交叉點存儲器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明大體上涉及集成電路裝置，且特定來說，本發(fā)明涉及交叉點存儲器陣列及其制造方法。在一個方面中，一種制造交叉點存儲器陣列的方法包括：形成包含第一活性材料及所述第一活性材料上的第二活性材料的存儲器單元材料堆疊，其中所述第一活性材料及所述第二活性材料中的一者包括存儲材料且所述第一活性材料及所述第二活性材料中的另一者包括選擇器材料。制造交叉點陣列的所述方法進一步包括圖案化所述存儲器單元材料堆疊，其包含：蝕刻穿過所述存儲器單元材料堆疊的所述第一活性材料及所述第二活性材料中的至少一者；在蝕刻穿過所述第一活性材料及所述第二活性材料中的所述一者之后，使保護襯墊形成于所述第一活性材料及所述第二活性材料中的所述至少一者的側壁上；以及在使所述保護襯墊形成于所述第一活性材料及所述第二活性材料中的所述一者的所述側壁上之后，進一步蝕刻所述存儲器單元材料堆疊。
【專利說明】
交叉點存儲器及其制造方法
技術領域
[0001]本文中所揭示的標的物大體上涉及集成電路裝置，且尤其涉及交叉點存儲器陣列及其制造方法?！颈尘凹夹g】
[0002]—般來說，交叉點存儲器陣列是指具有存儲器元件的存儲器陣列，所述存儲器元件安置且電連接于第一組導線(例如，字線)與第二組導線(例如，位線)(其與第一組導線重疊且交叉)之間的交叉接點處。一些交叉點存儲器陣列并入有其電阻可由橫跨所述存儲器元件施加的信號變化的材料。電阻變化材料的實例包含相變材料。[〇〇〇3]制造交叉點存儲器陣列可包含:圖案化具有呈堆疊配置的多個元件的存儲器元件。圖案化存儲器元件(其通常涉及蝕刻材料堆疊的至少部分以形成堆疊結構，例如線堆疊)可導致不良影響，例如損壞及污染被蝕刻的堆疊結構的側壁。因此，需要可最小化此不良影響的制造方法。【附圖說明】
[0004]在本說明書的結尾部分中特別指出所主張的標的物。然而，可通過參考結合附圖來閱讀的以下詳細描述而更好地理解組織及/或操作方法，以及其某些目的、特征及/或優(yōu)點，其中:
[0005]圖1是根據(jù)一些實施例的存儲器單元的示意性三維圖。
[0006]圖2A到2N是根據(jù)一些實施例的在各種制造階段的存儲器單元的中間結構的示意性三維圖。
[0007]圖3A到3C是根據(jù)一些實施例的存儲器單元的結構的橫截面圖，其中橫截面取自y-z平面。
[0008]圖4是根據(jù)一些實施例的存儲器單元的結構的橫截面圖，其中橫截面取自x-z平面。
[0009]圖5A到5C是根據(jù)一些實施例的存儲器單元的結構的橫截面圖，其中橫截面取自y-z平面。
[0010]圖式中的特征未必按比例繪制且可在不同于所說明的方向的方向上延伸。雖然說明各種軸及方向來促進本文中的論述，但應了解，特征可在不同方向上延伸?！揪唧w實施方式】
[0011]如上文所提及，交叉點存儲器陣列一般是指具有存儲器單元的存儲器陣列，所述存儲器單元安置且電連接于第一組導線(例如，字線)與第二組導線(例如，位線)(其與所述第一組導線重疊且交叉)之間的交叉接點處。所述存儲器單元可響應于信號而改變其存儲器狀態(tài)，所述信號可為電信號，例如電壓或電流脈沖。一些存儲器單元(有時稱為電阻變化單元)并入有電阻變化材料，所述電阻變化材料的電阻可由通過連接到所述電阻變化材料的所述第一導線及所述第二導線提供的電信號改變。此類電阻變化材料的一個類別是相變材料類別，例如(但不限于)硫族化物材料。
[0012]交叉點存儲器陣列中的存儲器單元可包含布置成堆疊配置的多個元件。舉例來說，存儲器單元可包含存儲元件及選擇器元件，且也可包含電極，所述電極連接所述存儲元件及所述選擇器元件且進一步將所述存儲元件及所述選擇器元件連接到導線。此類電極可用于防止相鄰功能元件之間的反應或相互擴散，但可根據(jù)所選材料而不采用所述電極。圖案化具有多個元件的存儲器單元(其通常涉及蝕刻材料堆疊的至少部分以形成堆疊結構， 例如線堆疊)可導致不良影響，例如損壞及/或交叉污染被蝕刻的所述堆疊結構的側壁。舉例來說，在蝕刻期間，存儲元件或選擇器元件中的一者的側壁可受化學及/或物理損壞。交叉污染可由于將經蝕刻材料及/或蝕刻副產物中的一者再沉積到另一元件上發(fā)生。舉例來說，來自選擇器材料的元素可污染存儲材料的側壁，或反之亦然。類似損壞及/或交叉污染可發(fā)生于存儲元件或選擇器元件的材料、電極材料、導線材料、或可作為堆疊蝕刻過程的部分受到蝕刻的任何其它材料中的一或多者中。另外，可在后續(xù)過程中熱“驅入(drive-1n)” 污染物，借此引起對最終裝置特性以及制造產率的非所要不良影響。因此，需要可最小化此類不良影響的制造方法。
[0013]—種根據(jù)一些實施例的制造存儲器裝置的方法包括:形成存儲器單元材料堆疊； 及圖案化所述存儲器單元材料堆疊。形成所述存儲器單元材料堆疊包含:形成(例如，沉積) 第一活性材料及所述第一活性材料上的第二活性材料。在一些實施例中，所述第一活性材料及所述第二活性材料中的一者包括存儲材料且所述第一活性材料及所述第二活性材料中的另一者包括選擇器材料。圖案化所述存儲器單元材料堆疊可包含:蝕刻穿過所述存儲器單元材料堆疊的部分，例如蝕刻穿過所述存儲器單元材料堆疊的所述第一活性材料及所述第二活性材料中的至少一者；以及在完成整個存儲器單元材料堆疊的蝕刻之前，使保護襯墊形成于側壁上。在形成所述保護襯墊之后，所述單元材料堆疊可進一步經蝕刻以完成所述單元堆疊蝕刻。因此，在所述單元堆疊的進一步蝕刻期間，側壁覆蓋有所述保護襯墊的所述存儲器單元堆疊的部分受到保護，使得可在所述單元堆疊的進一步蝕刻期間被放出的蝕刻產物被防止污染側壁覆蓋有所述保護襯墊的部分。蝕刻可為干式蝕刻，其包含物理蝕亥IJ、化學蝕刻或兩者的組合(如反應性離子蝕刻中)。
