JP2013519229A - 相変化メモリ・セル、形成方法、及び形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 相変化メモリ・セルを形成するための技術である。例示的な方法は、基板内に下部電極を形成するステップを含む。本方法は、下部電極の上に相変化材料を形成するステップを含む。本方法は、キャッピング層及び絶縁体層を形成するステップを含む。本方法は、相変化層内の相変化材料を結晶化させて、相変化層にボイドがなくなるようにするステップを含む。本方法は、下部電極から、相変化層内の相変化材料を加熱するステップをさらに含み、結果として、相変化層が下部から上部へと結晶化する。一実施形態において、相変化材料を結晶化させるために、急速熱アニール(RTA)を適用する。
【選択図】 図7
Description
104:基板
106:下部電極
112、302:相変化材料
114、402:熱絶縁層
116、408:キャッピング層
202:ビア
404:ヒータ
406:熱
502:ボイド
602:研磨機
702:上部電極
Claims (24)
- メモリ・セルを形成する方法であって、前記方法は、
誘電体基板内に、熱導体である下部電極を形成するステップと、
少なくとも前記下部電極の上に相変化材料の層を形成するステップと、
前記相変化材料の上に熱絶縁層を形成するステップであって、前記熱絶縁層は前記下部電極よりも低い熱伝導率を有する、形成するステップと、
前記相変化材料をアニールして、前記相変化材料が少なくともスイッチング領域内で前記下部電極から開始して徐々に結晶化するようにするステップと、
を含む方法。 - 前記相変化材料は、結晶相とアモルファス相の間でプログラム可能である、請求項1に記載の方法。
- 前記相変化材料をアニールするステップの後、前記熱絶縁層を除去するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記相変化材料をアニールするステップは、前記相変化材料を加熱して、前記下部電極の上方の前記相変化材料の少なくとも一部が溶融されるようにするステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記相変化材料を加熱するステップは、前記基板に急速熱アニール(RTA)プロセスを適用するステップを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記RTAプロセスは、
前記相変化材料を700℃乃至750℃に1秒間加熱するステップと、
前記相変化材料を少なくとも4秒間冷却するステップと、
を含む、請求項5に記載の方法。 - 前記相変化材料を加熱するステップは、前記下部電極の上方に向けられた少なくとも1つのレーザ・パルスを印加するステップを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記相変化材料と前記絶縁層との間にキャッピング層を形成するステップをさらに含み、前記キャッピング層は前記相変化材料と化学的に相互作用しない材料を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記相変化材料が結晶化した後、前記キャッピング層を除去するステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 前記下部電極の上のビアを形成するステップであって、前記下部電極は前記ビアの底部を形成する、形成するステップをさらに含み、
前記相変化材料の層を形成するステップは、前記ビアを前記相変化材料で充填するステップを含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記相変化材料が結晶化した後、前記相変化材料の上部にあるボイドを除去するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ボイドを除去するステップは、前記相変化材料に化学機械研磨(CMP)を行うステップを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記熱絶縁層は、80パーセントのZnS(硫化亜鉛)及び20パーセントのSiO2(二酸化シリコン)で構成される、請求項1に記載の方法。
- 前記相変化材料の上に上部電極を形成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 基板と、
前記基板により支持される、熱導体である下部電極と、
相変化材料を含み、前記相変化材料が結晶相にあるとき、スイッチング領域内にボイドがない相変化層と、
前記相変化層の上の上部電極と、
を含むメモリ・セル。 - 前記相変化材料は、結晶相とアモルファス相との間でプログラム可能である、請求項15に記載のメモリ・セル。
- メモリ・セルを形成するための装置であって、
基板と、
前記基板により支持される、熱導体である下部電極と、
相変化材料を含む相変化層と、
前記相変化層の上方の、熱絶縁体である絶縁体層と、
前記相変化材料を一時的に溶融させて、前記相変化材料が、溶融後にスイッチング領域内でボイドを有さずに結晶化するように構成されたヒータと、
を含む装置。 - 前記相変化材料は、結晶相とアモルファス相の間でプログラム可能である、請求項17に記載の装置。
- 前記相変化層と前記絶縁体層との間のキャッピング層をさらに含み、前記キャッピング層は前記相変化層及び前記絶縁体層と相互作用しないように構成される、請求項17に記載の装置。
- 前記絶縁体層は、80パーセントのZnS(硫化亜鉛)及び20パーセントのSiO2(二酸化シリコン)で構成される、請求項17に記載の装置。
- 前記ヒータは、前記下部電極の上に少なくとも1つのレーザ・パルスを印加するように構成されたレーザである、請求項17に記載の装置。
- 前記ヒータは、急速熱アニール(RTA)を行うようにさらに構成される、請求項17に記載の装置。
- 前記ヒータは、
前記相変化層を700℃乃至750℃に1秒間加熱し、
前記相変化層を少なくとも4秒間冷却する、
ように構成される、請求項22に記載の装置。 - 前記相変化材料が結晶化した後、前記相変化層に化学機械研磨(CMP)を行うように構成された研磨機をさらに含む、請求項17に記載の装置。
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