一種相變隨機存儲器陣列的製備方法
2023-10-04 11:41:44 2
專利名稱：一種相變隨機存儲器陣列的製備方法
技術領域：
本發明屬於微納電子學技術領域，涉及一種相變隨機存儲器陣列，具體涉及製備存儲陣列的整個工藝過程，包括清洗，勻膠，烘烤，光刻，鍍膜，剝離工藝。
背景技術：
自從上個世紀六十年代Ovshinsky發現奧佛辛斯基電子效應以來，人們一直考慮將此效應應用到非易失性存儲器的設計中，但是由於工藝條件所限，相變存儲器的功耗和密度等性能沒有太大優勢，對其研究進展不大。直到上個世紀90年代末，隨著工藝條件的改善，相變材料的尺寸可以達到深亞微米級甚至納米級，其功耗和工作電壓大幅度降低，存儲密度也大幅度增加。與其他存儲器相比具有以下特點(1)抗疲勞性能好；( 數據保持性好，室溫下可達10年；(3)非破壞性讀操作；⑷讀寫速度快；(5)可直接重寫；(6)每個相變單元是一種垂直夾層結構，這種結構可以容易超大規模集成電路相結合；(7)與CMOS 工藝兼容性好；(8)可實現多值存儲；(9)容易實現三維結構。因此在新一代非易失性存儲器技術中，基於硫系化合物薄膜的相變存儲器被認為最有希望成為未來可通用的下一代非易失存儲器，已經成為國際上研究的一個熱點。相變存儲器以硫屬化合物相變材料為存儲介質，通入寫電流產生焦耳熱使存儲介質發生可逆相變，利用相變材料在晶態和非晶態結構相之間高達四個數量級的阻值差來表徵和存儲二進位數據「0」和「1」。在不破壞其材料結構相的條件下給存儲單元適當的電流或電壓脈衝，通過測量出的阻值狀態來區分存儲單元的邏輯值。在當前的相變存儲器研究領域中，寫操作電流過大成了一個關鍵問題，為了進一步減小相變存儲器操作電流，必須要進行器件尺寸小型化的研究，一般從電極與相變材料接觸面積小型化及相變材料的相變區域小型化兩個方面入手，在器件尺寸小型化的過程中，如何減小並且成功製作出相變接觸孔已經成為一個關鍵問題。目前的主流結構，如工字型、T型、line型結構採用的工藝均為刻蝕，但刻蝕每一層會對其下面結構造成未知影響， 而剝離工藝相比刻蝕工藝來說更省能源及成本。對於製作相同的相變存儲器陣列，除了光刻和鍍膜兩者相同，剝離工藝只需要丙酮、酒精及去離子水即可完成，並且工藝操作方便， 簡單易行，有利於實現大容量存儲陣列的製備。
發明內容
本發明的目的在於提供一種相變隨機存儲器陣列的製備方法，該方法能夠製備出各種結構的相變隨機存儲器陣列。本發明提供的一種相變隨機存儲器陣列的製備方法，其特徵在於，相變隨機存儲器陣列的每一層均依次經過清洗、勻膠、烘烤、光刻、鍍膜和剝離製備獲得。上述相變隨機存儲器陣列依次包括下電極層、相變層和上電極層；在下電極層與相變層之間，以及相變層和上電極層之間均可以包括絕緣層。作為上述技術方案的改進，所述剝離具體可以包括下述過程將鍍膜後的的樣品放入丙酮中進行浸泡，浸泡後超聲，超聲之後即將光刻膠及其上面的鍍膜材料剝離乾淨，剝離乾淨後用相繼用酒精、去離子水衝洗後乾燥；所述清冼具體可以包括下述過程將樣品放入丙酮中超聲，超聲之後相繼用酒精、去離子水衝洗，乾燥去除表面水分；採用的薄膜工藝為濺射法、蒸發法、化學氣相澱積法、熱氧化法或者金屬有機物熱分解法中的任意一種； 相變隨機存儲器陣列中所使用的電極材料可以為單金屬材料或者為合金材料；電極層的薄膜厚度可以為Inm-lOOOnm，相變層的薄膜厚度可以為1歷_200匪；在絕緣層上可以製備直徑為lnm-2000nm的小孔；所述小孔的製備工藝可以為電子束光刻法、紫外線光刻法或納米壓印法中的任意一種。本發明提出一種納米相變存儲器陣列的製備方法，採用薄膜製備方法和納米加工技術製備微、納電子相變存儲器陣列。此種製備方法簡單易行，並且對能源和資源的耗損小，而且每個單元器件也很容易達到納米尺度，方便研究納米尺度下器件的性能。本發明對於推動相變存儲器走向實用化有很好的價值。以上的相變存儲器陣列製備方法僅僅是為了讓本發明的目的、特點和優點顯得更加明白易懂，並非限定本發明，本發明的保護範圍以所附的權利要求書所確定的為準。
