KR20070069767A - Phase change ram device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

A phase change memory device and its manufacturing method are provided to lower write current required for phase change of a phase change layer by positioning a phase change layer between lower and upper electrodes. A first interlayer dielectric(22) is formed on a semiconductor substrate(21) to cover a lower pattern of the substrate. A contact plug(23) is formed in the first interlayer dielectric to contact the lower pattern. A lower electrode(24a) is formed on the first interlayer dielectric, and an insulation layer(25) is formed on the lower electrode. A phase change layer(26a) is formed in the insulation layer to contact the lower electrode. An upper electrode(27a) is formed on the insulation layer, and a second interlayer dielectric(31) is formed on the first interlayer dielectric to cover the upper electrode. A bit line(32) is formed on the second interlayer dielectric to contact the upper electrode.

Description

상변환 기억 소자 및 그의 제조방법{Phase change RAM device and method of manufacturing the same}Phase change RAM device and method of manufacturing the same

도 1은 종래의 상변환 기억 소자를 도시한 단면도. 1 is a cross-sectional view showing a conventional phase change memory element.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 상변환 기억 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도. 2A to 2F are cross-sectional views of processes for explaining a method of manufacturing a phase change memory device according to an embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상변환 기억 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a phase change memory device according to another exemplary embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

21 : 반도체기판 22 : 제1층간절연막21 semiconductor substrate 22 first interlayer insulating film

23 : 콘택플러그 24 : 하부전극용 도전막23 contact plug 24 conductive film for lower electrode

25 : 절연막 26 : 상변환 물질막25 insulating film 26 phase change material film

26a : 상변환막 27 : 상부전극용 도전막26a: phase change film 27: conductive film for upper electrode

27a : 상부전극 28 : 반사방지막27a: upper electrode 28: antireflection film

30 : 상변환 셀 31 : 제2층간절연막30 phase change cell 31 second interlayer insulating film

32 : 비트라인32: bit line

본 발명은 상변환 기억 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공정 단순화를 이룸과 아울러 공정 진행이 용이하도록 할 수 있는 상변환 기억 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase change memory element, and more particularly, to a phase change memory element capable of simplifying the process and facilitating process progress, and a manufacturing method thereof.

기억 소자는 전원이 차단되면 입력된 정보를 잃어버리는 휘발성의 램(Random Access Memory; RAM) 소자와 전원이 차단되더라도 입력된 정보의 저장 상태를 계속해서 유지하는 롬(Read Only Memory; ROM) 소자로 크게 구분된다. 상기 휘발성의 램 소자로는 디램(DRAM) 및 에스램(SRAM)을 들 수 있으며, 상기 비휘발성의 롬 소자로는 EEPROM(Elecrtically Erasable and Programmable ROM)과 같은 플래쉬 기억(Flash Memory) 소자를 들 수 있다. The memory device is a volatile random access memory (RAM) device that loses input information when the power supply is cut off, and a read only memory (ROM) device that maintains the storage state of the input information even when the power supply is turned off. It is largely divided. The volatile RAM devices may include DRAM and SRAM, and the nonvolatile ROM devices may include flash memory devices such as EEPROM (Elecrtically Erasable and Programmable ROM). have.

그런데, 상기 디램은 잘 알려진 바와 같이 매우 우수한 기억 소자임에도 불구하고 높은 전하저장 능력이 요구되고, 이를 위해, 전극 표면적을 증가시켜야만 하므로 고집적화에 어려움이 있다. 또한, 상기 플래쉬 기억 소자는 두 개의 게이트가 적층된 구조를 갖는 것과 관련해서 전원전압에 비해 높은 동작전압이 요구되고, 이에 따라, 쓰기 및 소거 동작에 필요한 전압을 형성하기 위해 별도의 승압 회로를 필요로 하므로 고집적화에 어려움이 있다.However, although the DRAM has a very good memory device as is well known, high charge storage capability is required, and for this purpose, it is difficult to achieve high integration since the electrode surface area must be increased. In addition, the flash memory device requires a high operating voltage compared to a power supply voltage in connection with a structure in which two gates are stacked, and thus requires a separate boost circuit to form a voltage required for write and erase operations. Therefore, there is a difficulty in high integration.

이에, 상기 비휘발성 기억 소자의 특성을 가지면서 고집적화를 이룰 수 있고, 또한, 구조가 단순한 새로운 기억 소자를 개발하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있으며, 그 한 예로서, 최근들어 상변환 기억 소자(Phase Change RAM)가 제안되었다. Accordingly, many studies have been conducted to develop a new memory device having the characteristics of the nonvolatile memory device and having a simple structure. For example, in recent years, a phase change memory device (Phase) has been developed. Change RAM) has been proposed.

상변환 기억 소자는 하부전극과 상부전극 사이의 전류 흐름을 통해서 상기 전극들 사이에 개재된 상변환막이 결정 상태에서 비정질 상태로 상변화가 일어나는 것으로부터 결정질과 비정질에 따른 저항 차이를 이용하여 셀에 저장된 정보를 판별하는 기억 소자이다. 다시말해, 상기 상변환 기억 소자는 상변환막으로 칼코제나이드(Chalcogenide)막을 이용하는데, 이러한 칼코제나이드막은 게르마늄(Ge), 스티비움(Sb) 및 텔루리움 (Te)로 이루어진 화합물막으로서, 인가된 전류, 즉, 주울 열에 의해 비정질(Amorphouse) 상태와 결정질(Crystalline) 상태 사이에서 상변화가 일어나며, 이때, 비정질 상태를 갖는 상변환막의 비저항이 결정질 상태를 갖는 상변환막의 비저항 보다 높다는 것으로부터, 읽기 모드에서 상변환막을 통하여 흐르는 전류를 감지하여 상변환 기억 셀에 저장된 정보가 논리 '1'인지 또는 논리 '0'인지를 판별하게 된다.The phase change memory device utilizes a difference in resistance between crystalline and amorphous phases due to the phase change of the phase conversion film interposed between the electrodes from the crystal state to the amorphous state through the current flow between the lower electrode and the upper electrode. It is a storage element for determining stored information. In other words, the phase conversion memory device uses a chalcogenide film as a phase conversion film. The chalcogenide film is a compound film composed of germanium (Ge), stevidium (Sb), and tellurium (Te). Phase change occurs between the amorphous state and the crystalline state due to the applied current, that is, the joule heat, from which the resistivity of the phase change film having an amorphous state is higher than that of the phase change film having a crystalline state. In the read mode, the current flowing through the phase change layer is sensed to determine whether the information stored in the phase change memory cell is logic '1' or logic '0'.

