电材料层的组成粒子进入所述基底内;进入所述基底内的第n个所述第一导电材料层的组成粒子与所述基底的组成粒子发生化学反应,生成组成粘接层的产物;其中,所述第一导电材料层与所述第二导电材料层的组成粒子相同。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
所述根据第n个所述第一控制指令,产生第一电场,包括:根据第n个所述第一控制指令,开启直流电源,以向所述靶材施加第一直流电压并产生所述第一电场;
所述根据第n个所述第二控制指令,产生第二电场,包括:根据第n个所述第二控制指令,保持所述直流电源处于开启状态并开启交流电源,以向所述靶材施加所述第一直流电压和第二交流电压,产生所述第二电场。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,
所述根据第n个所述第一控制指令,产生第一电场,还包括:在所述n大于1且小于预设值m时,根据第n个所述第一控制指令,保持所述直流电源处于开启状态并关闭所述交流电源;其中,所述n为大于1的正整数。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述n增加至等于预设值m时,产生第三控制指令;
根据所述第三控制指令,保持所述直流电源处于开启状态,并将所述交流电源的功率值从第一功率值减小至第二功率值;其中,所述第二功率值大于0。
8.一种相变存储器,其特征在于,包括:
基底;
相变存储单元,位于所述基底表面;
第二导电线,包括第一导电材料层和第二导电材料层,所述第二导电线位于所述相变存储单元和所述基底之间;
粘接层,位于所述第二导电线和所述基底之间,用于增大所述第二导电线和所述基底之间的附着力;
其中,所述粘接层,通过向所述第一导电材料层表面沉积所述第二导电材料层的组成粒子时,注入所述基底内的所述第一导电材料层的组成粒子与所述基底的组成粒子发生化学反应生成;
其中,所述第一导电材料层与所述第二导电材料层的组成粒子相同;
所述粘接层的厚度小于所述基底的厚度。
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