圖1實施例1中相變存儲器陣列的一個器件單元結構的示意圖；圖2實施例2中相變存儲器陣列的一個器件單元結構的示意圖；圖3實施例2中相變存儲器陣列中製作流程的示意圖，其中，(a)襯底上勻膠之後的示意圖；(b)光刻出下電極圖形的示意圖；(c)澱積電極材料的示意圖；(d)將光刻膠及其上面的電極材料剝離乾淨的示意圖；(e)在做完第一層電極的樣品上勻膠的示意圖；(f) 光刻出絕緣層圖形的示意圖；(g)澱積絕緣材料的示意圖；(h)將光刻膠及其上面的絕緣材料剝離乾淨的示意圖；(i)在做完兩層薄膜的樣品上勻膠的示意圖；(j)光刻出相變層圖形的示意圖；(k)澱積相變材料的示意圖；(1)將光刻膠及其上面的相變材料剝離乾淨的示意圖；(m)在做完三層薄膜的樣品上勻膠的示意圖；(η)光刻出絕緣層圖形的示意圖；(ο)澱積絕緣材料的示意圖；(P)將光刻膠及其上面的絕緣材料剝離乾淨的示意圖；(q)在做完四層薄膜的樣品上勻膠的示意圖；(r)光刻出上電極圖形的示意圖；(s)澱積電極材料的示意圖；(t)將光刻膠及其上面的電極材料剝離乾淨的示意圖；圖4實施例2中相變存儲器單元的I-V曲線。圖中標號1——下電極層、2——絕緣層、3——相變層、4——絕緣層、5——上電極層、6——襯底、7——光刻膠
具體實施例方式下面通過藉助實施例更加詳細地說明本發明，但以下實施例僅是說明性的，本發明的保護範圍並不受這些實施例的限制。實例1 圖1示出了存儲陣列中的一個存儲元件的結構圖，它包括下電極層1、絕緣層2、相變層3和上電極層4，相變層被限制在絕緣層小孔內。器件單元中發生相變區域的尺寸為 l-3000nm範圍，只製備一個孔時可以得到一個器件單元，製備陣列孔時可以得到陣列器件單元。其中，下電極1的材料是Ti ；絕緣層2的材料是Si3N4 ；相變層3的材料是GeTe ；上電極層4的材料是Ti ；襯底材料是矽；光刻膠選擇負膠AZ2070。1.第一層(a)清洗將切好的矽片6放入丙酮中超聲IOmin左右，將表面雜質顆粒及油汙清洗乾淨，將樣品取出後浸入無水乙醇漂洗乾淨；用去離子水漂洗樣品並用氮槍吹乾。(b)脫水烘烤將矽片6放在100°C左右的熱板上烘烤5min。(c)勻膠勻膠機轉速為4000r/min，時間為30s。勻膠之後用沾有丙酮的棉籤輕擦矽片6底部的光刻膠7，以保證矽片6底部平整。(d)前烘將矽片6放在溫度為110°C的熱板上烘烤180s。(e)曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，曝光 15s。(f)後烘將矽片6放在溫度為110°C的熱板上烘烤150s。(g)顯影將矽片6放入型號為AZ300MIF的顯影液中浸泡120s，然後放入去離子水中清洗20s。在金相顯微鏡下檢查光刻圖形的質量。若合格則可以濺射，若不合格則用丙酮，乙醇及去離子水清洗光刻膠重新進行試驗。(h)鍍膜選用電子束蒸發製備下電極1。工藝參數氣壓< 6e-6t0rr，澱積速率為3埃/s，薄膜厚度為200nm。(i)剝離在丙酮中浸泡半小時，放入超聲清洗儀進行超聲。超聲時間可以由短到長，最好每次不要超過10s。用乙醇，去離子水衝洗過後用氮槍吹乾。