도 1은 종래의 상변환 기억 소자를 도시한 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다. 1 is a cross-sectional view illustrating a conventional phase change memory device, which will be described below.

도시된 바와 같이, 소자분리막에 의해 한정된 반도체기판(1)의 액티브영역 상에 게이트들(4)이 형성되어져 있고, 상기 게이트(4) 양측의 기판 표면 내에는 접합영역(도시안됨)이 형성되어 있다. As shown, gates 4 are formed in the active region of the semiconductor substrate 1 defined by the isolation layer, and a junction region (not shown) is formed in the substrate surface on both sides of the gate 4. have.

상기 게이트들(4)을 덮도록 기판(1)의 전면 상에 층간절연막(5)이 형성되어져 있고, 상변환 셀이 형성될 영역과 접지전압이 인가될 영역의 층간절연막 부분 내에는 각각 제1콘택플러그(6a)과 제2콘택플러그(6b)가 형성되어져 있다. An interlayer insulating film 5 is formed on the entire surface of the substrate 1 so as to cover the gates 4, and a first interlayer insulating film 5 is formed in each of the interlayer insulating film portions of the region where the phase change cell is to be formed and the region where the ground voltage is to be applied. The contact plug 6a and the second contact plug 6b are formed.

상기 제1 및 제2콘택플러그(6a, 6b)를 포함한 층간절연막(5) 상에 제1산화막 (7)이 형성되어져 있으며, 공지의 다마신(Damascene) 공정에 따라 상변환 셀이 형성될 영역에는 제1콘택플러그(6a)와 콘택하게 금속패드(8)가 형성되어 있고, 아울러, 접지전압이 인가될 영역에는 제2콘택플러그(6b)와 콘택하게 바(bar) 형태의 접지전압라인(9)이 형성되어 있다. A first oxide film 7 is formed on the interlayer insulating film 5 including the first and second contact plugs 6a and 6b, and a region in which a phase change cell is to be formed by a known damascene process. The metal pad 8 is formed in contact with the first contact plug 6a, and a ground voltage line having a bar shape in contact with the second contact plug 6b in a region to which a ground voltage is applied. 9) is formed.

금속패드(8) 및 접지라인(9)을 포함한 제1산화막(7) 상에는 제2산화막(10)이 형성되어져 있으며, 상변환 셀이 형성될 영역의 제2산화막(10) 내에는 금속패드(8)와 콘택하게 플러그 형태로 하부전극(11)이 형성되어 있다. The second oxide film 10 is formed on the first oxide film 7 including the metal pad 8 and the ground line 9, and the metal pad (10) is formed in the second oxide film 10 in the region where the phase change cell is to be formed. The lower electrode 11 is formed in the form of a plug in contact with 8).

상기 상변환 셀이 형성될 제2산화막 부분 상에 하부전극(11)과 콘택하게 패턴 형태로 상변환막(12)과 상부전극(13)이 적층되어져 있고, 이를 통해, 플러그 형태의 하부전극(11)과 그 위에 적층된 상변환막(12) 및 상부전극(13)을 포함하는 상변환 셀이 구성되어 있다. The phase change layer 12 and the upper electrode 13 are stacked in a pattern form on the second oxide layer portion on which the phase change cell is to be formed, in contact with the lower electrode 11. 11) and a phase change cell including a phase change film 12 and an upper electrode 13 stacked thereon.

그리고, 상기 상변환 셀을 덮도록 제2산화막(10) 상에 제3산화막(14)이 형성되어져 있으며, 상기 제3산화막(14) 내에는 상부전극(13)과 콘택하게 플러그 형태의 상부전극콘택(15)이 형성되어 있고, 상기 제3산화막(14) 상에는 상기 상부전극콘택(15)과 콘택하는 금속배선(15)이 형성되어 있다.In addition, a third oxide film 14 is formed on the second oxide film 10 to cover the phase change cell, and a plug-type upper electrode in contact with the upper electrode 13 is formed in the third oxide film 14. A contact 15 is formed, and a metal wiring 15 is formed on the third oxide film 14 to contact the upper electrode contact 15.

