WO2013086686A1 - 一种高速低功耗相变存储器的制备方法 - Google Patents
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Definitions
- the invention belongs to the technical field of microelectronics in microelectronics, and particularly relates to an etching process for fabricating a phase change memory.
- Phase-change random access memory is a non-volatile memory device that reversibly transforms a phase change material between polycrystalline and amorphous states by the thermal effect of current action, using polycrystalline (low resistance) and amorphous ( High resistance) The difference between the high and low values is used to record the values "0" and "1".
- Phase-change random access memory is not only non-volatile, high speed, high reliability, low power consumption, long life, compatible with CMOS technology, etc. It is suitable for use in everyday electronic products, and is resistant to radiation and vibration. Value storage, which can work in special environments such as ultra-low temperature and high temperature, has great potential application value in aerospace and aviation.
- the International Semiconductor Industry Association believes that phase change memory is the most likely to replace the current mainstream memory products such as flash memory and dynamic random access memory and become the mainstream memory of the future. In this case, the related technology research and industrialization of phase change memory is of great significance.
- phase change memory preparation process commonly used today is a lift-off process, in which a photolithographic process is performed to form a desired pattern, and then a thin film material is deposited on the photoresist, and the photoresist is dissolved by a photoresist solution such as acetone, and taken away. A film attached to the photoresist to form a film of the desired pattern.
- the operation is simple and the equipment requirements are not high, but the method can not obtain a good film sidewall morphology and does not have good consistency and repeatability. If it is applied to large-scale production, it cannot obtain a good finished product. Rate and repeatability.
- the wet etching process is to form a pattern by photolithography, using photoresist or other materials as a mask for protection, selecting a suitable acid-base solution to etch the film to be etched, and finally removing the mask material.
- the method is relative to the stripping process,
- the acid-base solution is isotropic to the film material, and it is impossible to prepare a small-sized phase change unit close to the vertical sidewall, which can not meet the high integration and reduce the phase transition. Unit size to reduce operating current requirements.
- the depth of the solution of the film material to be etched in the acid-base solution and the flow rate of the surrounding solution are different, which also results in the method not being well-consistent and not suitable for large-scale production.
- the object of the present invention is to provide a high-speed and low-power phase change memory preparation method, which can etch a superlattice material as a phase change material, and has a good anisotropic and fast etching. Speed, high controllability, and good consistency.
- the above technical solution can be improved by one or more of the following methods: (1)
- the superlattice film material in the process step (c) is a multilayer phase change material GeTe which is alternately grown from GeTe and Sb 2 Te 3 . /Sb 2 Te 3 , the thickness of the film material per cycle is l ⁇ 30nm/l ⁇ 30nm, and the total number of cycles is 2 ⁇ 2000; (2) Inductively coupled plasma dry etching in process step (e), halogen gas flow
- the ratio of flow to inert gas is 1: 1 ⁇ 1: 20, RF power is 50 ⁇ 200 watts, inductively coupled plasma power is 300 ⁇ 800 watts, cavity pressure is 5 ⁇ 15 mTorr;
- the helium gas for the sample cooling is 3 to 10 Torr, and the etching time is 5 to 60 seconds.
- the process makes full use of the inductively coupled plasma dry etching to etch the uniformity and anisotropy of the superlattice phase change material, and prepare the phase change memory cell structure.
- the test results show that the phase change memory prepared by the process has reversible phase change function, and has the characteristics of fast working speed and low operating current, and can be applied to mass production of phase change memory.
- the present invention has Has the following technical features:
- Superlattice phase change film material has the characteristics of fast erasing speed and low thermal conductivity, which is beneficial to improve the working speed of phase change memory and reduce operating current to reduce power consumption.
- the present invention is applicable to a variety of device structures and a variety of phase change materials, and can be applied to large-scale production, which enables phase change memory to have greater flexibility in device structure and material selection, and Industrialization offers possibilities.
- FIG. 1 is a flow chart of an etching process provided by the present invention.
- Figure 2 is a diagram of depositing a metal thin film and an insulating layer film on a substrate.
- Figure 3 is a deposited superlattice film material.
- Figure 4 is a lithographic pattern.
- Figure 5 is an inductively coupled plasma dry etching superlattice film material.
- Figure 6 is a photoresist removal.
- Figure 7 is a deposition of an insulating layer film and a metal film.