在金相顯微鏡下檢查剝離圖形的質量。若剝離不理想，可重複以上步驟，直至將光刻膠7及其上面的電極材料剝離乾淨為止。2.第二層(a)清洗將做好第一層的樣品浸入丙酮，泡5至IOmin ；將樣品取出後浸入無水乙醇漂洗乾淨；用去離子水漂洗樣品並用氮槍吹乾。(b)脫水烘烤將樣品放在100°C左右的熱板上烘烤5min。(c)勻膠勻膠機轉速為4000r/min，時間為30s。勻膠之後用沾有丙酮的棉籤輕擦樣品底部的光刻膠7，以保證樣品底部平整。(d)前烘將樣品放在溫度為110°C的熱板上烘烤180s。(e)曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，曝光 15s。(f)後烘將樣品放在溫度為110°C的熱板上烘烤150s。(g)顯影將樣品放入型號為AZ300MIF的顯影液中浸泡120s，然後放入去離子水中清洗20s。在金相顯微鏡下檢查光刻圖形的質量。若合格則可以濺射，若不合格則用丙酮，乙醇及去離子水清洗光刻膠重新進行試驗。(h)鍍膜選用低壓化學氣相澱積(LPCVD)法製備絕緣層2。工藝參數反應氣壓為27Pa ；SH2CI2流量為25sccm，NH3流量為50sccm ；前端溫度為795°C，主控溫度為800°C， 後端溫度為810°C。反應速率為3. 85nm/min。薄膜厚度為120nm。(i)剝離取出樣品，在丙酮中浸泡半小時，放入超聲清洗儀進行超聲。超聲時間可以由短到長，最好每次不要超過10s。用乙醇，去離子水衝洗過後用氮槍吹乾。在金相顯微鏡下檢查剝離圖形的質量。若剝離不理想，可重複以上步驟，直至將光刻膠7及其上面的絕緣材料剝離乾淨為止。3.第三層(a)清洗將做好前兩層的樣品浸入丙酮，泡5至IOmin ；將樣品取出後浸入無水乙醇漂洗乾淨；用去離子水漂洗樣品並用氮槍吹乾。(b)脫水烘烤將樣品放在100°C左右的熱板上烘烤5min。(c)勻膠勻膠機轉速為4000r/min，時間為30s。勻膠之後用沾有丙酮的棉籤輕擦樣品底部的光刻膠7，以保證樣品底部平整。(d)前烘將樣品放在溫度為110°C的熱板上烘烤180s。(e)曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，曝光 15s。(f)後烘將樣品放在溫度為110°C的熱板上烘烤150s。(g)顯影將樣品放入型號為AZ300MIF的顯影液中浸泡120s，然後放入去離子水中清洗20s。在金相顯微鏡下檢查光刻圖形的質量。若合格則可以濺射，若不合格則用丙酮，乙醇及去離子水清洗光刻膠重新進行試驗。(h)鍍膜選用磁控濺射法製備相變層3。工藝參數:Ar氣壓為0. 5Pa,濺射功率為 DC30W,薄膜厚度為lOOnm。(i)剝離取出樣品，在丙酮中浸泡半小時，放入超聲清洗儀進行超聲。超聲時間可以由短到長，最好每次不要超過10s。用乙醇，去離子水衝洗過後用氮槍吹乾。在金相顯微鏡下檢查剝離圖形的質量。若剝離不理想，可重複以上步驟，直至將光刻膠7及其上面的相變材料剝離乾淨為止。做完第三層之後用化學機械拋光(CMP)將電極層上面的相變材料磨掉，相變材料只保留在絕緣層小孔內。4.第四層(a)清洗將做好前三層的樣品浸入丙酮，泡5至IOmin ；將樣品取出後浸入無水乙醇漂洗乾淨；用去離子水漂洗樣品並用氮槍吹乾。(b)脫水烘烤將樣品放在100°C左右的熱板上烘烤5min。(c)勻膠勻膠機轉速為4000r/min，時間為30s。勻膠之後用沾有丙酮的棉籤輕擦樣品底部的光刻膠7，以保證樣品底部平整。(d)前烘將樣品放在溫度為110°C的熱板上烘烤180s。