或TaN，如图2a-b所示，沉积方法通常选择化学气相沉积，物理气相沉积和原子层沉积中的一个。
[0046]步骤三:在步骤二制备好的材料上沉积一层薄膜层5(第二薄膜层)，材料为SiNx或AsTeGeSiNc^n 图 3a_b 所示。
[0047]步骤四:在步骤三制备好的材料结构基础上再次进行沉积一层薄膜层4(第三薄膜层)，如图4a_b所示，如此形成双向选通管。
[0048]步骤五:在步骤四制备好的材料表面沉积牺牲材料6，采用光刻和刻蚀的方法，制备成立方体结构，如图5a_b所示。
[0049]步骤六:在步骤五所述基础上，进一步刻蚀，刻穿双向选通材料，底部刻蚀到金属位线的表面位置，如此将双向选通管隔离开，如图6a-b所示。
[0050]步骤七:步骤六基础上，沉积绝缘材料7 (第二绝缘层)，并进行化学机械抛光平坦化，如图7a_b所示。
[0051 ]步骤八:去除牺牲材料6，形成凹槽如图8a_b所示，去除方法可为干法刻蚀或湿法腐蚀。
[0052]步骤九:在步骤八制备的材料结构基础上沉积电极材料8(电极材料层)，优先选择氮化钛，如图9a_b所示。
[0053]步骤十:在步骤九制备的材料结构基础上再沉积一层绝缘材料9，(第三绝缘层)来保护加热电极，使用侧壁刻蚀的工艺方法，形成侧壁，如图10a-b所示。
[0054]步骤^--:在步骤十所述的基础上，进一步刻蚀，刻穿双向选通材料，如图1 la-b所不O
[0055]步骤十二:在步骤十一的基础上沉积绝缘材料7(第四绝缘层)，如图12a_b所示。
[0056]步骤十三:在步骤十二的基础上，对材料表面进行化学机械抛光，将其平坦化，将加热电极隔离开，如图13a_b所示。
[0057]步骤十四:对加热电极上表面进行干法回刻，形成Y型凹槽1(/，如图14a_b所示。
[0058]步骤十五:用物理气相沉积的方法沉积阻变材料层10，优选的相变材料为锗锑碲(GeSbTe)、锑碲(SbTe)等及其掺杂物，优选的阻变材料为钙钛矿氧化物，过渡金属氧化物等，如图15a_b所示。
[0059]步骤十六:在阻变材料10表面沉积上电极材料11(上电极材料层)，优选为氮化物，如TiN，SiN等，以保护相变单元发生相变产生的能量不会迅速传掉，同时连接相变单元和上层金属线，电极之间用绝缘材料(第五绝缘层)填充起来，如图16a-b所示。
[0060]步骤十七:在步骤十六基础上光刻刻蚀，刻蚀穿透加热电极和双向选通管，底部停在金属位线表面，如图17a-b所示。
[0061]步骤十八:在步骤十七基础上沉积绝缘层(第六绝缘层)，如图18a_b所示。
[0062]步骤十九:在上电极材料表面沉积金属层(金属字线层)，制作金属字线，金属线之间用绝缘层隔开，如图19a_b所示。
[0063]步骤二十:在步骤十九制备好的材料结构基础上，将其平坦化，根据步骤一中将第二层金属字线作为第一层的金属位线，只是方向旋转了90°，以此类推，不断重复步骤二到步骤十九即可实现三维阻变存储器存储单元的堆叠。四层结构的阻变存储单元阵列从字线方向和位线方向的剖面图如图20所示。
[0064]综上所述，本发明提出一种旋转堆叠交叉刻蚀的三维阻变存储器结构及制备方法，包括采用氮化物夹层结构制备双向选通管，阻变加热电极的制备采用牺牲材料去除后镶嵌的方法，与主流金属栅工艺兼容，采用字线位线交替互换，双向选通管交叉刻蚀的方法。具有与主流金属栅铜互连工艺兼容，制造成本低，芯片密度大，工艺简单的特点。
[0065]通过说明和附图，给出了【具体实施方式】的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
[0066]对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
【主权项】
