CN111640860B 集成晶片和形成集成晶片的方法 （台湾积体电路制造股份有限公司）

A1,2006.11.30A1,2012.01.05A1,2014.11.20A1,2016.09.15成晶片，其包括设置在底部电极之上的相变材表面的最大宽度小于相变材料的底表面的最大2一相变材料，设置在一底部电极之上并配置为当温度变其中，该相变材料的该上表面的一最大宽度小于该相变材料的一底表面的一最大宽该相变材料的该底表面的该最大宽度的比率范围介在一介电结构，横向地围绕该相变材料并且延伸到该顶部电极一相变材料，设置在一底部电极之上，并且配置为当温度变化一聚合物涂层，在该相变材料的外侧壁上和在该顶部电极的外一硬遮罩，配置在该顶部电极上方，其中该聚合物涂层覆盖该硬3一相变材料层，设置在一底部电极上方并且配置为温度变化时在其中该相变材料层具有一上周边部分其高于该顶部电极的一底表面并且低于该顶部在一底部电极上方沉积一相变材料层，其中该相变材执行一等向性蚀刻，以移除未被该顶部电极层和该硬遮罩层覆盖4图案化该较上介电层和该硬遮罩层，以在该较上介电层和该硬遮罩层中形成一开口，在形成该较上介电层之前在该硬遮罩层、该相变材料层、和该在一底部电极上方沉积一相变材料层，其中该相变材图案化该顶部电极层，以移除该顶部电极层的多个外部并暴露该相变材料的多个外使用对该相变材料层有选择性的一惰性气体执行一等向性蚀30.如权利要求27所述的形成集成晶片的方法，其特征在于，在执行该等向性蚀刻之图案化该硬遮罩层以移除该硬遮罩层的多个其中在该等向性蚀刻之后，该硬遮罩层的一底表面直接533.如权利要求32所述的形成集成晶片的方法，其特征在于，该聚合物涂层包含碳和执行对于该相变材料层有选择性的一等向性蚀刻，其中该等向性蚀刻包含多个循环，相变材料层的一最顶部表面窄于该相变材料层在该聚合物涂层上方形成一封装层，其中该封装层包含不同于该聚合物涂层的一材6通孔延伸穿过聚合物涂层和硬遮罩以直接地接7这些部分快于移除顶部电极层的这些外部和遮罩层[0011]图1A至图1C绘示具有相变随机存取记忆体(PCRAM)装置的集成晶片的一些实施方[0012]图2A至图2B绘示具有包含梯形结构的相变随机存取记忆体装置的集成晶片的一[0013]图3至图15绘示形成具有相变随机存取记忆体装置的集成晶片的方法的一些实施[0014]图16绘示形成具有相变随机存取记忆体装置的集成晶片的方法的一些实施方式89指所讨论的各个实施方式之间和/或配置之间的[0108]相变随机存取记忆体(PCRAM)装置包括配置在介于顶部电极和底部电极之间的相涉及在电流通过导电材料的流动期间产生的热。当电流流过易受焦耳加热的底部电极时，需的时间和/或电流增加，导致相变随机存取记忆体装置的切换速度和/或功耗分别地增在相变材料层之内。新的制造方法和相应的相变随机存取记忆体结构减少了热耗散路径，[0112]图1A绘示包含相变随机存取记忆体单元的集成晶片的一些实施方式的剖面视图[0113]在剖面视图100A1中的集成晶片包括配置在基板102之上的相变随机存取记忆体线110，互连通孔108和互连线110配置为将相变随机存取记忆体单元101的底部电极114连记忆体单元101还包含相变材料层118和顶部电极120，相变材料层118设置在底部电极114此，聚合物涂层124将相变材料层118与介电结构106的上部106b分隔。由于无偏压沉积制变材料层118的顶表面可能宽于顶部电极120的底表面。像梯形形状的相变材料层118减小头A示出了许多热耗散路径中的其中一个示例。经由在相变随机存取记忆体装置内减少热[0118]如图所示，通孔126的下部被硬遮罩122围绕。此外，聚合物涂层124围绕硬遮罩方式中(未示出)，硬遮罩122和聚合物涂部电极120的突出的底表面120b具有的直径大于硬遮罩122的直径。在这样的实施方式中，GeTe、InSb、Sb2Te3、Sb70Te30、GaSb、InSbTe、GaSeTe、SnSbTe4、InSbGe、AgInSbTe、表面和顶表面基本上是平面的。