(e)曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，曝光 15s。(f)後烘將樣品放在溫度為110°C的熱板上烘烤150s。(g)顯影將樣品放入型號為AZ300MIF的顯影液中浸泡120s，然後放入去離子水中清洗20s。在金相顯微鏡下檢查光刻圖形的質量。若合格則可以濺射，若不合格則用丙酮，乙醇及去離子水清洗光刻膠重新進行試驗。(h)鍍膜選用電子束蒸發製備上電極4。工藝參數氣壓< 6e-6t0rr，澱積速率為3埃/s，薄膜厚度為200nm。
(i)剝離取出樣品，在丙酮中浸泡半小時，放入超聲清洗儀進行超聲。超聲時間可以由短到長，最好每次不要超過10s。用乙醇，去離子水衝洗過後用氮槍吹乾。在金相顯微鏡下檢查剝離圖形的質量。若剝離不理想，可重複以上步驟，直至將光刻膠7及其上面的電極材料剝離乾淨為止。實例2:圖2示出了存儲陣列中的一個存儲元件的結構圖，它包括下電極層1、絕緣層2、相變層3、絕緣層4和上電極層5，相變層採用了 T型結構，圓孔內區域為有效相變區。器件單元中發生相變區域的尺寸為l-2000nm範圍，只製備一個孔時可以得到一個器件單元，製備陣列孔時可以得到陣列器件單元。其中，下電極1的材料是TiW;絕緣層2的材料是SiO2 ；相變層3的材料是 Ge2Sb2Te3 ；絕緣層4的材料是SW2 ；上電極層5的材料是TiW ；襯底材料是矽；光刻膠選擇 AZ5214。相變存儲器單元為四層結構，下面為每一層的製備方法1、第一層(a)清洗將切好的矽片6放入丙酮中超聲5min左右，將表面雜質顆粒及油汙清洗乾淨，將樣品取出後浸入無水乙醇漂洗乾淨；用去離子水漂洗樣品並用氮槍吹乾。(b)脫水烘烤將矽片6放在100°C左右的熱板上烘烤:3min。(c)勻膠勻膠機轉速分為兩步，第一步為500r/min，時間為15s ；第二步為 5000r/min,時間為30s。勻膠之後用沾有丙酮的棉籤輕擦矽片6底部的光刻膠7，以保證矽片6底部平整。(d)前烘將樣品放在溫度為97°C的熱板上烘烤120s。(e)曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，曝光 70s。(f)後烘將樣品放在溫度為97°C的熱板上烘烤120s。(g)反曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，不用加掩模板直接曝光90s。(h)顯影將樣品放入型號為TMAH的顯影液中浸泡60s，然後放入去離子水中清洗 IOs0在金相顯微鏡下檢查光刻圖形的質量。若合格則可以濺射，若不合格則用丙酮，乙醇及去離子水清洗光刻膠重新進行試驗。(i)鍍膜選用磁控濺射法製備下電極1。工藝參數:Ar氣壓為0. 48 ，濺射功率為DC100W，薄膜厚度為300nm。(j)剝離取出樣品，在丙酮中浸泡半小時，放入超聲清洗儀進行超聲。超聲時間可以由短到長，最好每次不要超過10s。用乙醇，去離子水衝洗過後用氮槍吹乾。在金相顯微鏡下檢查剝離圖形的質量。若剝離不理想，可重複以上步驟，直至將光刻膠7及其上面的電極材料剝離乾淨為止。2、第二層(a)清洗將做好第一層的樣品浸入丙酮，泡5至10分鐘；將樣品取出後浸入無水乙醇漂洗乾淨；用去離子水漂洗樣品並用氮槍吹乾。(b)脫水烘烤將樣品放在100°C左右的熱板上烘烤:3min。
