专利名称：相变层、存储节点、以及相变存储器的制造方法
相变层、存储节点、以及相变存储器的制造方法技术领域实施例涉及一种制造半导体存储器的方法。其它实施例涉及一种形成相 变层的方法，使用形成相变层的方法制造存储节点的方法，以及应用制造存 储节点的方法制造相变存储器件的方法。
背景技术：
相变材料的分子结构根据它的温度可能为结晶状态或非晶状态。当相变 材料为结晶时，相变材料的电阻可能相对地低。当相变材料为非晶时，相变 材料的电阻可能相对高。相变存储器件使用相变材料的上述特性来记录数据。相变存储器件可能 包括晶体管、以及通过接触插塞电连接到晶体管的源极区和漏极区的存储节点。相变层可能包括在存储节点中。Ge2Sb2Te5 ( GST )可能为用来形成相变层的公知的材料。GST层可能通 过物理气相沉积(PVD)法、金属有机化学气相沉积(MOCVD)法和/或原 子层沉积(ALD )方法来形成。然而，当用PVD法形成GST层时，GST层 的生长可能难于控制，以及GST层可能不密集。例如，为了实现高集成存 储器件，相变层可能形成在受限结构中。然而，应用PVD法在受限结构中 形成GST层可能是困难的。因而，为了解决上述问题，可以可选地应用ALD法和/或MOCVD法来 形成GST层。然而，ALD法和/或MOCVD法可能在技术构造中具有制造工 艺问题和限制。在应用ALD法和MOCVD法制造相变材料中可能有困难。 例如，可能难于发展在相对低的温度例如大约300。C或更低时可以使用的金 属有机前驱体。发明内容示范实施例提供了 一种相变层的形成方法，该相变层可以在受限结构中 和在室温下形成，以及可以在结晶状态和非晶状态之间相对快速地转变。示范实施例也提供了 一种使用形成相变层的方法制造存储节点的方法。示范实 施例也提供了 一种使用制造存储节点的方法制造相变存储器件的方法。根据示范实施例，提供了一种形成相变层的方法，其中相变层可以采用电化学沉积(ECD)方法形成。该方法可以包括通过混合溶剂和前驱体形 成电解液，每一个前驱体包括相变层的元素；阳极板和阴极板浸在电解液中 以相互隔离，其中阴极板为相变层将在其上沉积的衬底，设定相变层的沉积 条件，以及在阳极板和阴极板之间供应电压。相变层可能为选自由以下层组成的组中的一个包括选自由Ge、 Sb和 Te组成的组中至少两个不同元素的层；In-Sb-Te层；以及Ge-Bi-Te层。前驱 体可能包括选自由Ge前驱体、Sb前驱体、以及Te前驱体组成的组中的至 少两个，以及Ge前驱体可能为选自由氧化锗、氯化锗、澳化锗、碘化锗、 硫酸锗以及硫化锗组成的组中之一 。Sb前驱体可能为选自由氧化锑、氯化锑、溴化锑、碘化锑、硫酸锑以 及硫化锑组成的组中之一。Te前驱体可以选自由氧化碲、氯化碲、溴化碲、 碘化碲、硫酸碲以及硫化碲组成的组中之一。前驱体可以为由化物的前驱体。 卣化物的前驱体可能为选自由GeCl4、 SbCl3、 TeCl4、 GeBr4、 SbBr3、 TeBr4、 Gel4、 Sbl3、以及Tel4组成的组中之一。可选4奪地，前驱体可以为氧化物前驱体。氧化物前驱体可以为Ge02、 Sb203以及Te02。形成电解液可以包括向电解液中添加螯合剂。在其上将沉 积相变层的衬底的表面可以由Au层、Pt层、Ti层、Ta层、TiN层、TaN层、 W层、WN层、WT层以及TiAlN层中之一覆盖。根据示范实施例，制造存储节点的方法可以包括根据示范实施例在底部 电极上形成相变层，以及在相变层上形成上部电极。制造存储节点的方法可 以进一步包括在形成相变层之后为了结晶相变层对相变层进行退火。根据示范实施例，制造相变存储器件的方法可以包括在衬底上形成开关 器件，以及根据示范实施例制造连接到开关器件的存储节点。