[0014]圖1描繪根據(jù)一個實施例的交叉點存儲器陣列中的存儲器單元10。圖1中的存儲器單元10是電阻變化存儲器單元，其布置成在y方向上延伸的列線20與在x方向上延伸的行線 22之間的堆疊配置。雖然說明插入于一個列線20與一個行線22之間的單個存儲器單元10， 但應理解，存儲器陣列可包含形成于多個列線20與多個行線22之間的多個交叉點處的額外存儲器單元。依照業(yè)界慣例，列線20可替代地稱為位線或數(shù)字線，或更一般來說，稱為存取線，且行線22可替代地稱為字線，或更一般來說，也稱為存取線，但這些名稱也可顛倒。行線 22及列線20是導線，其經配置以在陣列中的單元與驅動器電路之間載送電信號，例如(舉例來說)電壓或電流脈沖。存儲器單元10包含存儲器單元堆疊30,其包含選擇器元件38及存儲元件34,且在所說明的實施例中，這些元件由中間電極36分離。存儲器單元堆疊30另外包含選擇器元件38與行線22之間的第一電極40及列線20與存儲元件34之間的第二電極32。 [〇〇15]從圖1的所說明實施例修改的實施例是可能的。舉例來說，雖然圖1中所說明的實施例展示第一電極40(其經配置為橫向地局限于一個維度上且在列線22上方沿x方向延伸的線結構)及第二電極32(其經配置為橫向地局限于兩個維度上的結構)，但相反配置是可能的，其中第一電極40經配置為橫向地局限于兩個維度上的結構且第二電極32經配置為橫向地局限于一個維度上且在行線20下方沿y方向延伸的線結構。在其它實施例中，第一電極 40及第二電極32兩者可橫向地局限于一個或兩個維度上。另外，在其它實施例中，堆疊配置內的存儲元件34及選擇器元件38的位置可彼此互換。在其它實施例中，可省略選擇器元件 38。在其它實施例中，可根據(jù)鄰近存儲材料、選擇器材料及導線材料的兼容性或反應性而省略第一電極、第二電極及中間電極中的任何者。另外，“行”及“列”名稱是可互換的，且行及列一般是垂直的，但可以除90°之外的角度彼此交叉。
[0016]存儲元件34的實例包含基于硫族化物的相變存儲元件、電阻式隨機存取存儲器 (RRAM)存儲元件(例如，附0、11?)2、2抑2、〇120、1302、13205、1'102、3102^1203)、導電橋接式隨機存取存儲器(CBRAM)存儲元件(例如，摻雜金屬的硫族化物)及/或自旋轉移力矩隨機存取存儲器(STT-RAM)存儲元件，以及其它類型的存儲元件。
[0017]選擇器元件38的實例包含兩端裝置(例如，開關)，例如二極管、雙向閾值開關 (0TS)、隧道結或混合型離子-電子導電開關(MIEC)，以及其它兩端裝置。替代地，選擇器元件38的實例包含三端裝置(例如，開關)，例如場效應晶體管(FET)或雙極結型晶體管(BJT)， 以及其它切換元件。[〇〇18]在一些實施例中，存儲元件34及選擇器元件38中的一或兩者可包括硫族化物材料。當存儲元件34及選擇器元件38兩者包括硫族化物材料時，存儲元件34可包括可經歷在室溫下不揮發(fā)的相變的硫族化物材料。另一方面，選擇器元件38可包括不經歷類似非揮發(fā)相變的硫族化物材料。[〇〇19]在一些實施例中，存儲元件34包含相變材料，其包含硫族化物組合物，例如包含銦 (In)-銻(Sb)_碲(Te)(IST)合金系統(tǒng)(例如，In2Sb2Te5、ImSb2Te4、ImSb4Te7等等)內的元素中的至少兩者的合金、或包含鍺(Ge)_銻(Sb)_碲(Te)(GST)合金系統(tǒng)(例如，Ge8Sb5Te8、 662313:^5、66131^64、6613匕4167、6643匕4167等等)內的元素中的至少兩者的合金，以及其它硫族化物合金系統(tǒng)。如本文中所使用，用連字符連接的化學組合物符號指示包含于特定混合物或化合物中的元素，且希望表示涉及所指示元素的全部化學計量比?？捎糜谙嘧兇鎯υ械钠渌蜃寤锖辖鹣到y(tǒng)包含H^l^a)Ge-Te、In-Se、Sb-Te、Ga-Sb、In-Sb、As-Te、Al-Te、In-Ge-Te、Ge-Sb-Te、Te-Ge-As、In-Sb-Te、Te-Sn-Se、Ge-Se-Ga、B1-Se-Sb、Ga-Se_Te、 Sn-Sb-Te、In-Sb-Ge、Te-Ge-Sb-S、Te-Ge-Sn-0、Te-Ge-Sn-Au、Pd-Te-Ge-Sn、In-Se-T 1-Co、 Ge-Sb-Te-Pd、Ge-Sb-Te-Co、Sb-Te-B1-Se、Ag-1n-Sb-Te、Ge-Sb-Se-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Te-Sn-N1、Ge-Te-Sn-Pd及Ge-Te-Sn-Pt。
[0020]在一些實施例中，選擇器元件38包含硫族化物材料，其一側通過中間電極36電耦合到存儲元件34且其另一側通過第一電極40電連接到行線22。具有硫族化物材料的選擇裝置可有時稱為雙向閾值開關(〇TS) ATS可包含硫族化物組合物，其包含上文針對存儲元件 34所描述的硫族化物合金系統(tǒng)中的任一者。另外，選擇器元件可進一步包括用于抑制結晶的元素，例如砷(As)。OTS材料的實例包含Te-As-Ge-S1、Ge-Te-Pb、Ge-Se-Te、Al-As-Te、Se-As-Ge-S1、Se-As-Ge-C、Se-Te-Ge-S1、Ge-Sb-Te-Se、Ge-B1-Te-Se、Ge-As-Sb-Se、Ge-As-B1-Te及Ge-As-B1-Se，以及其它者。
[0021]電極32、36及40可包括電連接存儲器單元的操作元件但防止材料之間的反應的材料。舉例來說，當存儲元件34及選擇器元件38包括硫族化物材料時，可有利地將非反應性導體放置于這些元件之間以防止所述元件的材料的相互擴散，且也可有利地將非反應性導體放置于這些元件與所述元件的相應相鄰導線(特定來說，由金屬材料形成的導線)之間。合適電極材料的實例包含:一或多個導電材料及半導電材料，例如(舉例來說)碳(C);n型摻雜多晶硅及P型摻雜多晶硅;金屬，其包含六1、(:11、附、(>、(:〇、1?11、詘、？(1^8、？丨^11、1廣了&及1;導電金屬氮化物，其包含TiN、TaN、WN及TaCN;導電金屬硅化物，其包含硅化鉭、硅化鎢、硅化鎳、硅化鈷及硅化鈦;及導電金屬氧化物，其包含Ru02。
[0022]另外，行線22及列線20可包括任何導電及/或半導電材料，其適于形成導線以載送用于存取存儲器陣列內的存儲器單元的電流。適于形成行線22及列線20的導電/半導電材料的實例包含:n型摻雜或p型摻雜多晶硅;金屬，其包含A1、Cu及W;導電金屬氮化物，其包含 TiN、TaN及TaCN;及其它導電材料。在其中省略電極32或40中的一者的實施例中，行線22或列線20除載送電信號之外，也可充當單元電極。[〇〇23]在下文中，應理解，雖然存儲器單元的一些實施例可描述為具有與包含硫族化物材料的存儲元件及選擇器元件相關的某些特征，但所述實施例不受限于此類存儲材料及選擇器材料。舉例來說，在一些實施例中，存儲器單元可包含存儲元件(其包含硫族化物相變材料)，同時包含選擇器元件(其不包含硫族化物材料)，例如雙極結型晶體管或二極管。在一些其它實施例中，可使用具有類似于硫族化物相變材料的電特性的另一材料。在一些其它實施例中，存儲器單元可包含選擇器元件(其包含雙向閾值切換材料)，同時包含存儲元件(其不包含硫族化物材料)，例如基于氧化物的電阻變化氧化物材料。在其它實施例中，存儲器單元可包含硫族化物相變材料，其具有存儲功能性及選擇器功能性兩者而不具有用于這些功能的單獨選擇器元件。