그러나, 전술한 종래의 상변환 기억 소자는 금속패드를 다마신 공정을 통해 형성하게 되는데, 자세하게 도시하고 설명하지는 않았지만, 이는 제1산화막을 식각하여 금속패드가 형성될 영역을 한정한 후, 금속막을 증착하고, 그런다음, 상기 금속막을 CMP해야 하는 등 공정 자체가 복잡할 뿐만 아니라, 금속패드가 형성될 영역 을 한정하기 위한 제1산화막의 식각시 하부의 제1콘택플러그까지 식각되는 등 공정상의 어려움이 존재한다. However, the above-described conventional phase-change memory device is formed through a damascene process. Although not shown and described in detail, it defines an area where the metal pad is to be formed by etching the first oxide film, and then the metal film is formed. The process itself is complicated, such as depositing and then CMP of the metal film, and also process difficulties such as etching down to the first contact plug under the etching of the first oxide film for defining the region where the metal pad is to be formed. This exists.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공정 단순화를 이룸과 아울러 공정 진행이 용이하도록 할 수 있는 상변환 기억 소자 및 그의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a phase change memory device capable of simplifying the process and facilitating the process, and to provide a method of manufacturing the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하부패턴이 구비된 반도체기판; 상기 하부패턴을 덮도록 반도체기판 상에 형성된 제1층간절연막; 상기 제1층간절연막 내에 하부패턴과 콘택하도록 형성된 콘택플러그; 상기 콘택플러그를 포함한 제1층간절연막 상에 형성된 하부전극; 상기 하부전극 상에 형성된 절연막; 상기 절연막 내에 하부전극과 콘택하도록 형성된 플러그 형태의 상변환막; 상기 상변환막을 포함한 절연막 상에 형성된 상부전극; 상기 상부전극을 덮도록 제1층간절연막 상에 형성된 제2층간절연막; 및 상기 제2층간절연막 상에 상부전극과 콘택하도록 형성된 비트라인;을 포함하는 상변환 기억 소자를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention, a semiconductor substrate provided with a lower pattern; A first interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate so as to cover the lower pattern; A contact plug formed in the first interlayer insulating layer to contact the lower pattern; A lower electrode formed on the first interlayer insulating film including the contact plug; An insulating film formed on the lower electrode; A plug type phase change layer formed in contact with the lower electrode in the insulating layer; An upper electrode formed on the insulating film including the phase change film; A second interlayer insulating film formed on the first interlayer insulating film to cover the upper electrode; And a bit line formed on the second interlayer insulating layer to contact the upper electrode.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하부패턴이 구비된 반도체기판; 상기 하부패턴을 덮도록 반도체기판 상에 형성된 제1층간절연막; 상기 제1층간절연막 내에 하부패턴과 콘택하도록 형성된 콘택플러그; 상기 콘택플러그를 포함한 제1층간절연막 상에 형성된 하부전극; 상기 하부전극 상에 형성된 절연막; 상기 절연막 내부 및 상부에 하부전극과 콘택하도록 형성된 상변환막; 상기 상변환막 상에 형성된 상부전극; 상기 상부전극을 덮도록 제1층간절연막 상에 형성된 제2 층간절연막; 및 상기 제2층간절연막 상에 상부전극과 콘택하도록 형성된 비트라인;을 포함하는 상변환 기억 소자를 제공한다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention, a semiconductor substrate provided with a lower pattern; A first interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate so as to cover the lower pattern; A contact plug formed in the first interlayer insulating layer to contact the lower pattern; A lower electrode formed on the first interlayer insulating film including the contact plug; An insulating film formed on the lower electrode; A phase change layer formed in and on the insulating layer to contact the lower electrode; An upper electrode formed on the phase conversion film; A second interlayer insulating film formed on the first interlayer insulating film to cover the upper electrode; And a bit line formed on the second interlayer insulating layer to contact the upper electrode.

상기한 본 발명의 상변환 기억 소자에 있어서, 상기 상변환막은 콘택플러그와 동일 축 상에 배치되게 형성된다. In the above-described phase change memory device of the present invention, the phase change film is formed to be disposed on the same axis as the contact plug.

상기 하부전극과 상변환막 및 상부전극은 동일 폭을 갖도록 형성된다. The lower electrode, the phase conversion film, and the upper electrode are formed to have the same width.

상기 상부전극과 제2층간절연막 사이에 형성된 반사방지막을 더 포함하며, 상기 반사방지막은 Ti막으로 이루어지고, 상기 상부전극은 TiN막, Al막 및 W막으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 금속막으로 이루어진다. And an antireflection film formed between the upper electrode and the second interlayer insulating film, wherein the antireflection film is made of a Ti film, and the upper electrode is any one metal selected from the group consisting of a TiN film, an Al film, and a W film. Membrane

상기 비트라인은 제2층간절연막 내에 상부전극과 콘택하도록 형성된 플러그 부분을 포함하며, 이때, 플러그 부분과 제2층간절연막 상에 배치되는 부분은 일체형으로 형성되거나, 또는, 분리되어 형성된다. The bit line includes a plug portion formed to contact the upper electrode in the second interlayer insulating layer, wherein the plug portion and the portion disposed on the second interlayer insulating layer are integrally formed or separated from each other.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하부패턴을 구비한 반도체기판을 제공하는 단계; 상기 하부패턴을 덮도록 기판 전면 상에 제1층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제1층간절연막 내에 하부패턴과 콘택하는 콘택플러그를 형성하는 단계; 상기 콘택플러그를 포함한 제1층간절연막 상에 제1도전막과 절연막을 차례로 형성하는 단계; 상기 절연막 내에 제1도전막을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀 내에 상변환막을 형성하는 단계; 상기 상변환막을 포함한 절연막 상에 제2도전막을 형성하는 단계; 상기 제2도전막을 식각하여 상부전극을 형성함과 아울러 절연막을 식각하고 제1도전막을 식각하여 하부전극을 형성하는 단계; 상기 상부전극을 포함한 제1층간절연막 상에 제2층간절연막을 형성하는 단계; 및 상기 제2층간절연막 상에 상부전극과 콘택하는 비트라인을 형성하는 단계;를 포함하는 상변환 기억 소자의 제조방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor substrate having a lower pattern; Forming a first interlayer insulating film on an entire surface of the substrate to cover the lower pattern; Forming a contact plug in the first interlayer insulating layer to contact the lower pattern; Sequentially forming a first conductive film and an insulating film on the first interlayer insulating film including the contact plug; Forming a contact hole in the insulating film to expose a first conductive film; Forming a phase change film in the contact hole; Forming a second conductive film on the insulating film including the phase change film; Etching the second conductive film to form an upper electrode, etching the insulating film and etching the first conductive film to form a lower electrode; Forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film including the upper electrode; And forming a bit line in contact with an upper electrode on the second interlayer insulating film.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하부패턴을 구비한 반도체기판을 제공하는 단계; 상기 하부패턴을 덮도록 기판 전면 상에 제1층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제1층간절연막 내에 하부패턴과 콘택하는 콘택플러그를 형성하는 단계; 상기 콘택플러그를 포함한 제1층간절연막 상에 제1도전막과 절연막을 차례로 형성하는 단계; 상기 절연막 내에 제1도전막을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀을 포함한 절연막 상에 상변환 물질막을 형성하는 단계; 상기 상변환 물질막 상에 제2도전막을 형성하는 단계; 상기 제2도전막과 상변환 물질막 및 제1도전막을 식각하여 각각 상부전극과 상변환막 및 하부전극을 형성하는 단계; 상기 상부전극을 포함한 제1층간절연막 상에 제2층간절연막을 형성하는 단계; 및 상기 제2층간절연막 상에 상부전극과 콘택하는 비트라인을 형성하는 단계;를 포함하는 상변환 기억 소자의 제조방법을 제공한다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor substrate having a lower pattern; Forming a first interlayer insulating film on an entire surface of the substrate to cover the lower pattern; Forming a contact plug in the first interlayer insulating layer to contact the lower pattern; Sequentially forming a first conductive film and an insulating film on the first interlayer insulating film including the contact plug; Forming a contact hole in the insulating film to expose a first conductive film; Forming a phase change material film on the insulating film including the contact hole; Forming a second conductive film on the phase change material film; Etching the second conductive film, the phase change material film, and the first conductive film to form an upper electrode, a phase change film, and a lower electrode, respectively; Forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film including the upper electrode; And forming a bit line in contact with an upper electrode on the second interlayer insulating film.