- Figure 8 is the result of a metallographic microscope of the superlattice film after etching.
- Figure 9 is an atomic force microscope result of the etched superlattice film.
- Figure 10 is an I-V curve of the unit device.
- the phase change memory of this example has a structure of a "T" type structure, an edge contact structure, a symmetrical structure or an asymmetrical structure.
- the silicon oxide substrate was ultrasonicated in acetone for 3 minutes, washed in absolute ethanol and deionized water, dried with a nitrogen gun, and baked on a hot plate at 103 ° C to remove moisture on the substrate. .
- the multilayer phase change material GeTe/Sb2Te3 which is alternately grown by GeTe and Sb 2 Te 3 is deposited by magnetron sputtering.
- the thickness of the film material is 2nm/lnm per cycle, the total number of cycles is 50, and the total thickness is 150nm. 3).
- the sample was placed in the cavity of the inductively coupled plasma etching apparatus.
- the flow rate of Cl 2 was 10 sccm (standard-state cubic centimeter per minute)
- the flow rate of Ar was 40 sccm
- the power of the jet step j3 ⁇ 4 was 80 watts
- the inductively coupled plasma power was 500 watts.
- the chamber pressure is 10 mTorr.
- the sample can be passed through a He gas for cooling during the etching process, and the gas pressure is 8 Torr, and the etching time is 30 seconds.
- a schematic diagram of step (5) is shown in Figure 5.
- the etched sample was immersed in acetone and sonicated for 3 minutes. After the photoresist was completely dissolved, the sample was washed successively in absolute ethanol and deionized water (Fig. 6).
- the samples in the example of the implementation have good consistency (Fig. 8).
- the etched phase change layer has a flat topography and steep sidewalls (Fig. 9), which is beneficial to the future application of the device to high integration industrialization. in production.
- the sample in the example was tested with a digital source Keithley 4200, a pulse generator that reversibly phased between polycrystalline and amorphous states with an operating current of only 5 microamps, the shortest write The operating time is only 500 picoseconds ( Figure 10).
- the test results show that the multilayer phase change material GeT e /Sb2Te3 which is alternately grown by GeTe and Sb 2 Te 3 prepared by inductively coupled plasma dry etching has a thickness of 2 nm/l n m per cycle.
- the super-lattice film with a total period of 50 and a total thickness of 150 nm is a phase change memory of phase change material with reversible phase change function, and the fastest rubbing operation speed reaches 500 picoseconds, and the operating current is only 5 microamps. . It is observed from the results of the metallographic microscope that it has good consistency. From the results of the atomic force microscope, it was observed that the etched surface had steep sidewalls. Thereby improving the working speed of the phase change memory and reducing its power consumption, and providing feasibility for future industrialization.
- the key to the method of the present invention lies in steps (3) and (5), and the remaining steps are substantially the same as in the prior art.
- the metal film in steps (2), (7) is 30 nm to 200 nm of Pt or Au or TiW or Ag or Cu or A1 or TiN, the insulating layer film is SiO 2 or Si 3 N 4 of 30 nm to 200 nm; in the photolithography process of the process step (4), the baking time is 1 to 10 minutes, and the exposure time is 1 to 8 minutes. , the development time is 1 to 5 minutes; the photoresist removed in the process step (6) is soaked in acetone 1 ⁇ 2 hours, then ultrasound for 5 to 10 minutes.
- the lithography process includes optical lithography, electron beam lithography, nanoimprint lithography, and the like.
- the inductively coupled plasma dry etching gas is a mixed gas containing a halogen element gas such as Cl 2 , HBr or BC1 3 and an inert gas such as Ar.
- the substrate may be a silicon dioxide substrate, a silicon substrate, a gallium arsenide substrate or the like.
- the method of the present invention is not limited to the phase change memory of the above structure, and is applicable to phase change memories of various structures.