[0024]圖2A到2N是說明根據(jù)各種實施例的存儲器裝置的結構及制造方法的中間存儲器陣列結構的示意性三維圖。在所說明實施例中，制造包含:部分地蝕刻存儲器單元材料堆疊;及在完成所述蝕刻之前保護所述部分經蝕刻存儲器單元材料堆疊的暴露側壁以形成堆疊存儲器單元結構，例如存儲器單元線堆疊。所述蝕刻可為圖案化過程的部分，其中與存儲器單元堆疊共同地圖案化導線。在所說明的過程中，使用兩個掩模圖案來圖案化下行線及上列線，且由所述兩個掩模圖案中的每一者部分地圖案化介入存儲器單元堆疊。
[0025]雖然未展示(為了清楚及易于說明)，但應理解，所說明的陣列結構形成于襯底上， 所述襯底可尤其包含各種外圍電路及支持電路(例如，CMOS晶體管，其形成列及行驅動器電路及感測放大器電路的部分)，以及插口及布線(其通過上文所描述的列線及行線來將此電路連接到存儲器陣列)。另外，所述襯底可包含一或多個存儲器陣列或陣列的“層疊 (deck)”。如本文中所使用，術語“襯底”可包含塊狀半導體襯底以及形成于所述塊狀半導體襯底上的集成結構。
[0026]如本文中所使用且在整個說明書中，“消減圖案化”是指其中通過移除材料而圖案化待界定的結構的過程序列。舉例來說，“消減圖案化過程”可包含:首先通過光刻來提供與待圖案化的區(qū)域重疊的蝕刻掩模結構，接著進行蝕刻，使得由所述掩模結構遮蔽的區(qū)域中的材料被保護，同時通過蝕刻移除過程而移除暴露區(qū)域中的材料。用于消減圖案化層堆疊的過程步驟組可包含(舉例來說):提供蝕刻掩模圖案，所述蝕刻掩模圖案可包括抗蝕劑、硬掩模及抗反射涂層中的一或多者?？赏ㄟ^光刻過程而圖案化所述抗蝕劑，且可將所述圖案轉印到下硬掩模及/或抗反射層中。其它光刻技術也是可能的，其包含無硬掩模層的過程。 如果包含硬掩模層，那么可在下伏材料的蝕刻期間使用硬掩模之前移除所述抗蝕劑。因此， 可在將所述圖案轉印到所關注的材料中時由抗蝕劑及/或硬掩模層提供所述蝕刻掩模圖案。所述蝕刻掩模圖案阻擋由所述掩模圖案覆蓋的區(qū)域以保護下伏材料免受蝕刻(例如，濕式蝕刻或干式蝕刻)，同時所述蝕刻掩模圖案暴露未由所述掩模圖案覆蓋的區(qū)域以蝕刻待被蝕刻的材料的暴露區(qū)域。
[0027]參考圖2A的中間陣列結構100a，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法包含:使下導電材料22a形成于襯底(未展示)上;使存儲器單元材料堆疊30a形成于下導電材料22a 上；以及使第一硬掩模材料42a形成于單元材料堆疊30a上。形成存儲器單元材料堆疊30a又包含:使下電極材料40a形成于下導電材料22a上;使選擇器元件材料38a形成于下電極材料 40a上;使中間電極材料36a形成于存儲元件材料38a上;使存儲元件材料34a形成于中間電極材料36a上;使上電極材料32a形成于存儲元件材料34a上；以及使第一硬掩模材料42a形成于上電極材料32a上。可通過將層毯覆式沉積于所述襯底上(例如，通過濺鍍沉積或化學氣相沉積)而形成所述材料中的每一者。應理解，在其它實施例中，存儲器單元堆疊可省略或添加材料。[〇〇28]參考圖2B的中間陣列結構100b，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法包含:消減圖案化圖2A的中間陣列結構100a的存儲器單元材料堆疊以形成在x方向上延伸的部分經蝕刻下線堆疊44a。在將掩模圖案化于中間陣列結構100b上之后，可將具有中間陣列結構 100a的襯底裝載到干式蝕刻工具中。在一個實施例中，可在所述干式蝕刻工具中進行下文相對于圖2B到2E所描述的過程。[〇〇29]用于形成部分經蝕刻下線堆疊44a的消減圖案化包含:形成包括在x方向上延伸的線的蝕刻掩模線圖案(例如，光致抗蝕劑圖案)；及蝕刻所述蝕刻掩模圖案線之間的暴露區(qū)域。至少蝕刻上活性材料。在圖2B的所說明實施例中，蝕刻硬掩模材料42a、上電極材料32a 及存儲元件材料34a以形成部分經蝕刻下線堆疊44a，部分經蝕刻下線堆疊44a包含中間電極材料36a上的存儲元件線34b、存儲元件線34b上的上電極線32b、及上電極線32b上的硬掩模線42b。所得中間結構100b包含由淺溝槽分離的部分經蝕刻下線堆疊44a。
[0030]應了解，雖然在圖2B的所說明實施例中蝕刻過程移除存儲元件材料34a的部分以暴露其側壁，但在其中根據(jù)一些實施例而切換存儲元件材料34a及選擇器元件材料48a的垂直位置的實施例中，類似蝕刻過程可移除選擇器元件材料38a的部分。
[0031]另外，應了解，雖然在圖2B的所說明實施例中蝕刻至少延伸到中間電極材料36a的上表面使得隨后可使用保護襯墊來保護存儲材料34b及上電極32b的暴露側壁，但蝕刻過程可根據(jù)希望在后續(xù)處理期間保護圖2A的中間陣列結構100a的何種材料而停止于其它深度處。舉例來說，在一些實施例中，蝕刻過程可隨后繼續(xù)進行以移除中間電極材料36a、選擇器元件材料34a、底部電極材料40a及下電極材料22a中的一或多者，如將從圖3A到3C的下列描述理解。[〇〇32] 仍參考圖2B，應進一步了解，形成部分經蝕刻下線堆疊44a可包含:至少部分地蝕刻到位于存儲材料線34b下方的材料(在此情況中為中間電極材料36a)中以便確保在存儲材料的全厚度上暴露側壁以進行后續(xù)保護，其可導致穿過中間電極材料36a的厚度的部分暴露側壁。
[0033]—般來說，干式蝕刻過程可利用通過采用各種蝕刻劑的化學反應，所述蝕刻劑包括(例如)鹵化物(例如，含氟、含氯、含溴或含碘的蒸氣化合物)中的至少一者以與正被移除的材料形成揮發(fā)性化學化合物。一些其它干式蝕刻過程可利用通過采用帶電物質的加速的物理能量，所述帶電物質可為蝕刻劑本身或蝕刻劑與其它物質(例如，惰性離子)的組合。一些其它干式蝕刻過程(例如，反應性離子蝕刻)可利用化學反應及物理能量兩者的組合來優(yōu)化蝕刻性能。[〇〇34] 應了解，用于圖案化圖2B的部分經蝕刻下線堆疊44a的一些干式蝕刻過程包含多個子過程以增強蝕刻速率及/或輪廓。然而，專用于移除圖2A的中間結構100a的各種材料內的特定材料的子過程可導致不良結果。舉例來說，在移除直到且包含存儲元件材料34a的材料之后，如果蝕刻過程繼續(xù)進一步移除中間電極材料36a及選擇器元件材料38a，那么可釋放來自額外移除材料(例如，選擇器元件材料38a)的蝕刻副產物的原子、分子或集群且將其再沉積于別處，例如再沉積于存儲元件線34b的側壁上。從選擇器材料釋放的材料可污染存儲元件線34b的側壁或主體材料以導致所得存儲器單元的電性能的非所要變化，例如(舉例來說)存儲器單元的閾值/切換電壓的移位。從選擇器材料38a釋放的材料(其隨后可并入到存儲元件材料34a中而不良地改變存儲元件材料34a的電特性)的實例尤其包含Te、As、Ge、 51、?13、56^1、(:、81及513。特定來說48及56可改變硫族化物存儲材料(例如，651')的特性。