(c)勻膠光刻膠7選擇AZ5214。勻膠機轉速分為兩步，第一步為500r/min，時間為15s ；第二步為5000r/min，時間為30s。勻膠之後用沾有丙酮的棉籤輕擦樣品底部的光刻膠7，以保證樣品底部平整。(d)前烘將樣品放在溫度為97°C的熱板上烘烤120s。(e)曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，曝光 70s。(f)後烘將樣品放在溫度為97°C的熱板上烘烤120s。(g)反曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，不用加掩模板直接曝光90s。(h)顯影將樣品放入型號為TMAH的顯影液中浸泡60s，然後放入去離子水中清洗 IOs0在金相顯微鏡下檢查光刻圖形的質量。若合格則可以濺射，若不合格則用丙酮，乙醇及去離子水清洗光刻膠重新進行試驗。(i)鍍膜選用磁控濺射法製備絕緣層2。工藝參數Ar氣壓為0.8Pa，濺射功率為 RF200W，薄膜厚度為120nm。(j)剝離取出樣品，先在溫度為50°C的熱板上烘烤:3min左右，再在丙酮中浸泡半小時，然後放入超聲清洗儀中進行超聲。超聲時間可以由短到長，最好每次不要超過10s。 用乙醇，去離子水衝洗過後用氮槍吹乾。在金相顯微鏡下檢查剝離圖形的質量。若剝離不理想，可重複以上步驟，直至將光刻膠7及其上面的絕緣材料剝離乾淨為止。3、第三層(a)清洗將樣品浸入丙酮，泡5至10分鐘；將樣品取出後浸入無水乙醇漂洗乾淨；用去離子水漂洗樣品並用氮槍吹乾。(b)脫水烘烤將樣品放在100°C左右的熱板上烘烤:3min。(c)勻膠光刻膠7選擇AZ5214。勻膠機轉速分為兩步，第一步為500r/min，時間為15s ；第二步為5000r/min，時間為30s。勻膠之後用沾有丙酮的棉籤輕擦樣品底部的光刻膠，以保證樣品底部平整。(d)前烘將樣品放在溫度為97°C的熱板上烘烤120s。(e)曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，曝光 70s。(f)後烘將樣品放在溫度為97°C的熱板上烘烤120s。(g)反曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，不用加掩模板直接曝光90s。(h)顯影將樣品放入型號為TMAH的顯影液中浸泡60s，然後放入去離子水中清洗 IOs0在金相顯微鏡下檢查光刻圖形的質量。若合格則可以濺射，若不合格則用丙酮，乙醇及去離子水清洗光刻膠重新進行試驗。(i)鍍膜選用磁控濺射法製備相變層3。工藝參數:Ar氣壓為0. 5Pa,濺射功率為 DC20W,薄膜厚度為lOOnm。(j)剝離取出樣品，先在溫度為50°C的熱板上烘烤:3min左右，再在丙酮中浸泡半小時，然後放入超聲清洗儀中進行超聲。超聲時間可以由短到長，最好每次不要超過10s。 用乙醇，去離子水衝洗過後用氮槍吹乾。在金相顯微鏡下檢查剝離圖形的質量。若剝離不理想，可重複以上步驟，直至將光刻膠7及其上面的相變材料剝離乾淨為止。4、第四層(a)清洗將樣品浸入丙酮，泡5至10分鐘；將樣品取出後浸入無水乙醇漂洗乾淨；用去離子水漂洗樣品並用氮槍吹乾。(b)脫水烘烤將樣品放在100°C左右的熱板上烘烤;3min。(c)勻膠光刻膠7選擇AZ5214。勻膠機轉速分為兩步，第一步為500r/min，時間為15s ；第二步為5000r/min，時間為30s。勻膠之後用沾有丙酮的棉籤輕擦樣品底部的光刻膠，以保證樣品底部平整。(d)前烘將樣品放在溫度為97°C的熱板上烘烤120s。(e)曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，曝光 70s。