여기서, 상기한 본 발명의 상변환 기억 소자의 제조방법은, 상기 상변환막은 콘택플러그와 동일 축 상에 배치되게 형성한다. In the above-described method for manufacturing a phase change memory device of the present invention, the phase change film is formed to be disposed on the same axis as the contact plug.

상기 제2도전막과 상변환 물질막 및 제1도전막은 단일 식각마스크를 이용해서 연속하여 식각하며, 상기 상부전극과 하부전극은 동일 폭을 갖도록 형성한다. The second conductive layer, the phase change material layer, and the first conductive layer are sequentially etched using a single etching mask, and the upper electrode and the lower electrode are formed to have the same width.

상기 제2도전막을 형성하는 단계 후, 그리고, 상기 제2도전막을 식각하는 단계 전, 상기 제2도전막 상에 반사방지막을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 반사방지막은 Ti막으로 형성하고, 상기 제2도전막은 TiN막, Al막 및 W막으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 금속막으로 형성한다. Forming an anti-reflection film on the second conductive film after forming the second conductive film and before etching the second conductive film, wherein the anti-reflection film is formed of a Ti film, The second conductive film is formed of any one metal film selected from the group consisting of a TiN film, an Al film, and a W film.

상기 비트라인은 제2층간절연막 내에 상부전극과 콘택하도록 형성된 플러그 부분을 포함하도록 형성하며, 이때, 플러그 부분과 제2층간절연막 상에 배치되는 부분을 일체형으로 형성하거나, 또는, 분리하여 형성한다. The bit line is formed to include a plug portion formed in contact with the upper electrode in the second interlayer insulating layer. In this case, the plug portion and the portion disposed on the second interlayer insulating layer may be integrally formed or separately formed.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 상변환 기억 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다. 2A to 2F are cross-sectional views for each process for explaining a method of manufacturing a phase change memory device according to the present invention.

도 2a를 참조하면, 트랜지스터를 포함한 하부패턴(미도시)이 형성된 반도체기판(21) 상에 상기 하부패턴을 덮도록 제1층간절연막(22)을 형성한다. 그런다음, 상기 제1층간절연막(22)을 식각하여 하부패턴, 구체적으로, 트랜지스터의 접합영역을 노출시키는 제1콘택홀을 형성한 후, 상기 제1콘택홀 내에 실리콘막 또는 금속막과 같은 도전막을 매립시켜 콘택플러그(23)를 형성한다. Referring to FIG. 2A, a first interlayer insulating layer 22 is formed on a semiconductor substrate 21 on which a lower pattern (not shown) including a transistor is formed to cover the lower pattern. Thereafter, the first interlayer insulating layer 22 is etched to form a first contact hole exposing a lower pattern, specifically, a junction region of the transistor, and then a conductive material such as a silicon film or a metal film is formed in the first contact hole. The film is embedded to form the contact plug 23.

도 2b를 참조하면, 콘택플러그(23)를 포함한 제1층간절연막(22) 상에 하부전극용 도전막(24)과 절연막(25)을 차례로 형성한다. Referring to FIG. 2B, the lower electrode conductive film 24 and the insulating film 25 are sequentially formed on the first interlayer insulating film 22 including the contact plug 23.

도 2c를 참조하면, 절연막(25)을 식각하여 하부전극용 도전막(24)을 노출시키는 제2콘택홀을 형성한다. 그런다음, 상기 제2콘택홀을 매립하도록 절연막(25) 상에 상변환 물질막을 증착한 후, 상기 절연막(25)이 노출되도록 상변환 물질막을 에치백(etch-back) 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing)해서 제2콘택홀 내에 상변환막(26)을 형성한다. Referring to FIG. 2C, the insulating layer 25 is etched to form a second contact hole exposing the conductive layer 24 for the lower electrode. Then, after the phase change material film is deposited on the insulating film 25 to fill the second contact hole, the phase change material film is etched back or CMP (Chemical Mechanical Polishing) to expose the insulating film 25. ) To form a phase change film 26 in the second contact hole.

여기서, 본 발명은 제2콘택홀을 콘택플러그(23)와 동일 축(on-axis) 상에 배치되도록 형성함으로써 전류 경로(path)를 최단거리가 되도록 하여 주울열을 높일 수 있게 되며, 따라서, 제조 완료된 상변환 기억 소자에서 상변환막의 상변화에 필요한 쓰기 전류를 낮출 수 있다. In the present invention, the second contact hole is formed to be disposed on the same axis as the contact plug 23, so that the Joule heat can be increased by making the current path the shortest distance. In the manufactured phase change memory device, the write current required for the phase change of the phase change film can be reduced.

또한, 본 발명은 하부전극용 도전막과 절연막을 차례로 형성한 후, 이들을 식각하여 제2콘택홀을 형성하고, 그런다음, 상기 제2콘택홀 내에 상변환 물질막을 매립시켜 상변환막을 형성하기 때문에 상기 상변환막의 두께를 CMP 공정으로 조절하는 종래 기술과 비교해 안정적으로 공정을 진행할 수 있다. In addition, according to the present invention, since the conductive film for the lower electrode and the insulating film are sequentially formed, the second contact hole is formed by etching them, and then, the phase change material film is embedded in the second contact hole to form a phase change film. Compared to the conventional technology of controlling the thickness of the phase conversion film by the CMP process, the process may be stably performed.