[0035]當然，可由于移除的材料或蝕刻副產物中的任何者再沉積于已被蝕刻的材料中的任何者的既有側壁上而發(fā)生其它交叉污染。此污染可發(fā)生于蝕刻期間或后續(xù)過程(例如，濕式清洗過程或間隙填充過程)期間。
[0036]為避免可由干式蝕刻過程引起的存儲器單元的電性能的非所要變化，可有利地在部分蝕刻之后使保護襯墊形成于經蝕刻層的側壁上，舉例來說，在繼續(xù)蝕刻中間結構l〇〇b 的堆疊之前形成圖2B的部分經蝕刻下線堆疊44a。因此，將在下列描述中描述使保護襯墊形成于(例如)圖2B中的部分經蝕刻下線堆疊44a的側壁上的方法。[〇〇37]參考圖2C的中間陣列結構100c，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法包含:使保護襯墊46a形成于圖2B的部分經蝕刻下線堆疊44a的表面(包含側壁)上以形成具有覆蓋有保護襯墊46a的側壁的部分經蝕刻下線堆疊44b。所得中間結構100c包含由淺溝槽(展示一個溝槽)分離的部分經蝕刻下線堆疊44a(圖2B)及形成于淺溝槽的側壁及底部表面上的保護襯墊46a。[〇〇38]在一些實施例中，保護襯墊46a可包含碳氟化合物材料。如本文中所使用，碳氟化合物材料包含具有碳及氟的可具有或可不具有長程有序性的任何材料，且包含聚合鏈及非晶材料?？稍诮浥渲糜糜诔练e過程及蝕刻過程中的至少一者的處理腔室中沉積此類碳氟化合物材料。有利地，可在同一干式蝕刻腔室中原位沉積所述碳氟化合物材料，所述干式蝕刻腔室用于形成圖2B的部分經蝕刻下線堆疊44a，以及用于執(zhí)行用于界定下線堆疊的后續(xù)蝕刻過程?？赏ㄟ^原位沉積保護襯墊而減少額外處理時間、設備及材料。舉例來說，使用包含C 及F的等離子體及碳氟化合物反應氣體物質(例如(舉例來說)CH2F2、CF、CF2、CF4、C4F6、C4F8、 C0F3及CHF3)來沉積所述碳氟化合物材料。[〇〇39]在一些實施例中，形成保護襯墊46a包含:沉積保形襯墊材料，所述保形襯墊材料均勻地且大體上覆蓋圖2B的中間結構100b的所有暴露表面，所述暴露表面包含部分經蝕刻下線堆疊44a的側壁及鄰近部分經蝕刻下線堆疊44a之間的線堆疊間區(qū)域。至少覆蓋上活性材料的側壁。在所說明的實施例中，覆蓋硬掩模線42b、上電極線32b、存儲元件線34b的側壁及中間電極材料36a的任何暴露側壁。如本文中所使用，保形材料在經沉積表面的各種部分上具有大體上相同的厚度。因此，當保形時，保護襯墊46a在部分經蝕刻下線堆疊44b的頂部表面及側壁上以及在鄰近部分經蝕刻下線堆疊44b之間的中間電極材料36a上具有大體上相同厚度。
[0040]應了解，保形保護襯墊46a可有利地實現(xiàn)后續(xù)間隔物結構形成(如下文進一步所描述)。一些處理條件(例如，相較于用于導致圖2B的垂直蝕刻的條件更低的沉積期間的襯底偏壓及/或更高的處理腔室壓力)可促進保形保護襯墊46a的形成。在不受限于任何理論的情況下，此類處理條件可阻礙蝕刻劑物質朝向襯底加速。舉例來說，如果用于蝕刻以界定存儲材料線34b的干式蝕刻條件包含約I到20毫托的較低壓力及約-200V到-500V的高襯底偏壓，那么可將壓力增大到約30到約50毫托且將襯底偏壓減小到-50V到+50V，尤其是OV(無襯底偏壓)以實現(xiàn)較大各向同性處理及保護襯墊46a的更保形沉積。
[0041 ]在其它實施例中，可非原位沉積保形保護襯墊46a，在此情況中，可采用無機材料，例如氮化硅。
[0042]應了解，保護襯墊46a的厚度可經定制以有效地防止交叉污染以及控制圖2C中的存儲元件線34b與中間電極層36a之間的界面上方及其下方的層的寬度的所得變化。在一些實施例中，保護襯墊可具有在相同垂直高度處測量的單元線堆疊30b的寬度的約5%到約25 %之間或約1 %到約20 %之間(例如約15 % )的厚度。在一些實施例中，保護襯墊可具有約I nm到約20nm之間或約I nm到約I Onm之間(例如約5nm)的厚度。
[0043]參考圖2D的中間陣列結構100d，制造存儲器裝置的方法另外包含:根據(jù)一些實施例，各向異性地移除圖2C的保護襯墊46a的水平部分以暴露硬掩模線42b的上表面及部分經蝕刻下線堆疊44c之間的中間電極材料36a的上表面。剩余保護襯墊46b覆蓋部分經蝕刻下線堆疊44c的側壁，所述側壁包含存儲線34b的側壁。此各向異性移除在業(yè)界中可稱為“間隔物蝕刻過程”，其是指定向蝕刻過程，所述定向蝕刻過程經設計以主要在垂直方向(z方向)上移除材料，使得圖2C的保護襯墊46a大體上或完全從水平表面(例如，形成于x-y平面中的表面)移除，同時保護襯墊46b保留于垂直表面(例如，形成于x-z平面及y-z平面中的表面)上且可稱為保護間隔物。在進行各向異性蝕刻以從淺溝槽的底部表面移除保護襯墊材料之后，所得中間結構10d包含由淺溝槽分離的部分經蝕刻下線堆疊44a及形成于淺溝槽的側壁表面上的保護襯墊46b。
[0044]可在與下文參考圖2E所描述之后續(xù)蝕刻相同的干式蝕刻腔室中進行間隔物蝕刻。在其中保護襯墊46a原位形成于干式蝕刻工具內的實施例中，相同工具可用于圖2B到2E的序列。
[0045]參考圖2E的中間陣列結構10e，根據(jù)一些實施例，一旦圖2C的保護襯墊46a經各向異性蝕刻以暴露硬掩模線42b的上表面及部分經蝕刻下線堆疊44c之間的中間電極材料36a的上表面，則圖2D的中間陣列結構I OOd (其包含可能已在先前步驟中被部分地蝕刻的中間電極材料36a的剩余厚度)進一步經蝕刻以界定完全經蝕刻下線堆疊44d，如圖2E中所展示。完全經蝕刻下線堆疊44d從底部開始包含襯底上的下導線22、下導線22上的單元線堆疊30c、及單元線堆疊30c上的任何剩余第一硬掩模線42b。單元線堆疊30c包含下導線22上的下電極線40、下電極線40上的選擇器元件線38b、選擇器元件線38b上的中間電極線36b、中間電極線36b上的存儲元件線34b、及存儲元件線34b上的上電極線32b。應了解，在一些情況下，可在形成下線堆疊44d的消減圖案化過程幾乎完成時大體上移除第一硬掩模材料42a。在進一步蝕刻期間，保護襯墊46b保護上活性材料或第二活性材料(在所說明的實施例中，其由存儲元件線34b表示)的側壁。特定來說，中間電極線36b上方的存儲元件線34b、上電極線32b及任何剩余硬掩模線42b具有由保護襯墊46b覆蓋的側壁，同時堆疊的剩余部分較寬，這是因為所述剩余部分在保護襯墊46b的遮蔽下被蝕刻以形成圖2E的完全經蝕刻下線堆疊44d?？稍谟糜谛纬杀Ｗo襯墊46b下方的結構(其包含中間電極線36b、選擇器元件線38b、下電極線40及下導線22)的蝕刻期間被釋放或再濺鍍的任何蝕刻副產物可形成于保護襯墊46b的側壁上，同時防止所述蝕刻副產物直接再沉積于由保護襯墊46b覆蓋的結構(其包含存儲元件線34b及上電極線32b)的側壁上。