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Abstract
一种高速低功耗相变存储器的制备方法,步骤为:①清洗衬底;②依次沉积金属薄膜和绝缘层薄膜;③沉积超晶格薄膜相变材料;④涂胶、光刻形成光刻胶作为刻蚀掩膜;⑤用电感耦合等离子刻蚀设备刻蚀超晶格薄膜材料;⑥去除光刻胶掩膜;⑦依次沉积绝缘层薄膜和金属薄膜。本方法充分利用电感耦合等离子干法刻蚀对超晶格相变薄膜材料刻蚀的各向异性、一致性等特点,使制备的相变存储器具有高速低功耗的性能。
Description
一种高速低功耗相变存储器的制备方法
【技术领域】
本发明属于微电子学中的微电子工艺技术领域, 具体涉及到制作相变 存储器使用的刻蚀工艺。
【背景技术】
相变随机存储器是一种非易失存储设备, 通过电流作用产生的热效应 使相变材料在多晶态和非晶态之间发生可逆转变, 利用多晶态 (低阻) 和 非晶态(高阻) 电阻高低的不同来记录数值 "0"和" 1"。相变随机存储器不仅 具有非易失性、 速度快、 可靠性高、 功耗低、 寿命长、 与 CMOS工艺兼容 等优点适合广泛应用于日常电子产品中, 而且抗辐射, 抗振动, 可实现多 值存储, 可在超低温和高温等特殊环境下工作等特点, 在航天和航空领域 也有巨大的潜在应用价值。 国际半导体工业协会认为相变存储器最有可能 取代闪存和动态随机存储器等目前的主流存储器产品而成为未来的存储器 主流产品。 在这种情况下, 相变存储器的相关技术研宄和产业化有着重大 意义。
目前, 影响相变存储器产业化进程的主要问题是其功耗过大和制备工 艺方法。 为减小操作电流即降低功耗, 研宄人员从相变存储器的材料、 器 件结构等方面做了许多工作, 但这些都需要合适的工艺制备方法实现并能 应用于大规模生产。 现今常用的相变存储器制备工艺为剥离工艺, 其步骤 是光刻形成所需图形, 然后在光刻胶上沉积薄膜材料, 再用丙酮等光刻胶 溶解液将光刻胶溶解, 并带走光刻胶上附着的薄膜, 从而形成所需图形的 薄膜。 其操作简单且对设备要求不高, 但该方法不能得到很好的薄膜侧壁 形貌并且没有很好的一致性和重复性, 若应用于大规模生产中则不能得到 较好的产品的成品率和重复性。 相对于剥离工艺, 湿法刻蚀工艺过程是光 刻形成图形, 使用光刻胶或其他材料作为掩膜进行保护, 选择合适的酸碱 溶液对待刻蚀薄膜进行刻蚀, 最后去除掩膜材料。 该方法相对于剥离工艺,
对于薄膜的侧壁有更好的可控性, 但是酸碱溶液对薄膜材料的腐蚀各向同 性, 无法制备出接近垂直侧壁的小尺寸相变单元, 满足不了高集成度和减 小相变单元尺寸以降低操作电流的要求。 同时待刻蚀薄膜材料在酸碱溶液 中所处溶液深度和周围溶液的流速等因素不同, 也导致该方法没有很好的 一致性, 不适合应用于大规模生产。
因此, 目前迫切需要一种具有高一致性, 高可控性, 并且可制备小尺 寸相变存储器单元的工艺方法, 加快相变存储器产业化进程。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种高速低功耗的相变存储器的制备方法, 该方 法能对作为相变材料的超晶格材料进行刻蚀, 有很好的各向异性、 较快的 刻蚀速率、 高可控性、 很好的一致性的特点。
本发明提供的相变存储器的制备方法, 其特征在于, 该方法包括下述 步骤:
(a) 清洗衬底; (b) 依次沉积金属薄膜和绝缘层薄膜; (c) 沉积超晶 格薄膜, 作为相变材料; (d) 在超晶格薄膜上涂光刻胶、 烘烤、 曝光、 显 影形成光刻胶图形作为刻蚀掩膜; (e) 用电感耦合等离子干法刻蚀超晶格 薄膜材料; (0 去除光刻胶掩膜; (g) 依次沉积绝缘层薄膜和金属薄膜。
上述技术方案可以采用下述一种或多种方式进行改进: (1 ) 工艺步骤 ( c) 中的超晶格薄膜材料为由 GeTe和 Sb2Te3交替生长而成的多层相变材 料 GeTe/Sb2Te3, 每周期薄膜材料厚度分别为 l〜30nm/l〜30nm, 总周期数 为 2〜2000; ( 2) 工艺步骤 (e) 的电感耦合等离子干法刻蚀中, 卤素气体 流量与惰性气体流量比为 1 : 1〜1: 20, 射频功率为 50〜200瓦, 电感耦合 等离子功率为 300〜800瓦, 腔体气压为 5〜15毫托; 在刻蚀过程中也可以 通入给样品冷却用的氦气, 其气压为 3〜10托, 刻蚀时间为 5〜60秒。
本工艺充分利用电感耦合等离子干法刻蚀对超晶格相变材料刻蚀的一 致性和各向异性等特点, 制备相变存储器单元结构。 测试结果表明该工艺 制备的相变存储器具有可逆的相变功能, 并且具有工作速度快、 操作电流 低等特点, 可以运用于相变存储器的大规模生产中。 具体而言, 本发明具
有以下技术特点:
( 1 )超晶格相变薄膜材料具有擦写速度快、 热导率低等特点, 有利于 提高相变存储器工作速度和减小操作电流降低功耗。
