JP2007129200A - 不揮発性メモリ素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下部電極12と、下部電極12上に設けられた上部電極17と、相変化材料を含み、下部電極12と上部電極17とを接続する記録層18とを備える。上部電極17は、記録層18の成膜開始面18aと接する立体構造を有している。また、上部電極17に接続されたビット線15は、パターニングにより形成されたエッチング面15cを有しており、ビット線15のエッチング面15cと、上部電極17の成膜開始面17aとが接している。これにより、記録層18の膜厚を厚くすることなく、ビット線15への放熱を低減することができる。
【選択図】図1
Description
11,14 層間絶縁膜
11a,14a スルーホール
11b,21 絶縁材
12 下部電極
12a 下部電極の上面
12x X方向に延在する帯状領域
12y Y方向に延在する帯状領域
13 第1のエッチングストッパー膜
13a 開口部
13ai 開口部の設計位置
15 ビット線
15a ビット線の成膜開始面
15b ビット線の成膜終了面
15c ビット線のエッチング面
16 第2のエッチングストッパー膜
17 上部電極
17a 上部電極の成膜開始面
17c 上部電極のエッチング面
17top 上部電極の上端部
18 記録層
18a 記録層の成膜開始面
18b 記録層の成膜終了面
18top 記録層の上端部
18−1,18−2 接触領域
19 絶縁膜
19a 保護絶縁膜
19b フォトレジスト
101 ロウデコーダ
102 カラムデコーダ
103 トランジスタ
104 素子分離領域
105 活性領域
106 拡散領域
107 層間絶縁膜
108 コンタクトプラグ
109 グランド配線
110 コンタクトプラグ
W1〜Wn ワード線
B1〜Bm ビット線
MC メモリセル
P 発熱領域
Claims (20)
- 下部電極と、前記下部電極上に設けられた上部電極と、相変化材料を含み、前記下部電極と前記上部電極とを接続する記録層とを備え、
前記上部電極は、前記記録層の成膜開始面と接していることを特徴とする不揮発性メモリ素子。 - 前記記録層の成膜終了面の全てが絶縁膜で覆われていることを特徴とする請求項1に記載の不揮発性メモリ素子。
- 前記上部電極に接続されたビット線と、前記下部電極と前記ビット線との間に設けられた層間絶縁膜をさらに備え、前記上部電極の少なくとも一部は、前記層間絶縁膜に設けられたスルーホール内に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の不揮発性メモリ素子。
- 前記上部電極は、前記スルーホールの内壁に沿って設けられており、前記記録層の少なくとも一部は、前記上部電極の内壁に沿って設けられていることを特徴とする請求項3に記載の不揮発性メモリ素子。
- 前記下部電極と前記層間絶縁膜との間に設けられた第1のエッチングストッパー膜をさらに備え、前記第1のエッチングストッパー膜は、前記上部電極に囲まれた領域に開口部が形成されており、前記記録層の一部は、前記開口部内に形成されていることを特徴とする請求項4に記載の不揮発性メモリ素子。
- 前記下部電極の上面がリング状であることを特徴とする請求項3に記載の不揮発性メモリ素子。
- 前記下部電極の前記上面は、第1の方向に延在する第1の帯状領域と、前記第1の方向とは実質的に直交する第2の方向に延在し前記第1の帯状領域よりも短い第2の帯状領域を含んでおり、前記スルーホールは、前記第1の帯状領域を露出させる位置に設けられていることを特徴とする請求項6に記載の不揮発性メモリ素子。
- 前記スルーホールは、前記第1の方向における径よりも前記第2の方向における径の方が大きいことを特徴とする請求項7に記載の不揮発性メモリ素子。
- 前記記録層の底面がリング状であり、前記下部電極の前記上面と前記記録層の前記底面とが2箇所で接触していることを特徴とする請求項6に記載の不揮発性メモリ素子。
- 前記ビット線は、パターニングにより形成されたエッチング面を有しており、前記ビット線の前記エッチング面と、前記上部電極の成膜開始面とが接していることを特徴とする請求項3に記載の不揮発性メモリ素子。
- 前記ビット線上に設けられた第2のエッチングストッパー膜をさらに備え、前記スルーホールは、前記層間絶縁膜、前記ビット線及び前記第2のエッチングストッパー膜を貫通して設けられていることを特徴とする請求項10に記載の不揮発性メモリ素子。
- 前記スルーホールに充填された絶縁材をさらに備え、前記ビット線は、前記充填絶縁材上に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の不揮発性メモリ素子。
- 前記下部電極に接続されたスイッチ手段をさらに備え、前記スイッチ手段はワード線上の信号に応答してスイッチングすることを特徴とする請求項1に記載の不揮発性メモリ素子。
- 下部電極と、前記下部電極上に設けられた上部電極と、相変化材料を含み、前記下部電極と前記上部電極とを接続する記録層とを備え、
前記上部電極は、前記記録層の少なくとも側面と接していることを特徴とする不揮発性メモリ素子。 - 前記記録層は、前記上部電極の少なくとも側面と接していることを特徴とする請求項14に記載の不揮発性メモリ素子。
- 下部電極と、前記下部電極上に設けられた上部電極と、相変化材料を含み、前記下部電極と前記上部電極とを接続する記録層と、前記上部電極に接続されたビット線とを備え、
前記ビット線は、パターニングにより形成されたエッチング面を有しており、前記ビット線の前記エッチング面と、前記上部電極の成膜開始面とが接していることを特徴とする不揮発性メモリ素子。 - 下部電極を形成する第1のステップと、
前記下部電極上にエッチングストッパー膜及び層間絶縁膜をこの順に形成する第2のステップと、
前記層間絶縁膜にスルーホールを形成することにより前記エッチングストッパー膜の一部を露出させる第3のステップと、
少なくとも前記スルーホールの側面に上部電極を形成する第4のステップと、
前記スルーホールの底部に露出した前記エッチングストッパー膜に開口部を形成することにより、前記下部電極の少なくとも一部を露出させる第5のステップと、
前記下部電極及び前記上部電極に接するように、前記スルーホール内に相変化材料を含む記録層を形成する第6のステップとを備えることを特徴とする不揮発性メモリ素子の製造方法。 - 前記第6のステップは、前記記録層を全面に形成するステップと、前記記録層を覆う絶縁膜を全面に形成するステップと、前記記録層と前記絶縁膜の積層体をパターニングするステップとを含んでいることを特徴とする請求項17に記載の不揮発性メモリ素子の製造方法。
- 前記第2のステップを行った後、前記第3のステップを行う前に、前記層間絶縁膜上にビット線を形成するステップをさらに備えることを特徴とする請求項17に記載の不揮発性メモリ素子の製造方法。
- 前記第6のステップを行った後、前記記録層をエッチバックするステップと、前記スルーホール内に絶縁材を埋め込むステップと、前記上部電極と接するように、前記絶縁材上にビット線を形成するステップをさらに備えることを特徴とする請求項17に記載の不揮発性メモリ素子の製造方法。
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