[0046]參考圖2F，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法另外包含:移除保護襯墊46b以暴露存儲元件線34b、上電極線32b及任何剩余硬掩模線42b的側壁。借此，可移除保護襯墊46b(其表面可具有再沉積于其上的由蝕刻間隔物狀保護襯墊46b下方的層所致的副產物(如上文所描述)，所述副產物包含選擇器元件材料的原子、分子或集群(例如，As、Se))而不使存儲線34b的側壁直接暴露到所述副產物。在各種實施例中，可使用適于清洗經干式蝕刻表面的所屬領域中已知的任何濕洗及/或干洗過程來執(zhí)行清洗以移除保護襯墊46b。舉例來說，一個此類清洗過程可包含使用溶液(其包含具有約O %到10 %之間或約O %到5 %之間的濃度的稀釋氫氟酸(HF))的濕洗及/或蒸氣清洗。另一此類清洗過程可包含使用溶液(其包含具有約O %到約2 %之間、或約O %到約I %之間、或約O %到約0.5 %之間的濃度的羧酸)的濕洗及/或蒸氣清洗。在其它實施例中，當采用非原位沉積的無機間隔物時，保護襯墊可在后續(xù)處理中保留于適當位置中且可保留于最終產品中。
[0047]仍參考圖2F，應了解，作為移除保護襯墊46b的結果，完全經蝕刻下線堆疊44e的不同部分可具有不同寬度，其取決于是在形成保護襯墊46b之前還是在形成保護襯墊46b之后蝕刻所述部分。在所說明的實施例中，因為在用于形成存儲元件線34b的蝕刻之后形成保護襯墊46b，所以中間電極線36b的暴露頂部表面上方及其下方的完全經蝕刻下線堆疊44e的部分的寬度差可對應于圖2E中的保護襯墊46b的厚度。在一些實施例中，單元線堆疊的較寬部分與較窄部分之間的寬度差可介于在相同垂直層級正上方測量的單元線堆疊30b的寬度的約10 %到約50 %之間，或介于約20 %到40 %之間，例如約30 %。在一些實施例中，保護襯墊可具有約I nm到約20nm之間或約I nm到約I Onm之間(例如，約5nm)的厚度。
[0048]參考圖2G，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法另外包含:在移除保護襯墊46b(如參考圖2F所描述)之后，使密封電介質47a形成于完全經蝕刻下線堆疊44e的暴露表面上以形成中間陣列結構100g。不同于原位形成于干式蝕刻工具中的保護襯墊46b，密封電介質47a可永久保留于完全經蝕刻下線堆疊44f的至少一些表面上。在一些實施例中，密封電介質47a可包含合適電介質以保護下線堆疊44f的至少部分免受后續(xù)過程影響，例如用于使堆疊局限于y維度上(參閱圖2H到2N)的后續(xù)蝕刻、清洗、間隙填充及熱處理。密封電介質47a可尤其包含氧化物材料(例如，氧化硅(例如，S12)及氧化鋁(例如，Al2O3))、氮化物材料(例如，氮化硅(例如，Si3N4))或其組合。一般來說，可通過包含熱沉積技術及等離子體沉積技術的合適保形沉積技術(例如，化學氣相沉積(CVD)及原子層沉積(ALD))來形成密封電介質 47a。
[0049]參考圖2H，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法另外包含:使用隔離電介質材料來填充圖2G的鄰近下線堆疊44f之間的空間以形成第一隔離電介質區(qū)域48a。合適于填充所述空間的電介質材料可包含(例如)可通過合適間隙填充過程(例如，高密度等離子體(HDP)過程、旋涂式電介質(SOD)過程、次大氣壓化學氣相沉積(SACVD)過程及原子層沉積(ALD)過程等等)而沉積的氧化硅。一旦鄰近下線堆疊44g之間的線間空間由所述電介質材料填充以形成隔離電介質區(qū)域48a，則中間陣列結構可經化學機械拋光以移除上覆間隙填充電介質及硬掩模的任何剩余部分且暴露大體上平坦表面(其包括由隔離電介質區(qū)域48a及密封電介質47b插入的上電極線32b的交替表面)以完成中間結構10h的下線堆疊44g的形成。
[0050]現(xiàn)參考圖21的中間陣列結構10i，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法另外包含:將上導電材料20a沉積于中間陣列結構10h的平坦表面上。上導電材料20a可包括大體上類似于圖2A的下導電材料22a的材料，且可使用大體上類似于上文針對圖2A的下導電材料22a所論述的過程的過程來形成上導電材料20a。
[0051]參考圖2J的中間陣列結構10j，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法另外包含:進行消減圖案化以形成包含上導線20的部分經蝕刻壁結構50a。形成部分經蝕刻壁結構50a包含:以類似于上文針對圖案化下線堆疊44a(圖2B)所描述的方式的方式，形成包括與下伏下線堆疊44g交叉、在所說明的實施例中在y方向上正交延伸的線(例如，光致抗蝕劑線(為清楚起見，未展示))的蝕刻掩模圖案，且蝕刻暴露區(qū)域以形成部分經蝕刻壁結構50a。每一部分經蝕刻壁結構50a包含上導線20，且進一步包含形成局限于X方向及y方向上的上材料堆疊，所述材料堆疊包含上電極32及存儲元件34。在圖2B的所說明實施例中，類似于圖2B，蝕刻壁結構50a包含:使蝕刻過程停止于中間電極線36b上或中間電極線36b內以形成部分經蝕刻壁結構50a。如圖2B中所論述，使蝕刻停止于中間電極線36b處(如圖2 J中所展示)僅供說明，且蝕刻可停止于中間電極線36b的暴露表面上方及中間電極線36b的暴露表面下方的任何合適垂直位置處，如圖2 J中所展示。
[0052]參考圖2K的中間陣列結構100k，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法另外包含:以類似于參考圖2C針對形成保護襯墊46a所描述的方式的方式，使第二保護襯墊52a形成于圖2J的部分經蝕刻壁結構50a上以形成圖2K的部分經蝕刻壁結構50b。用于形成第二保護襯墊52a的參數(shù)及條件可類似于參考圖2C針對形成保護襯墊46a所描述的參數(shù)及條件。