通过结合所附附图的下述更详细地描述将更清楚地理解示范实施例。图 1-11表现了在此描述的无限制、示范实施例。图1为说明在根据示范实施例形成相变层的方法中所用电化学沉积装置的结构的横截面图；图2为图1的电化学沉积装置的横截面图，说明了采用根据示范实施例 的电化学沉积方法形成相变层的方法；图3为显示在本发明人进行的第一个实验中形成的Sb-Te相变层的X线 衍射分析图表；图4至6为显示在采用碱性水溶液作为溶剂的第二个实验中形成的 Sb-Te相变层的表面(附图的较上部分)和横截面(附图的较低部分)的扫 描电子显微镜(SEM)图。图7为显示在第二个实验中具有共晶成分的Sb-Te相变层(SbQ.76TeQ.24) 的特性的图表。图8至10为说明根据示范实施例在其中应用形成图2相变层的方法制 造相变存储器件的方法的横截面图；以及图11是根据示范实施例的相变存储器件的存储节点的横截面图。 需要说明的是这些附图旨在说明在特定示范实施例中利用的方法、结构 和/或材料的一般特性，以及对下述提供的书面描述作补充。然而，这些附图 不是按比例的并可能不能精确地反映任一给出的实施例的精确结构特性或 性能特性，并且不能解释为定义或限定由示范实施例获得的数值或特性的范 围。尤其是，为了清楚分子、层、区域和/或结构元件的相对厚度和定位可以 缩少或放大。在不同的附图中使用相似或相同的附图标记旨在指示存在相似 地或相同的元件或特征。
具体实施方式
通过参考其中显示示范实施例的相应附图现将对示范实施例作更全面 地表述。为了本申请的清楚在附图中说明的层或区域的厚度可以放大。相同 的附图标记代表相同的元件。可以理解当元件或层被描述为另一个元件或层"上"、或"连接到"或 "耦合到，，另一个元件或层时，它可以直接在其它元件或层上，或直接连接 到或耦合到其它元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反地，当一个元 件被描述为"直接"在另一个元件或层"上"、"直接连接到"或"直接耦 合到"另一个元件或层时，没有中间元件或层存在。贯穿全文相同的附图标 记表述相同的元件。如在此使用的，术语"和/或"包括一个或多个相关列出的项目的任一个或全部组合。可以理解，虽然术语第一、第二、第三等可以在此用来表述多个元件、 组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不能 受这些术语的限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、组件、区域、层和/ 或部分与另一个元件、组件、区域、层和/或部分。因而，在不超出实施例的 教导的情况下，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分能称为第二元 件、组件、区域、层或部分。为了容易地描述，空间上的相对术语，例如"下面"、"下方"、"下"、"上 方"、"上"等等，在此可以用来描述图中所示的一个元件或特征与另一个元 件或特征的关系。可以理解除了在图中描述的方向之外，空间上的相对术语 旨在包含使用或操作中的器件的不同方向。例如，如果在图中器件被翻转， 描述为在其它元件或特征"下方"或"下"的元件将在此被取向为在其它元件或特征"上方'，。因而，典型的术语"下方(below)"可以包括上方和下 方两个方向。器件可以有其它的取向(旋转90度或其它方向)以及相应地 解释在此使用的空间上的相对描述符。在此使用的术语仅仅是为了描述特殊的实施例的目的并且不能意为对 实施例的限制。如在此使用的，单数形式"一"、"一个"和"该"也意在包 括复数的形式，除非上下文清楚地指示另外的意思。进一步可以理解术语"包 括"和/或"包含"当在说明书中使用时指定规定的特征、整体、步骤、操 作、元件和/或组件的存在，但是不排除额外的一个或多个其它特征、整体、 步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在。