(2)在衬底上制备了金属薄膜和绝缘层薄膜之后, 在其上沉积超晶格 相变材料, 利用光刻在超晶格相变材料上形成掩膜图形, 在刻蚀过程中为 超晶格相变材料提供保护。
( 3)用电感耦合等离子刻蚀设备对超晶格相变材料进行干法刻蚀, 最 后用光刻胶溶解溶液等将作为刻蚀掩膜的光刻胶溶解去除, 即形成各向异 性、 高一致性的超晶格相变材料薄膜。 干法刻蚀完成后, 可根据器件结构 的不同, 沉积绝缘层薄膜和金属薄膜等。
总之, 本发明对于多种器件结构和多种相变材料均适用, 并能运用到 大规模生产中, 可以使相变存储器在器件结构和材料的选择上有更大的灵 活性, 并为其产业化提供可能。
【附图说明】
图 1是本发明提供的刻蚀工艺流程图。
图 2是在衬底上沉积金属薄膜和绝缘层薄膜。
图 3是沉积超晶格薄膜材料。
图 4是光刻形成图形。
图 5是电感耦合等离子干法刻蚀超晶格薄膜材料。
图 6是去除光刻胶。
图 7是沉积绝缘层薄膜和金属薄膜。
图 8是刻蚀后的超晶格薄膜金相显微镜结果。
图 9是刻蚀后的超晶格薄膜的原子力显微镜结果。
图 10是单元器件的 I-V曲线。
图中 1.衬底, 2.金属薄膜 Pt或 Au或 TiW或 Ag或 Cu或 A1或 TiN, 3.绝缘层薄膜 Si02或 Si3N4, 4.超晶格相变材料, 5.光刻胶, 6. 绝缘层薄 膜 Si02或 Si3N4, 7.金属薄膜 Pt或 Au或 TiW或 Ag或 Cu或 A1或 TiN。 【具体实施方式】
本发明提供的电感耦合等离子干法刻蚀超晶格相变材料的工艺流程如 图 1 所示。 下面通过借助实施例更加详细地说明本发明, 但以下实施例仅 是说明性的, 本发明的保护范围并不受这些实施例的限制。
实例 1:
本实例的相变存储器的结构为 "T"型结构、 边接触结构、 对称结构或 非对称结构。
( 1 ) 清洗衬底:
将氧化硅衬底在丙酮中超声 3分钟, 分别在无水乙醇和去离子水中清 洗干净, 用氮气枪将衬底吹干, 放在 103摄氏度的热板上烘烤以去除衬底 上的水分。
(2) 沉积金属薄膜和绝缘层薄膜:
在干净的衬底表面涂上光刻胶, 在 97摄氏度的热板上烘烤 3分钟, 选 择光刻掩膜板上需要的图形,曝光 30秒,再在 112摄氏度的热板上烘烤 110 秒, 泛曝光 30秒, 在显影液中浸泡 20秒, 即形成所需的光刻胶图形。 再 利用磁控溅射沉积 150nm厚的 TiW薄膜,将样品浸泡在丙酮中超声 3分钟 剥离掉光刻胶及其上面的薄膜, 即形成所需图形的金属薄膜, 再用无水乙 醇和去离子水清洗样品。 在样品上涂上光刻胶, 在 97摄氏度的热板上烘烤 3分钟, 选择光刻掩膜板上需要的图形, 曝光 30秒, 再在 112摄氏度的热 板上烘烤 110秒, 泛曝光 30秒, 在显影液中浸泡 20秒, 即形成所需的光 刻胶图形。 再利用磁控溅射沉积 150nm厚的 SiO^ 膜作为绝缘层薄膜, 将 样品浸泡在丙酮中超声 3分钟剥离掉光刻胶及其上面的薄膜, 即形成所需 图形的绝缘层薄膜, 再用无水乙醇和去离子水清洗样品 (图 2)。
( 3 ) 沉积超晶格相变薄膜材料:
利用磁控溅射沉积由 GeTe 和 Sb2Te3交替生长而成的多层相变材料 GeTe/Sb2Te3,每周期薄膜材料厚度分别为 2nm/lnm,总周期数为 50, 总厚度 为 150nm (图 3 )。
(4) 光刻形成刻蚀掩膜:
在样品上涂上光刻胶, 在 97摄氏度的热板上烘烤 3分钟, 选择光刻掩
膜板上需要的图形, 曝光 5分钟, 在显影液中浸泡 3分钟, 即形成所需要 图形的光刻胶作为干法刻蚀的掩膜 (图 4)。
(5 ) 电感耦合等离子干法刻蚀超晶格薄膜:
将样品放入电感耦合等离子刻蚀设备的腔体, 在 Cl2流量为 lOsccm ( standard- state cubic centimeter per minute), Ar流量为 40sccm, 射步 j¾功率 为 80瓦, 电感耦合等离子功率为 500瓦, 腔体气压为 10毫托。
为了防止高温给光刻胶带来的碳化, 在刻蚀过程中可以给样品通入冷 却用的 He气, 其气压为 8托, 刻蚀时间为 30秒。 步骤 (5 ) 的示意图如 图 5所示。
( 6) 去除光刻胶掩膜:
将刻蚀后的样品浸入丙酮中, 超声 3分钟, 待光刻胶完全溶解后, 将 样品依次在无水乙醇和去离子水中清洗 (图 6)。
(7) 形成绝缘层和上电极:
在样品表面涂上光刻胶, 在 97摄氏度的热板上烘烤 3分钟, 选择光刻 掩膜板上需要的图形, 曝光 30秒, 再在 112摄氏度的热板上烘烤 110秒, 泛曝光 30秒, 在显影液中浸泡 20秒, 即形成所需的光刻胶图形。 再利用 磁控溅射沉积 150nm厚的 SiO 膜作为绝缘层薄膜, 将样品浸泡在丙酮中 超声 3分钟剥离掉光刻胶及其上面的薄膜, 即形成所需图形的绝缘层薄膜, 再用无水乙醇和去离子水清洗样品。 在样品上涂上光刻胶, 在 97摄氏度的 热板上烘烤 3分钟, 选择光刻掩膜板上需要的图形, 曝光 30秒, 再在 112 摄氏度的热板上烘烤 110秒, 泛曝光 30秒, 在显影液中浸泡 20秒, 即形 成所需的光刻胶图形。 再利用磁控溅射沉积 150nm厚的 TiW薄膜, 将样品 浸泡在丙酮中超声 3分钟剥离掉光刻胶及其上面的薄膜, 即形成所需图形 的金属薄膜, 再用无水乙醇和去离子水清洗样品 (图 7)。