[0053]參考圖2L的中間陣列結構1001，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法另外包含:以類似于參考圖2D針對形成第一保護襯墊46b所描述的方式的方式，各向異性地蝕刻圖2K的第二保護襯墊52a以形成具有間隔物輪廓的第二保護襯墊52b。用于形成第二保護襯墊52b的參數(shù)及條件類似于參考圖2D針對形成第一保護襯墊46b所描述的參數(shù)及條件。
[0054]參考圖2M的中間陣列結構100m，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法另外包含:以類似于參考圖2E針對進一步蝕刻以形成完全經蝕刻下線堆疊44d所描述的方式的方式，進一步蝕刻圖2L的中間結構1001以形成圖2M的完全經蝕刻壁結構50d。除被蝕刻材料上存在差異及停止于下電極線40的上表面之外，用于進一步蝕刻以形成完全經蝕刻壁結構50d的參數(shù)及條件可類似于圖2E。因為單元線堆疊30c(圖2F)已圖案化成交叉線，所以完全經蝕刻壁結構50d包含上覆于與隔離材料48交替的存儲器單元堆疊的柱上的列線20。換句話說，蝕刻使單元線堆疊分離成柱。
[0055]在進一步蝕刻期間，第二保護襯墊52b保護下伏上活性材料或第二活性材料(在所說明的實施例中，其由存儲元件34 (圖2J)表示)的z-y平面中的側壁。堆疊的剩余部分較寬，這是因為在第二保護襯墊52b的遮蔽下蝕刻所述剩余部分以形成圖2E的完全經蝕刻上線堆疊 44d。
[0056]如上文參考圖2B到2E所提及，在一個實施例中，在干式蝕刻工具內原位進行圖2J到2M的序列而不移除襯底，直到形成完全經蝕刻壁結構50d之后。如上文中所描述，用于垂直干式蝕刻的條件(其包含用于各向異性蝕刻的高負襯底偏壓及相對較低壓力)可經改變以更有利于保形沉積(經改變的條件包含較低襯底偏壓或無襯底偏壓及相對較高壓力)，且可通過供應氟碳前體物而將圖2K的有機第二保護襯墊52a等離子體沉積為聚合物。接著，可使條件恢復到有利于各向異性干式蝕刻的條件。
[0057]在另一實施例中，可在蝕刻步驟之間移除襯底且可在單獨工具中沉積圖2K的無機第二保護襯墊52a。在此情況中，圖2M的所得第二保護襯墊52b可任選地保留于最終產品中，其與下文參考圖2N所描述的過程相反。
[0058]參考圖2N的中間陣列結構100η，根據(jù)一些實施例，制造存儲器裝置的方法另外包含:以類似于參考圖2F針對移除第一保護襯墊46b所描述的方式的方式，進行清洗以從壁結構50d的側壁移除第二保護襯墊52b且留下壁結構50。除從存儲元件34、上電極32及上導線20的側壁移除第二保護襯墊52b的事實之外，用于清洗以移除第二保護襯墊52b的參數(shù)及條件可類似于參考圖2F針對清洗以移除第一保護襯墊46b所描述的參數(shù)及條件。
[0059]類似于圖2F到2G，可在用于形成圖2M中的第二保護襯墊52b下方的結構(其包含中間電極36及選擇器元件38)的蝕刻期間被釋放的任何蝕刻副產物可再沉積于第二保護襯墊52b的側壁上，同時防止所述蝕刻副產物直接再沉積于由第二保護襯墊52b覆蓋的結構(其包含呈存儲元件34的形式的上活性材料或第二活性材料)的側壁上。在其中第二保護襯墊52b將保留于最終產品中的實施例中，可通過移除第二保護襯墊52b而移除此類蝕刻副產物，使得所述副產物不與存儲元件34及上電極32直接接觸。
[0060]應了解，作為移除第二保護襯墊52b的結果，壁結構50c的不同部分可在不同部分處具有不同寬度，其以參考圖2F所描述的方式取決于是在已形成第二保護襯墊52a之前還是在已形成第二保護襯墊52a之后形成所述部分。在一些實施例中，歸因于間隔物對兩側的遮蔽影響，在中間電極36的暴露頂部表面的垂直層級正上方及正下方測量的壁結構50的寬度差可介于在中間電極36的暴露頂部表面正上方測量的壁結構50的寬度的約10%到約50%之間或約20%到40%之間，例如約30%。
[0061]另外，雖然圖中未說明，但在移除第二保護襯墊52b之后(如圖2N中所說明)，中間結構10n可進一步經處理以按類似于圖2G中針對形成密封電介質47a所描述的方式的方式形成中間結構10m的暴露表面上的第二密封電介質(未展示)。另外，內襯有第二密封電介質的鄰近壁結構50之間的空間可由填充電介質填充以按類似于圖2H中針對暴露由第二隔離電介質區(qū)域及第二密封電介質插入的交替上導線20(或其上的硬掩模線或蝕刻停止材料)所描述的方式的方式形成第二隔離電介質區(qū)域(未展示)及拋光部分(未展示)。
[0062]圖3A說明根據(jù)圖2A到2N的所說明實施例而制造的陣列結構200a的橫截面圖。圖3A中的橫截面取自對應于圖2A到2N的y-z平面的y-z平面。如上文所描述，在此實施例中，形成具有間隔物結構的保護襯墊46b(未展示)且從包含存儲元件34及上電極32的側壁的部分經蝕刻下線堆疊44c(圖2D)的側壁移除保護襯墊46b。在移除保護襯墊46b(未展示)且進行進一步蝕刻以形成完全經蝕刻下線堆疊44e(圖2F)之后，密封電介質47經形成以覆蓋上導線20下方的整個堆疊的x-z側壁，如圖3A中所展示。如上文所描述，陣列結構200a的橫截面展示，作為保護襯墊46b形成的結果，使橫向平坦區(qū)域形成于中間電極36的上表面上的階梯(其可部分通過上電極材料的厚度)，使得在中間電極36的上表面正下方的單元堆疊的寬度大于在中間電極36的上表面正上方的單元堆疊的寬度。如上文所描述，(舉例來說)在尋求保護階梯上方的材料(例如，呈所說明的存儲元件34的形式的上活性材料)免受階梯下方的層的蝕刻過程時，此過程流程可為期望的。其它配置是可能的，如圖3B及3C中所說明，其中類似部件由相似參考數(shù)字表示。
[0063]圖3B說明根據(jù)另一實施例的陣列結構300a的橫截面圖。類似于圖3A，圖3A中的橫截面取自y-z平面。在此實施例中，并非在形成保護襯墊46b之前使蝕刻移除過程最初停止于中間電極材料36a上(如圖2B中所說明)，而是使蝕刻過程停止于圖2B的下電極材料40a上或下電極材料40a內，且使具有間隔物結構的后續(xù)保護襯墊(未展示)形成于下電極材料40a上。在移除保護襯墊(未展示)且進行進一步蝕刻以形成完全經蝕刻下線堆疊之后，密封電介質47經形成以覆蓋上導線20下方的整個堆疊的x-z側壁，如圖3B中所展示。作為形成及移除保護間隔物(未展示)的結果，形成橫向平坦區(qū)域的階梯位于下電極40的上表面上(其可部分通過下電極材料的厚度)，使得在階梯正下方的單元堆疊的寬度大于在階梯正上方的單元堆疊的寬度，如圖3B中的陣列結構300a的所得橫截面中所說明。(舉例來說)在尋求保護階梯上方的材料免受下電極40或下導線22的蝕刻過程，但兩個活性材料(存儲元件34及選擇器元件38)的材料是兼容的時，此過程流程可為期望的。