参考对理想实施例(和中间结构)示意说明的横截面图在此描述示范实 施例。同样地，由于例如制造技术和/或公差引起图示形状的变形是可以预见 的。因而，示范实施例不能被解释为限制在此说明的区域的特殊形状而是将 包括由例如制造引起的形状偏差。例如，示出为矩形的注入区域将典型地具 有倒圓的或弯曲的特征和/或在其边缘处的注入浓度梯度而不是从注入到非 注入区域的二元改变。类似地，通过注入形成的掩埋区可能导致在位于掩埋 区和通过其发生注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，在图中描述的 区域本质上是示意性地并且它们的形状不旨在说明器件区域的实际形状以 及不旨在限制实施例的范围。除非另有限定，在此使用的全部的术语(包括技术上的和科学的术语)具有该实施例所属领域的普通技术人员共同理解的相同的含义。进一步可以景中它们的含义相同的含义并且不能解释为理想的或过度正式的含义除非 在此清楚地如此限定。将描述根据示范实施例形成相变层的方法。相变层可以通过电化学沉积学沉积装置。参考图1,电解液12可以注入容器10,电解液12可以通过混 合溶剂和溶质来形成。阳极板14和阴极板16可以安装在容器10中。阳极 板14和阴极板16可以彼此分离开距离D，并且阳极板14和阴极板16的预 定或给出部分可以浸在电解液12中。相变层可以沉积在浸入电解液12中的部分阴极板16上。因而，其上沉 积有相变层的衬底可以为阴极板16。其上沉积有相变层的衬底的表面可以由 选自由Au、 Pt、 Ti、 Ta、 TiN、 TaN、 W、 WN、 WT以及TiAlN组成的组中 之一覆盖。当由连接到阳极板14和阴极板16的电源18供电时可以开始相 变层的沉积。在相变层沉积之前，阳极板14和阴极板16可以不连接到电源 18。溶剂可以为酸性或碱性水溶液和/或有机溶剂。溶质可以为包括用来形成 相变层的元素的前驱体。因而，根据将形成的相变层溶质可以是不同前驱体。 溶剂可以根据溶质选择。当将沉积的相变层包括选自Ge、 Sb以及Te组成的组中至少两种元素时， 例如，当相变层为Sb-Te层或Ge-Sb-Te层时，溶质可以包括选自由Ge前驱 体、Sb前驱体和Te前驱体组成的组中至少两个前驱体。Ge前驱体可以为选 自由氧化锗、氯化锗、溴化锗、碘化锗、硫酸锗、以及硫化锗组成的组中之 一 。例如，Ge前驱体可以为Ge02 、 GeCl4 、 GeBr4和Gel4其中之一 。Sb前驱体可能为选自由氧化锑、氯化锑、溴化锑、碘化锑、硫酸锑、 以及硫化锑组成的组中之一。例如，Sb前驱体可以为选自Sb203、 SbCl3、 SbBr3和Sbl3组成的组中的一个。Te前驱体可能是选自氧化碲、氯化碲、溴 化碲、碘化碲、石克酸碲、以及石克化碲组成的组中之一。例如Te前驱体可以 为选自由Te02、 TeCl4、 TeBr4以及Tel4组成的組中之一。当溶质包括氧化物前驱体，例如，在上述列出的前驱体中的Ge02、 Sb203 以及Te02时，溶剂可以为水溶剂或极性溶剂。水溶剂可以为酸性和^M"生水 溶液之一。酸性水溶液可以为HC1、 H2S04、 HN03、 HC104或H202。碱性水溶液可以为KOH。当溶质包括上述列出的前驱体中的卣化物前驱体时，溶剂可以为有机溶 剂。有机溶剂可以为乙二醇、丙二醇、碳酸丙烯、氰化曱烷、甲苯和乙苯中的一个。卣化物前驱体可以为选自由包括(GeCU、 SbCl3、 TeCU)、 (GeBr4、 SbBr3、 TeBr4)以及(Gel4、 Sbl3、 Tel4)组成的组中的一个。图2为图1的电化学沉积装置的横截面图，说明了采用根据示范实施例 的电化学沉积方法形成相变层的方法。