(f)後烘將樣品放在溫度為97°C的熱板上烘烤120s。(g)反曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，不用加掩模板直接曝光90s。(h)顯影將樣品放入型號為TMAH的顯影液中浸泡60s，然後放入去離子水中清洗 IOs0在金相顯微鏡下檢查光刻圖形的質量。若合格則可以濺射，若不合格則用丙酮，乙醇及去離子水清洗光刻膠重新進行試驗。(i)鍍膜選用磁控濺射法製備絕緣層4。工藝參數Ar氣壓為0.8Pa，濺射功率為 RF200W，薄膜厚度為120nm。(j)剝離先在溫度為50°C的熱板上烘烤:3min左右，再在丙酮中浸泡半小時，然後放入超聲清洗儀中進行超聲。超聲時間可以由短到長，最好每次不要超過10s。用乙醇，去離子水衝洗過後用氮槍吹乾。在金相顯微鏡下檢查剝離圖形的質量。若剝離不理想，可重複以上步驟，直至將光刻膠7及其上面的絕緣材料剝離乾淨為止。5、第五層(a)清洗將樣品浸入丙酮，泡5至10分鐘；將樣品取出後浸入無水乙醇漂洗乾淨；用去離子水漂洗樣品並用氮槍吹乾。(b)脫水烘烤將樣品放在100°C左右的熱板上烘烤;3min。(c)勻膠光刻膠7選擇AZ5214。勻膠機轉速分為兩步，第一步為500r/min，時間為15s ；第二步為5000r/min，時間為30s。勻膠之後用沾有丙酮的棉籤輕擦樣品底部的光刻膠，以保證樣品底部平整。(d)前烘將樣品放在溫度為97°C的熱板上烘烤120s。(e)曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，曝光 70s。(f)後烘將樣品放在溫度為97°C的熱板上烘烤120s。(g)反曝光選擇光刻機型號為紅外雙面對準光刻機MJB-3，功率為4mW/cm2，不用加掩模板直接曝光90s。(h)顯影將樣品放入型號為TMAH的顯影液中浸泡60s，然後放入去離子水中清洗 IOs0在金相顯微鏡下檢查光刻圖形的質量。若合格則可以濺射，若不合格則用丙酮，乙醇及去離子水清洗光刻膠重新進行試驗。
(i)鍍膜選用磁控濺射法製備上電極5。工藝參數Ar氣壓為0. 48 ，濺射功率為DC100W，薄膜厚度為300nm。(j)先在溫度為50°C的熱板上烘烤:3min左右，再在丙酮中浸泡半小時，然後放入超聲清洗儀中進行超聲。超聲時間可以由短到長，最好每次不要超過10s。用乙醇，去離子水衝洗過後用氮槍吹乾。在金相顯微鏡下檢查剝離圖形的質量。若剝離不理想，可重複以上步驟，直至將光刻膠及其上面的電極材料剝離乾淨為止。其中，後烘和反曝光這兩個步驟是因為本發明實例採用反轉膠的原因，目的是使光刻膠呈現負膠性質。若直接採用正膠或者負膠，則不需要進行後烘及反曝光這兩個步驟。 故採用翻轉膠或者單性膠兩種情況皆屬於本發明的範圍。實施例3:本實施例與實施例2相比改變上下電極層的鍍膜方法，其他步驟保持不變。電極層採用電子束蒸發的方法製備。實施例4:本實施例與實施例1和實施例2相比改變了每一層光刻的方法，實施例1和實施例2中採用紫外線曝光的方法，本實施例採用納米壓印的方法製備各層圖形。襯底為半導體材料，絕緣材料，導電材料中的一種，如矽片、玻璃、SiO2或者採用 COMS工藝製造出來的外圍電路晶片。在襯底或者絕緣層上製備電極層。採用的薄膜工藝為濺射法、蒸發法、化學氣相澱積法、熱氧化法、金屬有機物熱分解法中的任意一種。電極材料為單金屬材料，比如W、 Cu、Al、Ag、Au、Ni、、Ti、Pt、Ta等中的一種，或者為合金材料，如Tiff, TiN等。薄膜厚度為 Inm-IOOOnm0在電極層或者相變層上製備絕緣層。