[0064]圖3C說明根據(jù)另一實施例的完全經制造陣列結構400a的橫截面圖。類似于圖3A及3B，圖3C中的橫截面取自y-z平面。在此實施例中，除使蝕刻移除過程一次停止于中間電極材料36a上或中間電極材料36a內(如圖3A中)之外，為了形成保護襯墊46b，在此實施例中，使蝕刻移除過程再次停止于下電極材料40a上或下電極材料40a內，且使具有間隔物結構(未展示)的保護襯墊兩次形成于所述兩個位置處。在使保護襯墊形成于每一位置(未展示)且進行進一步蝕刻以形成完全經蝕刻下線堆疊之后移除所述保護襯墊之后，密封電介質47經形成以覆蓋上導線20下方的整個堆疊的x-z側壁，如圖3C中所展示。圖3C中的陣列結構的所得橫截面具有使橫向平坦區(qū)域形成于中間電極36及下電極40的上表面上的階梯，使得在下階梯正下方的單元堆疊的寬度大于在下階梯正上方的單元堆疊的寬度，且在上階梯正下方的單元堆疊的寬度大于在上階梯正上方的單元堆疊的寬度。(舉例來說)在尋求保護上階梯上方的材料免受中間電極36及選擇器元件38的蝕刻過程以及尋求保護下階梯上方的材料免受下電極40或下導線22的蝕刻過程時，此過程流程為可期望的。
[0065]圖4說明根據(jù)一些實施例的對應于圖3A到3C的陣列結構200a、300a或400a的陣列結構200b的橫截面圖。圖4中的橫截面取自對應于圖2A到2N的x-z平面的x-z平面?？墒褂妙愃朴趨⒖紙D2A到2N所描述的過程的過程來制造圖4的陣列結構。然而，應了解，可彼此獨立或組合地采用用于在列線蝕刻期間保護上活性材料的間隔物過程(依據(jù)圖21到2N及圖4)及用于在行線蝕刻期間保護上活性材料的間隔物過程(依據(jù)圖2A到2H及圖3A到3B)。在此維度上，也可使階梯形成于中間電極材料上或中間電極材料內，如所展示。
[0066]除尚未移除保護間隔物46之外，圖5A到5C說明類似于圖3A到3C的橫截面圖的橫截面圖。所說明實施例的保護間隔物可為無機物以最小化與存儲器單元堆疊的活性材料(例如，存儲元件及選擇器元件)相互作用的風險。實例包含氮化硅及氮氧化硅。應理解，存儲器單元柱(圖4中所展示的維度)的正交壁上的保護間隔物可類似地留存于最終產品中。
[0067]雖然已依據(jù)某些實施例而描述本發(fā)明，但所屬領域的一般技術人員明白的其它實施例(其包含未提供本文中所陳述的所有特征及優(yōu)點的實施例)也在本發(fā)明的范圍內。此夕卜，上文所描述的各種實施例可經組合以提供進一步實施例。另外，在一項實施例的上下文中所展示的某些特征也可并入到其它實施例中。因此，僅通過參考所附權利要求書而界定本發(fā)明的范圍。
【主權項】
1.一種制造存儲器裝置的方法，其包括:提供襯底；使存儲器單元材料堆疊形成于所述襯底上，所述存儲器單元包含第一活性材料及所述 第一活性材料上的第二活性材料，其中所述第一活性材料及所述第二活性材料中的一者包 括存儲材料且所述第一活性材料及所述第二活性材料中的另一者包括選擇器材料；圖案化所述存儲器單元材料堆疊，其中圖案化包含:蝕刻穿過所述存儲器單元材料堆疊的所述第一活性材料及所述第二活性材料中的所 述一者，在蝕刻穿過所述第一活性材料及所述第二活性材料中的所述一者之后，使保護襯墊形 成于所述第一活性材料及所述第二活性材料中的至少一者的側壁上，及在形成所述保護襯墊之后，進一步蝕刻穿過所述存儲器單元材料堆疊的所述第一活性 材料及所述第二活性材料中的所述另一者。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中形成所述保護襯墊包括:形成由碳氟化合物形成的襯墊。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中形成所述保護襯墊包括:使用包含C及F的等離子體 及碳氟化合物反應物來沉積碳氟化合物。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中形成所述保護襯墊包括:使用等離子體來沉積及蝕 刻碳氟化合物以形成間隔物結構。5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中形成所述保護襯墊包括:使用等離子體在干式蝕刻 腔室中進行沉積。6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中在無需將外部偏壓施加到所述襯底的情況下執(zhí)行 沉積所述保護襯墊。7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中在所述干式蝕刻腔室中原位執(zhí)行蝕刻穿過所述第 一活性材料及所述第二活性材料中的所述至少一者及形成所述保護襯墊。8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中在所述干式蝕刻腔室中原位執(zhí)行進一步蝕刻穿過 所述第一活性材料及所述第二活性材料中的所述另一者。9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中蝕刻穿過第一活性材料及第二活性材料中的所述 至少一者界定多個部分經蝕刻線，且形成所述保護襯墊包括在相同垂直高度處沉積所述部 分經蝕刻線的寬度的約5 %到約25 %之間的厚度。10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中進一步蝕刻穿過所述第一活性材料及所述第二活 性材料中的所述另一者包括:間隔物蝕刻所述保護襯墊以使保護襯墊間隔物留于第一活性 材料及第二活性材料中的所述一者的所述側壁上。11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其進一步包括，在進一步蝕刻所述存儲器單元材料堆 疊之后，從第一活性材料及第二活性材料中的所述一者的所述側壁移除所述保護襯墊。12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其進一步包括，在進一步蝕刻所述存儲器單元材料堆 疊之后，使電介質密封襯墊形成于第一活性材料及第二活性材料中的所述一者的側壁上及 形成于所述第一活性材料及所述第二活性材料中的所述另一者的側壁上。