도 2d를 참조하면, 상변환막(26)을 포함한 절연막(25) 상에 상부전극용 도전막(27)과 반사방지막(28)을 차례로 형성한다. 여기서, 상기 상부전극용 도전막(27)으로서는 바람직하게 TiN, Al 또는 W 등과 같은 금속막을 형성하며, 상기 반사방지막(28)으로서는 Ti막을 형성한다. Referring to FIG. 2D, an upper electrode conductive film 27 and an antireflection film 28 are sequentially formed on the insulating film 25 including the phase change film 26. The upper electrode conductive film 27 is preferably formed of a metal film such as TiN, Al, or W, and the anti-reflection film 28 is formed of a Ti film.

도 2e를 참조하면, 공지의 포토리소그라피 공정에 따라 반사방지막(28) 상에 상부전극 형성 영역을 가리는 감광막패턴(도시안됨)을 형성한 다음, 상기 감광막패턴을 식각마스크로 이용해 그 아래의 반사방지막을 식각한 후, 상부전극용 도전막을 식각하여 상부전극(27a)을 형성하고, 연이어, 절연막을 식각한 후, 하부전극용 도전막을 식각하여 하부전극(24a)을 형성하여 상변환 셀(30)을 구성한다. Referring to FIG. 2E, a photoresist pattern (not shown) covering the upper electrode formation region is formed on the antireflection film 28 according to a known photolithography process, and then the antireflection film below is used by using the photoresist pattern as an etching mask. After etching, the upper electrode conductive film is etched to form the upper electrode 27a, and then the insulating film is etched, and then the lower electrode conductive film is etched to form the lower electrode 24a to form the phase change cell 30. Configure

여기서, 본 발명은 상기 상부전극(27a)과 하부전극(24a)을 하나의 식각마스크를 이용한 1회의 식각을 통해 형성하기 때문에 각각을 개별 형성하는 종래 기술 과 비교해서 공정 단순화를 이룰 수 있으며, 또한, 콘택플러그(23)와 일정 간격으로 오버랩을 줌으로써 중첩 문제도 해결할 수 있다. In the present invention, since the upper electrode 27a and the lower electrode 24a are formed by one etching using one etching mask, the process can be simplified compared with the conventional technology of forming each of them. By overlapping the contact plugs 23 at regular intervals, the overlap problem can be solved.

그다음, 공지의 공정에 따라 상기 식각마스크로 이용된 감광막패턴을 제거한다. Then, the photoresist pattern used as the etching mask is removed according to a known process.

도 2f를 참조하면, 상변환 셀(30)을 포함한 제1층간절연막(22) 상에 상기 상변환 셀을 덮도록 제2층간절연막(31)을 형성한 후, CMP 공정을 통해 그 표면을 평탄화시킨다. 그런다음, 상기 제2층간절연막(31)을 식각하여 상변환 셀의 상부전극(27a)을 노출시키는 제3콘택홀을 형성한 후, 상기 제3콘택홀을 포함한 제2층간절연막(31) 상에 금속막을 증착하고, 이어서, 상기 금속막을 식각하여 상부전극(27a)과 콘택되는 콘택플러그를 포함한 금속배선, 즉, 비트라인(32)을 형성한다. Referring to FIG. 2F, after forming the second interlayer dielectric layer 31 on the first interlayer dielectric layer 22 including the phase change cell 30 to cover the phase transformation cell, planarize the surface thereof through a CMP process. Let's do it. Then, the third interlayer insulating layer 31 is etched to form a third contact hole exposing the upper electrode 27a of the phase conversion cell, and then on the second interlayer insulating layer 31 including the third contact hole. A metal film is deposited on the substrate, and then the metal film is etched to form a metal wiring including a contact plug contacting the upper electrode 27a, that is, a bit line 32.

이후, 도시하지는 않았으나, 공지된 일련의 후속 공정들을 차례로 진행하여 본 발명에 따른 상변환 기억 소자의 제조를 완성한다. Then, although not shown, a series of known subsequent steps are sequentially performed to complete the manufacture of the phase change memory device according to the present invention.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 상변환 기억 소자는 금속패드의 형성을 생략하기 때문에 그에 해당하는만큼 공정 단순화를 이룰 수 있으며, 또한, 공정상의 어려움을 해결할 수 있다. Since the phase change memory device according to the present invention as described above omits the formation of the metal pad, the process simplification can be achieved as much as it corresponds, and the process difficulties can be solved.

또한, 상부전극과 하부전극을 하나의 마스크를 이용해서 동시에 형성함으로써 더욱더 공정 단순화를 이룰 수 있다. In addition, by simultaneously forming the upper electrode and the lower electrode using a single mask it is possible to further simplify the process.

한편, 전술한 본 발명의 일실시예에서는 비트라인을 콘택플러그를 포함하는 형태로 형성하였지만, 상기 콘택플러그와 비트라인을 분리하여 형성하는 것도 가능하다. Meanwhile, in the above-described embodiment of the present invention, the bit line is formed to include a contact plug, but the contact plug and the bit line may be formed separately.

또한, 전술한 본 발명의 일실시예에서는 상변환막을 플러그의 형태로 형성하였지만, 패드를 포함한 형태로 형성하는 것도 가능하다. In addition, in the above-described embodiment of the present invention, the phase conversion film is formed in the form of a plug, but may be formed in the form including a pad.

구체적으로, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상변환 기억 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도면 및 설명은 이전 실시예와 상이한 부분에 대해서만 하도록 하며, 도 2a 내지 도 2f와 동일한 부분은 동일한 도면부호로 나타낸다. Specifically, FIGS. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating processes of manufacturing a phase change memory device according to another exemplary embodiment of the present invention. Here, the drawings and the description will be made only for parts different from the previous embodiment, the same parts as in Figs. 2a to 2f are denoted by the same reference numerals.

도 3a를 참조하면, 콘택플러그(23)를 포함한 제1층간절연막(22) 상에 하부전극용 도전막(24)과 절연막(25)을 차례로 형성한 후, 상기 절연막(25)을 식각하여 하부전극용 도전막(24)을 노출시키는 제2콘택홀을 형성한다. 그런다음, 상기 제2콘택홀을 포함한 절연막(25) 상에 상변환 물질막을 증착한 후, CMP 공정을 행하여 그 표면을 평탄화시킨다. Referring to FIG. 3A, after the lower electrode conductive layer 24 and the insulating layer 25 are sequentially formed on the first interlayer insulating layer 22 including the contact plug 23, the insulating layer 25 is etched to form a lower portion. A second contact hole for exposing the electrode conductive film 24 is formed. Thereafter, a phase change material film is deposited on the insulating film 25 including the second contact hole, and then a CMP process is performed to planarize the surface thereof.