採用的薄膜工藝為濺射法、蒸發法、化學氣相澱積法、熱氧化法、金屬有機物熱分解法中的任意一種。絕緣層的的絕緣材料為氧化物、氮化物或者硫化物中的一種或者至少兩中構成的混合物，薄膜厚度為Inm-lOOOnm。在絕緣層上製備相變層。採用的薄膜製備方法為濺射法、蒸發法、化學氣相澱積法、熱氧化法和金屬有機物熱分解法中的任意一種。相變材料為硫系化合物，相變前後的電學、光學等性能能發生明顯變化。薄膜厚度為lnm-200nm。在絕緣層上製備出小孔的技術為電子束光刻法、紫外線光刻法和納米壓印法中的任意一種。絕緣層上的小孔是具有規則形狀的，如圓形，方形，或者是不規則的孔，直徑為 lnm-2000nmo本發明的關鍵在於對相變隨機存儲器陣列中的每一層均依次經過清洗、勻膠、烘烤、光刻、鍍膜和剝離過程，對每個過程的具體工藝沒有特別的要求。以上結合附圖和實施例描述了本發明的實施方式，實施例給出的工藝流程及器件結構並不構成對本發明的限制，本領域內普通技術人員在所附權利要求的範圍內作出的各種變形或者修改均在保護範圍內。
權利要求
1.一種相變隨機存儲器陣列的製備方法，其特徵在於，相變隨機存儲器陣列的每一層均依次經過清洗、勻膠、烘烤、光刻、鍍膜和剝離製備獲得。
2.根據權利要求1所述的相變隨機存儲器陣列的製備方法，其特徵在於，相變隨機存儲器陣列依次包括下電極層、相變層和上電極層。
3.根據權利要求1所述的相變隨機存儲器陣列的製備方法，其特徵在於，在下電極層與相變層之間，以及相變層和上電極層之間均包括絕緣層。
4.根據權利要求1所述的相變隨機存儲器陣列的製備方法，其特徵在於，所述剝離具體包括下述過程將鍍膜後的的樣品放入丙酮中進行浸泡，浸泡後超聲，超聲之後即將光刻膠及其上面的鍍膜材料剝離乾淨，剝離乾淨後用相繼用酒精、去離子水衝洗後乾燥。
5.根據權利要求1所述的相變隨機存儲器陣列的製備方法，其特徵在於，所述清冼具體包括下述過程將樣品放入丙酮中超聲，超聲之後相繼用酒精、去離子水衝洗，乾燥去除表面水分。
6.根據權利要求1所述的相變隨機存儲器陣列的製備方法，其特徵在於，採用的薄膜工藝為濺射法、蒸發法、化學氣相澱積法、熱氧化法或者金屬有機物熱分解法中的任意一種。
7.根據權利要求1所述的相變隨機存儲器陣列的製備方法，其特徵在於，相變隨機存儲器陣列中所使用的電極材料為單金屬材料或者為合金材料。
8.根據權利要求1所述的相變隨機存儲器陣列的製備方法，其特徵在於，電極層的薄膜厚度為Inm-lOOOnm，相變層的薄膜厚度為lnm-200nm。
9.根據權利要求3所述的相變隨機存儲器陣列的製備方法，其特徵在於，在絕緣層上製備直徑為lnm-2000nm的小孔。
10.根據權利要求9所述的相變隨機存儲器陣列的製備方法，其特徵在於，所述小孔的製備工藝為電子束光刻法、紫外線光刻法或納米壓印法中的任意一種。
全文摘要
本發明屬於微納電子學技術領域，涉及一種簡單易行的相變存儲器陣列的製備方法，相變隨機存儲器陣列的每一層均依次經過清洗、勻膠、烘烤、光刻、鍍膜和剝離製備獲得。相變隨機存儲器陣列依次包括下電極層、相變層和上電極層；在下電極層與相變層之間，以及相變層和上電極層之間均可以包括絕緣層。本發明只涉及納米加工技術和薄膜製備方法，器件結構簡單，製備方法容易實施，與CMOS製造工藝兼容性好，並且可以實現大容量存儲陣列的製備。
文檔編號H01L45/00GK102522500SQ20111040785
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者周嬌, 周文利, 繆向水 申請人:華中科技大學