参考图2,将形成的相变层的源前驱 体和适合这些前驱体的溶剂可以被混合来形成电解液12。可以控制前驱体的 浓度和溶剂的pH值。电解液12可以注入容器10中至给定深度并且阳极板14和阴极板16可 以浸在电解液12中。可以控制阳极板14和阴极板16之间的距离D。电解 液12可以直接通过在容器10中混合前驱体和溶剂而形成在容器10中。沉积条件将被设置。沉积条件是影响相变层沉积的因素，例如，电解液 12的温度、电解液12的搅动速度，例如，在沉积期间搅拌电解液12的速度、 沉积时间、阳极板14和阴极板16之间的距离、施加在阳极板14和阴极板 16之间的电压、以及电解液12的pH值。当溶剂为酸性或i威性水溶液时电 解液12的温度可以为从室温至大约IO(TC，并且当溶剂可以为有机溶剂时电 解液12的温度可以为乂人室温至大约200°C。当溶剂为酸性或石威性水溶液时施加在阳极板14和阴极板16之间的电压 可以为大约0.1V-大约2.5V,以及当溶剂为有机溶剂时可以为大约1.0V-大约4.0V。电源18可以连接到阳极板14和阴极板16并且根据指定沉积条 件的电压可以施加在阳极板14和阴极板16之间持续根据沉积条件的指定时 间。将描述本发明人根据上述顺序进行的沉积试验以形成相变层。本发明人 进行了第一至第四试验。阴极板16是第一至第三衬底中的一个。第一衬底 为在其上依次层叠Si层、Si02层、Ti层和Au层的衬底。第二衬底为依次在 其上层叠Si层、SiCb层、Ti层、和TiN层的衬底。第三衬底包括在其上可 以沉积相变层的由Pt构成的表面。酸性水溶液，也就是H2S04+HN03+HC104用作溶剂。使用包括0.05mo1 Ge02、大约O.Olmol Sb203、以及大约O.Olmol Te02的前驱体。包括溶剂和 前驱体的电解液的温度可以保持在室温，以及电解液的pH值保持在小于大约7。酒石酸作为螯合剂添加到电解液中来帮助Sb203前驱体的分解。根据施加到阴极板16的电压使用第一或第二村底。在阳极板14和阴极板16之间施加大约1.8V的电压持续第一时间以形 成相变层。第一衬底用作阴极板16。用作阴极板16的第一衬底被另一个新 的衬底取代并且保持电解液的浓度和pH值。然后，到在阳极板14和阴极板 16之间施加大约2.2V的电压持续第二时间以形成相变层。作为阴极板16 的第一衬底被第二衬底取代，并且在阳极板14和阴极板16之间施加大约 2.2V的电压持续第三时间以形成相变层。碱性水溶液，例如，大约2mo1的KOH ，用作溶剂。使用与第 一 实验的 相同的前驱体。包括溶剂和前驱体的电解液的温度保持在室温，以及电解液 的pH值保持为大于大约7的恰当的值。由于与第一实验相同的原因将酒石 酸添加到电解液中。第三衬底用作阴极板16。在以上条件下，在大约0.3V至大约0.7V之间的电压施加到阳极板14 和阴极板16之间以形成相变层。当施加在阳极板14和阴极板16之间的电 压改变时，用作阴极板16的第三衬底被另一个新的第三衬底取代，并且保 持电解液的浓度和pH值。石成性;容液，即，2mo1的KOH用为溶剂。0.05molGeO2、 O.Olmol Sb203 和0.02mol Te02用作前驱体，其中Te02的浓度与第二试验相比增加大约 O.Olmol。包括溶剂和前驱体的电解液的温度保持在室温，并且电解液的pH 值保持为大于大约7的恰当的值。由于与第一实验相同的原因将酒石酸添加 到电解液中。第三衬底用作阴极板16。在以上条件下，在大约0.3V至大约0.7V之间的电压施加到阳极板14 和阴极板16之间以形成相变层。当施加在阳极板14和阴极板16之间的电 压改变时，用作阴极板16的第三衬底被另一个新的第三衬底取代，并且保 持电解液的浓度和pH值。有机溶剂，例如，丙二醇，用作溶剂。