도 3b를 참조하면, 상변환 물질막(26) 상에 TiN, Al 또는 W 등과 같은 금속막으로 이루어진 상부전극용 도전막(27)과 Ti막으로 이루어진 반사방지막(28)을 차례로 형성한다. Referring to FIG. 3B, an upper electrode conductive film 27 made of a metal film such as TiN, Al, or W, and an antireflection film 28 made of a Ti film are sequentially formed on the phase change material film 26.

도 3c를 참조하면, 공지의 포토리소그라피 공정에 따라 반사방지막(28) 상에 상부전극 형성 영역을 가리는 감광막패턴(도시안됨)을 형성한다. 그런다음, 상기 감광막패턴을 식각마스크로 이용해 그 아래의 반사방지막을 식각한 후, 상부전극용 도전막을 식각하여 상부전극(27a)을 형성하고, 이어서, 상변환 물질막을 식각하여 절연막(25) 상에 배치되는 패드를 포함하는 형태의 상변환막(26a)을 형성하며, 연이어, 하부전극용 도전막을 식각하여 하부전극(24a)을 형성하여 상변환 셀(30)을 구성한다. Referring to FIG. 3C, a photoresist pattern (not shown) covering the upper electrode formation region is formed on the antireflection film 28 according to a known photolithography process. Then, using the photoresist pattern as an etch mask, the anti-reflection film is etched thereunder, then the upper electrode conductive film is etched to form the upper electrode 27a, and then the phase change material film is etched to form the insulating film 25. The phase change film 26a having a pad disposed on the substrate is formed, and the lower electrode 24a is formed by etching the conductive film for the lower electrode, thereby forming the phase change cell 30.

도 3d를 참조하면, 상변환 셀(30)을 포함한 제1층간절연막(22) 상에 상기 상변환 셀을 덮도록 제2층간절연막(31)을 형성한 후, CMP 공정을 통해 그 표면을 평탄화시킨다. 그런다음, 상기 제2층간절연막(31)을 식각하여 상변환 셀의 상부전극(27a)을 노출시키는 제3콘택홀을 형성한 후, 상기 제3콘택홀을 포함한 제2층간절연막(31) 상에 금속막을 증착하고, 이어서, 상기 금속막을 식각하여 상부전극(27a)과 콘택되는 콘택플러그를 포함한 비트라인(32)을 형성한다. Referring to FIG. 3D, the second interlayer insulating film 31 is formed on the first interlayer insulating film 22 including the phase change cell 30 to cover the phase change cell, and then the surface thereof is planarized through a CMP process. Let's do it. Then, the third interlayer insulating layer 31 is etched to form a third contact hole exposing the upper electrode 27a of the phase conversion cell, and then on the second interlayer insulating layer 31 including the third contact hole. A metal film is deposited on the substrate, and then the metal film is etched to form a bit line 32 including a contact plug in contact with the upper electrode 27a.

이후, 공지된 일련의 후속 공정들을 차례로 진행하여 본 발명에 따른 상변환 기억 소자의 제조를 완성한다. Thereafter, a series of well-known subsequent steps are carried out in order to complete the manufacture of the phase change memory device according to the present invention.

이 실시예의 경우, 이전 실시예와 비교해 상부전극과 평탄하게 계면을 이루게 되는 바, 쓰기 전류가 높게 형성될 수 있다. 물론, 이 실시예의 경우도 이전 실시예와 마찬가지로 공정 단순화를 이룸과 아울러 공정 진행을 용이하게 할 수 있다. In this embodiment, since the interface with the upper electrode is flat compared to the previous embodiment, the write current can be formed high. Of course, this embodiment can also simplify the process and facilitate the process as in the previous embodiment.

이상에서와 같이, 본 발명은 금속패드 형성 공정을 생략함으로써 공정 단순화를 이룰 수 있음은 물론 하부층의 원치않는 식각이 일어나는 것을 방지할 수 있어서 공정 진행이 용이하도록 할 수 있다. As described above, the present invention can simplify the process by omitting the metal pad forming process, as well as to prevent the unwanted etching of the lower layer can be made to facilitate the process.

또한, 본 발명은 상변환막이 하부전극과 상부전극 사이에 플러그의 형태로 배치되도록 함으로써 주울열을 높혀서 상기 상변환막의 상변화에 필요한 쓰기 전류를 낮출 수 있다. In addition, the present invention can increase the Joule heat by disposing the phase conversion film in the form of a plug between the lower electrode and the upper electrode, thereby reducing the write current required for the phase change of the phase conversion film.

이상, 여기에서는 본 발명을 몇 가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 많은 수정과 변형을 가할 수 있음을 이해할 것이다.Hereinbefore, the present invention has been described with reference to some examples, but the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art to which the present invention pertains have many modifications and variations without departing from the spirit of the present invention. It will be appreciated that it can be added.

Claims (38)