实施实例中的样品具有很好的一致性 (图 8), 刻蚀的相变层具有平整 的形貌和陡直的侧壁 (图 9), 有利于器件未来应用于高集成度的产业化生 产中。 用数字源 Keithley 4200, 脉冲发生器测试实施实例中的样品, 该样 品能在多晶态和非晶态之间发生可逆相变, 操作电流仅为 5微安, 最短写
操作时间仅为 500皮秒 (图 10)。
测试结果表明,利用电感耦合等离子干法刻蚀方法制备的以由 GeTe和 Sb2Te3交替生长而成的多层相变材料 GeTe/Sb2Te3,每周期薄膜材料厚度分 别为 2nm/lnm, 总周期数为 50, 总厚度为 150nm的超晶格薄膜为相变材料 的相变存储器具有可逆相变的功能, 并且最快的擦操作速度达到 500皮秒, 操作电流仅为 5微安。 从金相显微镜结果可观察到其具有很好的一致性。 从原子力显微镜结果可观察到其刻蚀形貌具有陡峭的侧壁。 从而提高相变 存储器的工作速度、 降低其功耗, 为今后的产业化提供可行性。
实例 2〜5:
本发明方法的关键在于步骤 (3 ) 和 (5), 其余步骤与现有技术基本相 同, 在步骤(2)、 (7) 中的金属薄膜为 30nm〜200nm的 Pt或 Au或 TiW或 Ag或 Cu或 A1或 TiN, 绝缘层薄膜为 30nm〜200nm的 Si02或 Si3N4; 在工 艺步骤 (4) 的光刻过程中, 烘烤时间为 1〜10分钟, 曝光时间为 1〜8分 钟,显影时间为 1〜5分钟;工艺步骤(6)中去除光刻胶是在丙酮中浸泡 1〜
2小时, 再超声 5〜10分钟。所述的光刻工艺包括光学光刻、 电子束光刻与 纳米压印光刻等。 所述电感耦合等离子体干法刻蚀气体为含有 Cl2、 HBr、 BC13等卤族元素气体与 Ar等惰性气体的混合气体。衬底可以是二氧化硅衬 底, 硅衬底, 砷化镓衬底等。
本发明方法并不局限于上述结构的相变存储器, 它适用于各种结构的 相变存储器。
本发明不仅局限于上述具体实施方式, 本领域一般技术人员根据本发 明公开的内容, 可以采用其它多种具体实施方式实施本发明, 因此, 凡是 采用本发明的设计结构和思路, 做一些简单的变化或更改的设计, 都落入 本发明保护的范围。
Claims
1、 一种相变存储器的制备方法, 其特征在于, 该方法包括下述步骤: ( a) 清洗衬底; (b) 依次沉积金属薄膜和绝缘层薄膜; (c) 沉积超晶 格薄膜, 作为相变材料; (d) 在超晶格薄膜上涂光刻胶、 烘烤、 曝光、 显 影形成光刻胶图形作为刻蚀掩膜; (e) 用电感耦合等离子干法刻蚀超晶格 薄膜材料; (f) 去除光刻胶掩膜; (g) 依次沉积绝缘层薄膜和金属薄膜。
2、 根据权利要求 1所述的相变存储器的制备方法, 其特征在于工艺步 骤 (c) 中的超晶格薄膜材料为由 GeTe和 Sb2Te3交替生长而成的多层相变 材料 GeTe/Sb2Te3,每周期薄膜材料中 GeTe的厚度为 l〜30nm, 每周期薄膜 材料中 Sb2Te3的厚度为 l〜30nm, 重复 2〜2000个周期。
3、 根据权利要求 1所述的相变存储器的制备方法, 其特征在于, 工艺 步骤 (e) 的电感耦合等离子干法刻蚀中, 刻蚀所使用的气体为卤族元素气 体与惰性气体的混合气体, 二者的流量比为 1 : 1〜1: 20, 射频功率为 50〜 200瓦, 电感耦合等离子功率为 300〜800瓦, 腔体气压为 5〜15毫托。
4、 根据权利要求 1所述的相变存储器的制备方法, 其特征在于, 步骤 (b)、 (g) 中的金属薄膜为 30nm〜200nm的 Pt或 Au或 TiW或 Ag或 Cu或 A1或 TiN, 绝缘层薄膜为 30nm〜200nm的 Si02或 Si3N4。
5、 根据权利要求 1所述的相变存储器的制备方法, 其特征在于工艺步 骤 (d) 的光刻过程中, 烘烤时间为 1〜10分钟, 曝光时间为 1〜8分钟, 显影时间为 1〜5分钟。
6、 根据权利要求 1所述的相变存储器的制备方法, 其特征在于工艺步 骤 (f) 中去除光刻胶是在丙酮中浸泡 1〜2小时, 再超声 5〜10分钟。
7、 根据权利要求 3所述的相变存储器的制备方法, 其特征在于, 卤族 元素气体为 Cl2、 HBr或 BC13, 惰性气体为 Ar。
8、 根据权利要求 3所述的相变存储器的制备方法, 其特征在于, 在刻 蚀过程中, 通入冷却用的氦气, 气压为 3〜10托, 刻蚀时间为 5〜60秒。