13.根據(jù)權利要求1所述的方法，其進一步包括，在進一步蝕刻所述存儲器單元材料堆 疊之后，使用間隙填充電介質來填充鄰近于所述存儲器單元材料堆疊的間隙。14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述存儲器裝置是相變存儲器裝置，且其中所述 第一活性材料包括第一硫族化物組合物且所述第二活性材料包括第二硫族化物組合物。15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中第一活性材料及第二活性材料中的所述一者包 括存儲元件且所述第一活性材料及所述第二活性材料中的所述另一者包括選擇器元件，其 中所述選擇器元件包括As及Se中的至少一者。16.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述存儲器單元材料堆疊進一步包含下電極材料、中間電極材料及上電極材料， 其中所述第一活性材料插入于所述上電極材料與所述中間電極材料之間，且其中所述第二 活性材料插入于所述下電極材料與所述中間電極材料之間，其中蝕刻穿過所述第一活性材料及所述第二活性材料中的所述至少一者進一步包含: 停止于所述中間電極材料中以暴露所述中間電極材料的側壁的至少部分，其中形成保護襯墊進一步包含:使所述保護襯墊形成于所述中間電極材料的側壁的所 述至少部分上，且其中進一步蝕刻進一步包含在形成所述保護襯墊之后蝕刻所述中間電極材料的剩余 部分，且進一步包含在蝕刻穿過所述第一活性材料及所述第二活性材料中的所述另一者之 后蝕刻所述下電極材料且停止于導電材料上。17.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中圖案化所述存儲器單元堆疊包括:形成在第一方 向上延伸的下線堆疊，所述下線堆疊包括所述襯底上的第一活性材料線及所述第一材料線 上的第二活性材料線。18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其進一步包括:在進一步蝕刻穿過所述第一活性材料及所述第二活性材料中的所述另一者以形成所 述下線堆疊之后，進一步圖案化所述存儲器單元材料堆疊以形成在與所述第一方向交叉的 第二方向上延伸的上壁結構，進一步圖案化包括:蝕刻穿過所述下線堆疊的所述第一活性材料線及所述第二活性材料線中的一者，在蝕刻穿過所述第一活性材料線及所述第二活性材料線中的所述一者之后，使第二保 護襯墊形成于所述第一活性材料線及所述第二活性材料線中的至少一者的側壁上，以及 在形成所述第二保護襯墊之后，進一步蝕刻穿過所述存儲器單元材料堆疊的所述第一 活性材料線及所述第二活性材料線中的另一者。19.一種制造存儲器裝置的方法，其包括:提供襯底；形成存儲器單元材料堆疊；圖案化所述存儲器單元材料堆疊以形成存儲器單元結構堆疊，所述圖案化包括:部分地蝕刻所述存儲器單元材料堆疊以形成使所述存儲器單元材料堆疊的上部分分 離的淺溝槽，使保護襯墊材料形成于所述淺溝槽的側壁及底部表面上，各向異性地蝕刻所述保護襯墊材料以從所述淺溝槽的所述底部表面移除所述保護襯 墊材料以使保護襯墊間隔物形成于所述上部分的側壁表面上，以及在形成所述保護襯墊間隔物之后，進一步蝕刻所述存儲器單元材料堆疊以使所述存儲 器單元材料堆疊分離成存儲器單元線堆疊。20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中形成所述存儲器單元材料堆疊包括:使導電材料形成于所述襯底上；使選擇器材料形成于所述導電材料上；以及 使存儲材料形成于所述選擇器材料上，其中部分地蝕刻蝕刻穿過所述存儲材料且未蝕刻穿過所述導電材料，且進一步蝕刻蝕 刻穿過所述導電材料。21.根據(jù)權利要求20所述的方法，其中部分地蝕刻蝕刻停止于使所述選擇器材料與所 述存儲材料分離的電極材料上或所述電極材料中；且進一步蝕刻蝕刻穿過所述電極材料的 剩余部分及所述選擇器材料。22.根據(jù)權利要求20所述的方法，其中圖案化所述存儲器單元材料堆疊包含圖案化在 第一方向上延伸的單元材料線堆疊，所述方法進一步包括進一步圖案化所述存儲器堆疊以 形成在與所述第一方向交叉的第二方向上延伸的壁結構，所述壁結構包含所述存儲材料上 方的列線。23.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中進一步圖案化包括:部分地蝕刻所述單元材料線堆疊以形成使所述壁結構的上部分分離的第二淺溝槽， 使保護襯墊材料形成于所述第二淺溝槽的側壁及底部表面上，各向異性地蝕刻所述保護襯墊材料以從所述第二淺溝槽的所述底部表面移除所述保 護襯墊材料以使第二保護襯墊間隔物形成于所述上部分的側壁表面上，以及在形成所述第二保護襯墊間隔物之后，進一步蝕刻所述單元材料線堆疊以使所述存儲 器單元材料堆疊分離成存儲器單元柱堆疊。24.—種存儲器裝置，其包括:襯底；下導線，其安置于所述襯底上方且在第一方向上延伸；及上導線，其安置于所述下導線 上方且在與所述第一方向交叉的第二方向上延伸;及存儲器單元堆疊，其插入于所述下導線與所述上導線之間，所述存儲器單元堆疊包括 上活性元件及下活性元件，其中當在所述第一方向上觀看時，所述存儲器單元堆疊包含橫 向平坦區(qū)域，使得直接在所述平坦區(qū)域下方的所述存儲器單元堆疊的寬度比直接在所述平 坦區(qū)域上方的所述存儲器單元堆疊的寬度寬約10%到50%之間。25.根據(jù)權利要求24所述的存儲器裝置，其中所述存儲器單元堆疊進一步包括:上電 極，其介于所述上活性元件與所述上導線之間；中間電極，其介于所述上活性元件與所述下 活性元件之間；及下電極，其介于所述下活性元件與所述下導線之間。26.根據(jù)權利要求25所述的存儲器裝置，其中所述橫向平坦區(qū)域形成于所述上活性元 件下方。27.根據(jù)權利要求25所述的存儲器裝置，其中所述橫向平坦區(qū)域形成于所述下活性元 件下方及所述下導線上方。28.根據(jù)權利要求26所述的存儲器裝置，其進一步包括形成于所述上活性元件與所述 下活性元件之間的第二橫向平坦區(qū)域。
【文檔編號】H01L27/115GK106030842SQ201580009999
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月9日
【發(fā)明人】馬歇羅·瑞法西歐, 薩穆埃萊·西雅瑞羅, 法比歐·佩里茲, 因諾琴佐·托爾托雷利, 羅伯托·索馬斯基尼, 克里斯蒂娜·卡塞拉托, 里卡爾多·莫塔德利
【申請人】美光科技公司