1.一种三维阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括: 提供一衬底，所述衬底上预设有字线阵列的方向，并于所述衬底上制备第一绝缘层；于所述衬底上制备贯穿所述第一绝缘层的金属位线层，并继续在所述金属位线层之上制备第一薄膜层； 于所述第一薄膜层之上沉积制备第二薄膜层，再于所述第二薄膜层上重复制备第三薄膜层，形成双向选通管； 于所述第三薄膜层上沉积牺牲层，去除部分所述牺牲层并在沿所述字线阵列的方向上形成若干平行的牺牲条； 以各个所述牺牲条为光阻，去除所述牺牲条中相邻两个牺牲条之间的所述第一薄膜层、所述第二薄膜层、所述第三薄膜层至所述第一绝缘层的上表面，将所述双向选通管隔离开； 制备金属字线层，并将所述金属字线层按照所述金属位线层的方向旋转90°，并继续执行制备金属位线层的后续步骤，以形成所述三维阻变存储器的堆叠。2.根据权利要求1所述的三维阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括: 将所述双向选通管隔离开后，制备第二绝缘层覆盖第一绝缘层和所述金属位线层暴露的表面，并将保留的所述牺牲条的上表面予以暴露。3.根据权利要求2所述的三维阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括: 制备所述第二绝缘层后，去除所述牺牲条。4.根据权利要求3所述的三维阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括: 去除所述牺牲条后，继续制备电极层覆盖所述第二绝缘层和所述第三薄膜层。5.根据权利要求4所述的三维阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括: 制备所述电极层后，在所述金属位线层上方对应的电极层上沉积第三绝缘层，所述第三绝缘层形成侧壁保护所述电极层。6.根据权利要求5所述的三维阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括: 所述侧壁形成后，刻蚀所述侧壁间的电极层至所述第一绝缘层的表面。7.根据权利要求6所述的三维阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括: 刻蚀所述侧壁间的电极层后，于所述第一绝缘层的上方沉积第四绝缘层，并曝露所述第三绝缘层。8.根据权利要求7所述的三维阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括: 曝露所述第三绝缘层后，去除所述第二绝缘层上的电极层，并且将所述第四绝缘层和所述第三绝缘层平坦化与所述第二绝缘层同一平面，多个隔离的电极层形成多个相变单J L ο9.根据权利要求8所述的三维阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括: 形成所述多个相变单元后，对所述电极层进行刻蚀，形成凹槽，并在所述凹槽中沉积阻变材料层。10.根据权利要求9所述的三维阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括: 沉积所述阻变材料层后，继续制备贯穿第五绝缘层的上电极材料层，并保留所述相变单元和所述相变单元上的所述上电极材料层，刻蚀其余部分至所述金属位线层。11.根据权利要求10所述的三维阻变存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括: 刻蚀完成后，沉积第六绝缘层并曝露所述上电极材料层后，制备所述金属字线层。
【专利摘要】本发明涉及存储器领域，尤其涉及三维阻变存储器的制备方法。于衬底上制备贯穿第一绝缘层的金属位线层，并继续在金属位线层之上制备第一薄膜层；于第一薄膜层之上沉积制备第二薄膜层，再于第二薄膜层上重复制备第三薄膜层，形成双向选通管；于第三薄膜层上沉积牺牲层，去除部分牺牲层并在沿字线阵列的方向上形成若干平行的牺牲条；以各个牺牲条为光阻，去除牺牲条中相邻两个牺牲条之间的第一薄膜层、第二薄膜层、第三薄膜层至第一绝缘层的上表面，将双向选通管隔离开；制备金属字线层，并将金属字线层按照金属位线层的方向旋转90°，并继续执行制备金属位线层的后续步骤，以形成三维阻变存储器的堆叠。
【IPC分类】H01L27/24, H01L45/00
【公开号】CN105514136
【申请号】CN201610053852
【发明人】亢勇, 陈邦明
【申请人】上海新储集成电路有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月26日