Applications Claiming Priority (2)
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109301064A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-02-01 | 江苏理工学院 | 一种Sb70Se30/C多层复合相变薄膜及其制备方法和应用 |
| CN111487845A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种可以直接剥离的led管芯电极掩模图形的制作方法 |
| CN112736197A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 西北工业大学 | 一种改良相变材料的方法 |
| CN113594024A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-02 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 金属电极剥离胶膜的制作方法及金属剥离电极的制作方法 |
| CN114721230A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-07-08 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种相变存储器光刻工艺优化方法 |
| CN115172587A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-11 | 深圳大学 | 一种相变异质结薄膜、相变存储器及其制备方法 |
| CN118973374A (zh) * | 2024-07-30 | 2024-11-15 | 华东师范大学 | 一种基于相变材料的多端口c型射频开关 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103094476B (zh) * | 2013-01-18 | 2016-01-20 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 相变合金材料的无损刻蚀方法 |
| CN105322090B (zh) * | 2014-06-13 | 2018-09-25 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种存储器及其制作方法 |
| CN104409333A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-11 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 相变材料GeTe的耦合等离子体刻蚀方法 |
| CN106935701B (zh) * | 2015-12-29 | 2019-03-22 | 中国科学院上海高等研究院 | Si/GeTe纳米复合多层相变薄膜、相变存储器及其制备方法 |
| CN106960904B (zh) * | 2016-01-09 | 2019-05-31 | 清华大学 | 全相变自旋非易失存储单元 |
| CN105845173B (zh) * | 2016-03-23 | 2018-11-30 | 华中科技大学 | 一种基于磁场触发的超晶格相变单元的逻辑门电路 |
| CN106185800B (zh) * | 2016-10-11 | 2018-11-09 | 江苏理工学院 | 一种GeTe/Ge类超晶格纳米相变薄膜材料及其制备方法和应用 |
| CN116568128B (zh) * | 2023-07-12 | 2023-10-03 | 江苏鲁汶仪器股份有限公司 | 一种干法刻蚀制备侧壁加热电极的方法 |
| CN118226581A (zh) * | 2024-05-21 | 2024-06-21 | 中山大学 | 一种硫系相变材料异质集成波导器件的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080026586A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-01-31 | Hong Cho | Phase change memory cell and method and system for forming the same |
| CN101924181A (zh) * | 2009-06-11 | 2010-12-22 | 尔必达存储器株式会社 | 固态存储器、数据处理系统和数据处理装置 |