大约0.05mol GeCl4、大约O.Olmol SbCl3以及大约O.Olmol TeCU用作前驱体。包括溶剂和 前驱体的电解液的温度保持在室温。第一衬底用作阴极板16。在以上条件下，在大约1.0V至大约3.5V之间的电压施加到阳极板14 和阴极板16之间以形成相变层。当施加在阳极板14和阴极板16之间的电 压改变时，用为阴极板16的第一衬底被另一个新的第一衬底取代，并且保 持电解液的浓度。下面的表格l示出了在第一至第四试验中形成的相变层的成分分析。采用电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)来获得分析。表格1溶剂电位 (V)衬底 (阴极)Ge/ (Ge+Sb+Te)Sb/ (Ge+Sb+Te)Te/ C Ge+Sb+Te)酸性1.8Au-0.4310.5682.2Au一0.4620.5362.2TiN一0.6190.380碱性 (I)0.3Pt-0.7590.2390.5Pt一0.7550.2430.7Pt一0.7580.241碱性 (II)0.3Pt一0.3940.6060.5Pt一0.3990.6010.7Pt一0.1510.849有机1.0Au一0.1110.8892.0Au-0.2820.7183.0Au0.1210.3320.5473.5Au0.1240.3600.516在表格l中，酸性表示第一实验，碱性(I)表示第二试验，碱性(II) 表示第三实验，以及有机表示第四试验。参考表格l, Sb-Te基相变层在第一至第三试验中形成。在第一实验中， 电压越大，Sb的浓度越大并且Te的浓度越小。在第二试验中，形成具有共 晶成分的Sb-Te基相变层(SbQ.76Teo.24)。在第三实验中，分别在大约0.3V和 大约0.5V的电压，形成具有金属互化物成分的Sb-Te基相变层(Sb。.4Tea6 )。 除了 Te02前驱体的浓度有大约O.Olmol的不同之外第二和第三实验的条件相 同。如上面以及第二和第三实验的结果所示，沉积的相变层的成份比(Sb/Te) 可以通过控制前驱体的浓度而更容易地控制。在使用有机溶剂的第四试验中，在大约1.0V和大约2.0V的电压下在衬 底上形成Sb-Te基相变层。然而，当电压分别为大约3.0V和大约3.5V时， 包括大约12%Ge的Ge-Sb-Te基相变层形成在衬底上。图3是显示在第一个实验中形成的Sb-Te相变层的X射线衍射分析图 表。在图3中，第一曲线G1示出了在大约1.8V电压下层叠在Au层上的Sb-Te 相变层的分析。第二曲线G2示出了在大约2.2V电压下层叠在Au层上的 Sb-Te相变层的分析。第三曲线G3示出了在大约2.2V电压下层叠在TiN层 上的Sb-Te相变层的分析。参考图3，在第一实验中形成的所有Sb-Te相变 层具有非晶结构。因而，在第一实验中形成的Sb-Te相变层可以加热结晶。 在图3中的尖锐衍射峰P1可能是由于Au层用作衬底。图4至6为显示在采用碱性水溶液作为溶剂的第二个实验中形成的 Sb-Te相变层20的表面(图的上部分)和衬底的橫截面(图的下部分)的扫 描电子显微镜(SEM)图。图4是在大约0.3V的电压下形成的Sb-Te相变 层20的SEM图像。图5是在大约0.5V的电压下形成的Sb-Te相变层20的 SEM图像，以及图6是在大约0.7V的电压下形成的Sb-Te相变层20的SEM 图像。参考图4至6， Sb-Te相变层20的平坦度可以改善，并且它的厚度可能 相对均匀。在大约0.3V、大约0.5V以及大约0.7V的电压下沉积速度分别为 大约19nm/min、大约25nm/min以及大约47nm/min。例4口，在大约0.3V电 压下形成的Sb-Te相变层20的晶粒尺寸可能如50nm —样小。图7为显示在第二个实验中通过椭圓偏光法测得的具有共晶成分的 Sb-Te相变层(Sb0.76Te0.24)的特性图表。