하부패턴이 구비된 반도체기판; A semiconductor substrate having a lower pattern; 상기 하부패턴을 덮도록 반도체기판 상에 형성된 제1층간절연막; A first interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate so as to cover the lower pattern; 상기 제1층간절연막 내에 하부패턴과 콘택하도록 형성된 콘택플러그; A contact plug formed in the first interlayer insulating layer to contact the lower pattern; 상기 콘택플러그를 포함한 제1층간절연막 상에 형성된 하부전극; A lower electrode formed on the first interlayer insulating film including the contact plug; 상기 하부전극 상에 형성된 절연막; An insulating film formed on the lower electrode; 상기 절연막 내에 하부전극과 콘택하도록 형성된 플러그 형태의 상변환막; A plug type phase change layer formed in contact with the lower electrode in the insulating layer; 상기 상변환막을 포함한 절연막 상에 형성된 상부전극;An upper electrode formed on the insulating film including the phase change film; 상기 상부전극을 덮도록 제1층간절연막 상에 형성된 제2층간절연막; 및 A second interlayer insulating film formed on the first interlayer insulating film to cover the upper electrode; And 상기 제2층간절연막 상에 상부전극과 콘택하도록 형성된 비트라인;A bit line formed on the second interlayer insulating layer to contact an upper electrode; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자. Phase change memory device comprising a. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 상변환막은 콘택플러그와 동일 축 상에 배치되게 형성된 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the phase change film is formed on the same axis as the contact plug. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 하부전극과 상변환막을 포함한 절연막 및 상부전극은 동일 폭을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자. And the insulating film including the lower electrode and the phase change film and the upper electrode are formed to have the same width. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 상부전극과 제2층간절연막 사이에 형성된 반사방지막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And an antireflection film formed between the upper electrode and the second interlayer insulating film. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 반사방지막은 Ti막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the anti-reflection film is made of a Ti film. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 상부전극은 TiN막, Al막 및 W막으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 금속막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the upper electrode is made of any one metal film selected from the group consisting of a TiN film, an Al film, and a W film. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 비트라인은 제2층간절연막 내에 상부전극과 콘택하도록 형성된 플러그 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the bit line includes a plug portion formed in contact with the upper electrode in the second interlayer insulating film. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 비트라인은 플러그 부분과 제2층간절연막 상에 배치되는 부분이 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the bit line is integrally formed with a plug portion and a portion disposed on the second interlayer insulating film. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 비트라인은 플러그 부분과 제2층간절연막 상에 배치되는 부분이 분리되어 형성된 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the bit line is formed by separating a plug portion and a portion disposed on the second interlayer insulating layer. 하부패턴이 구비된 반도체기판; A semiconductor substrate having a lower pattern; 상기 하부패턴을 덮도록 반도체기판 상에 형성된 제1층간절연막; A first interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate so as to cover the lower pattern; 상기 제1층간절연막 내에 하부패턴과 콘택하도록 형성된 콘택플러그; A contact plug formed in the first interlayer insulating layer to contact the lower pattern; 상기 콘택플러그를 포함한 제1층간절연막 상에 형성된 하부전극; A lower electrode formed on the first interlayer insulating film including the contact plug; 상기 하부전극 상에 형성된 절연막; An insulating film formed on the lower electrode; 상기 절연막 내부 및 상부에 하부전극과 콘택하도록 형성된 상변환막; A phase change layer formed in and on the insulating layer to contact the lower electrode; 상기 상변환막 상에 형성된 상부전극; An upper electrode formed on the phase conversion film; 상기 상부전극을 덮도록 제1층간절연막 상에 형성된 제2층간절연막; 및 A second interlayer insulating film formed on the first interlayer insulating film to cover the upper electrode; And 상기 제2층간절연막 상에 상부전극과 콘택하도록 형성된 비트라인;A bit line formed on the second interlayer insulating layer to contact an upper electrode; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자. Phase change memory device comprising a. 제 10 항에 있어서, The method of claim 10, 상기 상변환막은 콘택플러그와 동일 축 상에 배치되게 형성된 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the phase change film is formed on the same axis as the contact plug. 제 10 항에 있어서, The method of claim 10, 상기 하부전극과 상변환막 및 상부전극은 동일 폭을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자. And the lower electrode, the phase conversion film, and the upper electrode are formed to have the same width. 제 10 항에 있어서, The method of claim 10, 상기 상부전극과 제2층간절연막 사이에 형성된 반사방지막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And an antireflection film formed between the upper electrode and the second interlayer insulating film. 제 13 항에 있어서, The method of claim 13, 상기 반사방지막은 Ti막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the anti-reflection film is made of a Ti film. 제 13 항에 있어서, The method of claim 13, 상기 상부전극은 TiN막, Al막 및 W막으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 금속막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the upper electrode is made of any one metal film selected from the group consisting of a TiN film, an Al film, and a W film. 제 10 항에 있어서, The method of claim 10, 상기 비트라인은 제2층간절연막 내에 상부전극과 콘택하도록 형성된 플러그 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the bit line includes a plug portion formed in contact with the upper electrode in the second interlayer insulating film. 제 16 항에 있어서, The method of claim 16, 상기 비트라인은 플러그 부분과 제2층간절연막 상에 배치되는 부분이 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the bit line is integrally formed with a plug portion and a portion disposed on the second interlayer insulating film. 제 16 항에 있어서, The method of claim 16, 상기 비트라인은 플러그 부분과 제2층간절연막 상에 배치되는 부분이 분리되어 형성된 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the bit line is formed by separating a plug portion and a portion disposed on the second interlayer insulating layer. 하부패턴을 구비한 반도체기판을 제공하는 단계; Providing a semiconductor substrate having a lower pattern; 상기 하부패턴을 덮도록 기판 전면 상에 제1층간절연막을 형성하는 단계; Forming a first interlayer insulating film on an entire surface of the substrate to cover the lower pattern; 상기 제1층간절연막 내에 하부패턴과 콘택하는 콘택플러그를 형성하는 단계; Forming a contact plug in the first interlayer insulating layer to contact the lower pattern; 상기 콘택플러그를 포함한 제1층간절연막 상에 제1도전막과 절연막을 차례로 형성하는 단계; Sequentially forming a first conductive film and an insulating film on the first interlayer insulating film including the contact plug; 상기 절연막 내에 제1도전막을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; Forming a contact hole in the insulating film to expose a first conductive film; 상기 콘택홀 내에 상변환막을 형성하는 단계; Forming a phase change film in the contact hole; 상기 상변환막을 포함한 절연막 상에 제2도전막을 형성하는 단계; Forming a second conductive film on the insulating film including the phase change film; 상기 제2도전막을 식각하여 상부전극을 형성함과 아울러 절연막을 식각하고 제1도전막을 식각하여 하부전극을 형성하는 단계; Etching the second conductive film to form an upper electrode, etching the insulating film and etching the first conductive film to form a lower electrode; 상기 상부전극을 포함한 제1층간절연막 상에 제2층간절연막을 형성하는 단계; 및 Forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film including the upper electrode; And 상기 제2층간절연막 상에 상부전극과 콘택하는 비트라인을 형성하는 단계;Forming a bit line in contact with an upper electrode on the second interlayer insulating film; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.A method for manufacturing a phase change memory device comprising a. 