| CN102064276A (zh) * | 2010-11-01 | 2011-05-18 | 华中科技大学 | 一种非对称相变存储器单元及器件 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101335328B (zh) * | 2008-08-05 | 2011-06-29 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种相变存储器器件单元结构及其制作方法 |
| CN101504969B (zh) * | 2009-01-23 | 2010-12-29 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 相变存储器的制备方法 |
| CN102142517B (zh) * | 2010-12-17 | 2017-02-08 | 华中科技大学 | 一种低热导率的多层相变材料 |
-
2011
- 2011-12-12 CN CN201110410678.3A patent/CN102447061B/zh active Active
- 2011-12-13 WO PCT/CN2011/083891 patent/WO2013086686A1/zh not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080026586A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-01-31 | Hong Cho | Phase change memory cell and method and system for forming the same |
| CN101924181A (zh) * | 2009-06-11 | 2010-12-22 | 尔必达存储器株式会社 | 固态存储器、数据处理系统和数据处理装置 |
| CN102064276A (zh) * | 2010-11-01 | 2011-05-18 | 华中科技大学 | 一种非对称相变存储器单元及器件 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109301064A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-02-01 | 江苏理工学院 | 一种Sb70Se30/C多层复合相变薄膜及其制备方法和应用 |
| CN111487845A (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-04 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种可以直接剥离的led管芯电极掩模图形的制作方法 |
| CN112736197A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 西北工业大学 | 一种改良相变材料的方法 |
| CN112736197B (zh) * | 2020-12-29 | 2023-10-31 | 西北工业大学 | 一种改良相变材料的方法 |
| CN113594024A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-02 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 金属电极剥离胶膜的制作方法及金属剥离电极的制作方法 |
| CN113594024B (zh) * | 2021-07-30 | 2024-01-30 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 金属电极剥离胶膜的制作方法及金属剥离电极的制作方法 |
| CN114721230A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-07-08 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种相变存储器光刻工艺优化方法 |
| CN115172587A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-11 | 深圳大学 | 一种相变异质结薄膜、相变存储器及其制备方法 |
| CN118973374A (zh) * | 2024-07-30 | 2024-11-15 | 华东师范大学 | 一种基于相变材料的多端口c型射频开关 |
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