在图7中，第一线条Gll显示具有 共晶成分的Sb-Te相变层的折射率-温度关系，并且第二线条G22显示吸收 系数-温度关系。参考图7,在大约14(TC下，具有共晶成分的Sb-Te相变层的折射率和 吸收系数可能更突然地改变。具有共晶成分的Sb-Te相变层的结晶状态可能 更突然地从结晶状态改变到非晶状态，因此相变速度相对高。以下，将描述其中采用形成相变层的方法的制造相变存储器件的方法。 图8-10为横截面图，说明根据示范实施例在其中采用图2形成相变层的方 法的制造相变存储器件的方法，以及图11为根据示范实施例的相变存储器 件的存储节点的横截面图。参考图8,栅层叠(gate stack, GS )可以形成在衬底40的一部分有源 区上。GS可以通过依次层叠栅绝缘层48和栅电极50来形成。隔离物(未 标出)可以进一步形成在栅绝缘层48和栅电极50的一侧上。GS可以用作掩膜从而将与衬底40的导电杂质相反的导电杂质，例如，n型注入物注入到 衬底40的有源区。第一和第二杂质区域42和44可以形成在衬底40中，其 间具有GS。第一和第二杂质区域42和44以及GS可以形成作为一种开关 元件的晶体管。在衬底40的栅绝缘层48下方的区域可以为沟道区46。覆盖晶体管的第一绝缘夹层52可以形成在衬底40上。第一绝缘夹层52 可以由电介质材料，例如，SiOx或SiOxNy构成。暴露第二杂质区域44的第 一接触孔hl可以形成在第一绝缘夹层52中。导电材料可以填满第一接触孔 hl以形成导电插塞54。参考图9，覆盖导电插塞54暴露的上表面的底部电极56可以形成在第 一绝缘夹层52上，以及底部电极接触层58可以形成在底部电极56上。底 部电极56可以由TiN或TiAlN构成。作为选4奪地，底部电极56可以由包括 选自由Ag、 Au、 Al、 Cu、 Cr、 Co、 Ni、 Ti、 Sb、 V、 Mo、 Ta、 Nb、 Ilu、 W、 Pt、 Pd、 Zn以及Mg组成的组中至少一个的硅化物构成。底部电极接触层58可以由选自由Au、 Pt、 Ti、 Ta、 TiN、 TaN、 W、 WN、 WT以及TiAlN组成的组中的一个构成。覆盖底部电极56的第二绝缘 夹层60和底部电极接触层58可以形成在第一绝缘夹层52上。第二绝缘夹 层60可以由与第 一绝缘夹层52相同的材料或不同的材料构成。暴露底部电 极接触层58的上部表面的第二接触孔h2可以形成在第二绝缘夹层60中。在图lO和ll中，为了便于描述省略了在第二绝缘夹层60和底部电极 56之下的层。参考图10，相变层62可以形成在第二绝缘夹层60上来填满 第二接触孔h2。相变层62可以由Ge-Sb-Te层、In-Sb-Te层或Ge-Bi-Te层构 成。相变层62可以由其它相变材4+构成。例如，相变层62可以由二元素、 三元素、或四元素硫属化物材料构成。相变层62可以采用上述形成相变层 的方法形成。因而，当形成相变层62时，图9的所得的结构可以安置在图2 的电化学沉积装置中阴极板16的一个位置上，以及电压可以施加在图2的 电化学沉积装置中的底部电极接触层58和阳极板14之间。在形成相变层62 之后，相变层62可以退火来结晶相变层62。退火也可以在形成上部电极66 之后形成。在形成相变层62之后，上部电极接触层64可以形成在相变层62和形成在相变层62上方及下方的电极的存储节点，因而完成相变存储器件。 当使用电化学沉积装置形成相变层62时，相变层62也可以仅仅形成在如图11中所示的第二接触孔h2中。虽然在图中没有显示，第二接触孔h2 可以不由图10中的相变层62充满，而由底部电招j妻触层58充满。如上文 所述，示范实施例提供了一种应用电化学沉积方法形成相变层的方法。因而， 相变层可以在室温下、以增加的沉积速率形成至均匀厚度。