제 19 항에 있어서, The method of claim 19, 상기 상변환막은 콘택플러그와 동일 축 상에 배치되게 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the phase change film is disposed on the same axis as the contact plug. 제 19 항에 있어서, The method of claim 19, 상기 제2도전막과 절연막 및 제1도전막은 단일 식각마스크를 이용해서 연속하여 식각하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법. And the second conductive film, the insulating film, and the first conductive film are continuously etched using a single etching mask. 제 21 항에 있어서, The method of claim 21, 상기 상부전극과 하부전극은 동일 폭을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법. And the upper electrode and the lower electrode are formed to have the same width. 제 19 항에 있어서, The method of claim 19, 상기 제2도전막을 형성하는 단계 후, 그리고, 상기 제2도전막을 식각하는 단계 전, 상기 제2도전막 상에 반사방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법. And forming an anti-reflective film on the second conductive film after the forming of the second conductive film and before the etching of the second conductive film. . 제 23 항에 있어서, The method of claim 23, 상기 반사방지막은 Ti막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.And the antireflection film is formed of a Ti film. 제 23 항에 있어서, The method of claim 23, 상기 제2도전막은 TiN막, Al막 및 W막으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 금속막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.And the second conductive film is formed of any one metal film selected from the group consisting of a TiN film, an Al film and a W film. 제 19 항에 있어서, The method of claim 19, 상기 비트라인은 제2층간절연막 내에 상부전극과 콘택하도록 형성된 플러그 부분을 포함하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.And the bit line includes a plug portion formed to contact the upper electrode in the second interlayer insulating film. 제 26 항에 있어서, The method of claim 26, 상기 비트라인은 플러그 부분과 제2층간절연막 상에 배치되는 부분을 일체형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법. And said bit line integrally forms a plug portion and a portion disposed on said second interlayer insulating film. 제 26 항에 있어서, The method of claim 26, 상기 비트라인은 플러그 부분과 제2층간절연막 상에 배치되는 부분을 분리하여 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법. And the bit line is formed by separating the plug portion and the portion disposed on the second interlayer insulating film. 하부패턴을 구비한 반도체기판을 제공하는 단계; Providing a semiconductor substrate having a lower pattern; 상기 하부패턴을 덮도록 기판 전면 상에 제1층간절연막을 형성하는 단계; Forming a first interlayer insulating film on an entire surface of the substrate to cover the lower pattern; 상기 제1층간절연막 내에 하부패턴과 콘택하는 콘택플러그를 형성하는 단계; Forming a contact plug in the first interlayer insulating layer to contact the lower pattern; 상기 콘택플러그를 포함한 제1층간절연막 상에 제1도전막과 절연막을 차례로 형성하는 단계; Sequentially forming a first conductive film and an insulating film on the first interlayer insulating film including the contact plug; 상기 절연막 내에 제1도전막을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; Forming a contact hole in the insulating film to expose a first conductive film; 상기 콘택홀을 포함한 절연막 상에 상변환 물질막을 형성하는 단계; Forming a phase change material film on the insulating film including the contact hole; 상기 상변환 물질막 상에 제2도전막을 형성하는 단계; Forming a second conductive film on the phase change material film; 상기 제2도전막과 상변환 물질막 및 제1도전막을 식각하여 각각 상부전극과 상변환막 및 하부전극을 형성하는 단계; Etching the second conductive film, the phase change material film, and the first conductive film to form an upper electrode, a phase change film, and a lower electrode, respectively; 상기 상부전극을 포함한 제1층간절연막 상에 제2층간절연막을 형성하는 단계; 및 Forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film including the upper electrode; And 상기 제2층간절연막 상에 상부전극과 콘택하는 비트라인을 형성하는 단계;Forming a bit line in contact with an upper electrode on the second interlayer insulating film; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.A method for manufacturing a phase change memory device comprising a. 제 29 항에 있어서, The method of claim 29, 상기 상변환막은 콘택플러그와 동일 축 상에 배치되게 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And the phase change film is disposed on the same axis as the contact plug. 제 29 항에 있어서, The method of claim 29, 상기 제2도전막과 상변환 물질막 및 제1도전막은 단일 식각마스크를 이용해서 연속하여 식각하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법. And the second conductive film, the phase change material film, and the first conductive film are continuously etched using a single etching mask. 제 31 항에 있어서, The method of claim 31, wherein 상기 상부전극과 하부전극은 동일 폭을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법. And the upper electrode and the lower electrode are formed to have the same width. 제 29 항에 있어서, The method of claim 29, 상기 제2도전막을 형성하는 단계 후, 그리고, 상기 제2도전막을 식각하는 단계 전, 상기 제2도전막 상에 반사방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법. And forming an anti-reflective film on the second conductive film after the forming of the second conductive film and before the etching of the second conductive film. . 제 33 항에 있어서, The method of claim 33, wherein 상기 반사방지막은 Ti막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.And the antireflection film is formed of a Ti film. 제 33 항에 있어서, The method of claim 33, wherein 상기 제2도전막은 TiN막, Al막 및 W막으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 금속막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.And the second conductive film is formed of any one metal film selected from the group consisting of a TiN film, an Al film and a W film. 제 29 항에 있어서, The method of claim 29, 상기 비트라인은 제2층간절연막 내에 상부전극과 콘택하도록 형성된 플러그 부분을 포함하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.And the bit line includes a plug portion formed to contact the upper electrode in the second interlayer insulating film. 제 36 항에 있어서, The method of claim 36, 상기 비트라인은 플러그 부분과 제2층간절연막 상에 배치되는 부분을 일체형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법. And said bit line integrally forms a plug portion and a portion disposed on said second interlayer insulating film. 제 36 항에 있어서, The method of claim 36, 상기 비트라인은 플러그 부분과 제2층간절연막 상에 배치되는 부분을 분리하여 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법. And the bit line is formed by separating the plug portion and the portion disposed on the second interlayer insulating film.
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KR101136319B1 (en) * 2008-05-19 2012-06-25 가부시끼가이샤 도시바 Nonvolatile storage device and method for manufacturing same

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