相变材料层118的底表面以角度C与相变材料层118的外侧在大约0.73毫安培(milliamps)和大约0相变材料层118的顶表面Wt的最大宽度大于相变材料层118的底表面Wb的最大宽度。当相变[0124]图1C绘示图1A的相变随机存取记忆体单元101的另一个实施方式的剖面视图[0126]图2A绘示包含相变随机存取记忆体单元的集成晶片的另一实施方式的剖面视图剖面视图200A中的实施方式包括介在绝缘层112和互连线110之间的蚀刻停止层128。蚀刻封装层127之间的晶格失配可能是由于在相变材料层118的图案化期间使用的蚀刻所造成。[0131]图3至图15绘示形成具有相变随机存取记忆体单元的集成晶片的方法的一些实施[0133]晶体管104形成在基板102之内，包含在基板102之上的导电闸极104c，导电闸极104c介在掺杂的源极/汲极区域104a/104b之间。闸极氧化物层104d配置在介于基板102和导电闸极104c之间。然后，在晶体管104之上和在介电结构的下部106a之内形成包含通孔一或多个互连层109耦合到源极/汲极区域104a/104[0134]如图4的剖面视图400所示，在一些实施方式中，蚀刻停止材料428沉积在互连线积蚀刻停止材料428。在一些实施方式中，蚀刻停止材料428可能包含氮化物(例如，氮化方式中，顶部电极层820可能具有范围介在大约150埃和大约200埃之间的高度。硬遮罩层[0139]如图9的剖面视图900所示，有机遮罩902和覆盖的光阻904沉积在硬遮罩层822之耦合电浆来源形成为变压耦合电浆(transformercoupledplasma(TCP))。在其他的实施[0141]在蚀刻制程的第一步骤为针对有机遮罩(图9的902)，以根据光阻904形成图案化骤可能使用电浆蚀刻剂，其经由变压耦合电浆来源，在功率范围介在大约200瓦特和大约其流速范围介在大约10标准立方公分/分钟和大约100标准立方公分/[0142]在蚀刻制程中第二步骤为针对硬遮罩层(图9的822)，以根据光阻904形成图案化64在大约200瓦特和大约1000瓦特之间的功率。在一些实施方式中，偏压设定为范围在大约[0144]如图11所示的剖面视图1100，将光阻(图10的904)和图案化的有机遮罩(图10的[0145]如图12A的剖面视图1200A所示，在沉积的相变材料层(图11的818)上进行等向性其流速范围介在大约20标准立方公分/分钟和大约5000标准立方公分/分钟之间；和/或氦[0147]图12A的剖面视图1200A是在等向性蚀刻1202的早期期间的相变随机存取记忆体[0148]在许多实施方式中，等向性蚀刻1202可能包含氩气并且对沉积的相变材料层818的硬遮罩1022相对于图案化的顶部电极1020相对于沉积的相变材料层818之间的选择性的[0149]如图12B的剖面视图1200B所示，示出了来自等向性蚀刻12底部表面。相变材料层118可能从剖面视图来看具有非线型的外侧壁118s，如在剖面视图1200C中所示。相变材料层118的底表面以角度C大致与相变材料层118的外侧壁118s相接。以角度D与顶部电极120的底表面相接的外侧壁。硬遮罩122可能具有以角度E与硬遮罩122层118可能具有比顶部电极120的底表面宽的上表面。在其他的实施方式中，等向性蚀刻图1C所示的具有上周边部分130的相变[0154]如图13B的剖面视图1300B1所示，示出了图13A的剖面视图1300A的替代的实施方成像工具可能看不到设置在下方的水平表面之上的聚合物涂层124的部分，而沿着垂直延之间。类似地，虽然硬遮罩122的顶表面122t被聚合物涂层124覆盖，硬遮罩122的顶表面[0156]如图14的剖面视图1400所示，上层间介电(ILD)层1406设置在聚合物涂层124之等)来沉积上层间介电层1406。上层间介电层1406可能包含与介电结构的下部106a相同的[0158]图16绘示形成具有相变随机存取记忆体装置的集成晶片的方法1600一些实施方或多个动作可能在一个或多个单独的动作和应于动作1608的一些实施方式的剖面视通孔。相变材料设置在底部电极之上并配置为当温度变化时从晶质结构变为非晶质结构。的上表面的最大宽度小于相变材料的底表面的最