电化学沉积方法可以是湿沉积的类型，采用根据示范实施例的方法形成 的相变材料可以填充在要求改善梯度覆盖并具有增加的高宽比的微细结构 中。因而，当形成相变存储器件的相变层时，受限区域例如纳米级接触孔可 以由相变材料填充。因而，当相变层填充在微细结构中时，可以减小复位电 流，并且因此可以减小晶体管的尺寸以及可以增加相变存储器件的集成度。 采用上述方法形成的相变层的结晶状态可以在大约140。C时从结晶状态突变 到非晶状态。这显示出相变层的相变速度可以增加。因为根据示范实施例的相变层的表面粗糙度小于采用其它沉积工艺的 相变层的表面粗糙度，可以更容易地应用作为后续工艺的化学机械抛光 (CMP)工艺。当采用电化学沉积方法时，相变层的成分可以通过简单地控制包括在电 解液中的前驱体的浓度来控制，以及因而可以更容易地控制相变层的成分。 通过简单地增加掺杂材料到电解液中可以更容易地对相变层掺杂。电化学沉积装置可以不需要用于物理气相沉积(PVD)方法、金属有机 化学气相沉积(MOCVD)方法或原子层沉积(ALD)方法的昂贵的真空设 备，并且可以允许以相对大的规模制造相变存储器件。形成相变存储器件的 相变层的制造成本可以减小。虽然已参考其示范实施例具体显示并描述了本发明时，但是该示范实施 例仅仅理解为描述意义并不是限定的目的。例如，本领域的普通技术人员可 以理解可以对本示范实施例的存储节点的结构做出各种改变。可以包括PN 二极管代替晶体管。在保持示范实施例的上述技术范围的情况下可以采用上 文没有描述的制造包括相变层的相变存储器件的方法。因而，示范实施例的 范围不是通过示范实施例的详细描述而是通过所附权利要求来限定。
权利要求
1.一种形成相变层的方法，其中所述相变层采用电化学沉积方法形成。
2. 权利要求1所述的形成相变层的方法，包括通过混合溶剂和前驱体形成电解液，每一个前驱体包含所述相变层的元素；将阳极板和阴极板浸在所述电解液中以相互间隔，其中所述阴极板为将 在其上沉积所述相变层的衬底；设定所述相变层的沉积条件；以及在所述阳极板和所述阴极板之间供应电压。
3. 权利要求1所述的形成相变层的方法，其中所述相变层是选自由以下 层组成的组中的一个包括选自由Ge、 Sb以及Te组成的组中的至少两个不 同元素的层；In-Sb-Te层；以及Ge-Bi-Te层。
4. 权利要求2所述的形成相变层的方法，其中所述前驱体包括选自由 Ge前驱体、Sb前驱体以及Te前驱体组成的组中的至少两个，并且所述Ge 前驱体为选自由氧化锗、氯化锗、溴化锗、碘化锗、硫酸锗以及硫化锗组成 的组中的一个。
5. 权利要求4所述的形成相变层的方法，其中所述Sb前驱体为选自由 氧化锑、氯化锑、溴化锑、碘化锑、硫酸锑以及硫化锑组成的组中的一个。
6. 权利要求4所述的形成相变层的方法，其中所述Te前驱体为选自由 氧化碲、氯化碲、溴化碲、碘化碲、硫酸碲以及硫化碲组成的组中的一个。
7. 权利要求2所述的形成相变层的方法，其中所述溶剂为水溶剂或极性 溶剂，并且其中所述水溶剂为酸性水溶液和 减性水溶液中的一个。
8. 权利要求7所述的形成相变层的方法，其中所述酸性水溶液包括选自 由HC1、 H2S04、 HN03、 HC104和&02组成的组中的一个。
9. 权利要求7所述的形成相变层的方法，其中所述碱性水溶液包括 KOH。
10. 权利要求2所述的形成相变层的方法，其中所述溶剂为有机溶剂。
11. 权利要求IO所述的形成相变层的方法，其中所述有机溶剂为选自乙 二醇、丙二醇、石友酸丙烯、氰化曱烷、曱苯和乙苯中的一个。
12. 权利要求IO所述的形成相变层的方法，其中所述前驱体为卣化物前驱体。
13. 权利要求12所述的形成相变层的方法，其中所述囟化物前驱体为选自由GeCl4、 SbCl3、 TeCl4， GeBr4、 SbBr3、 TeBr4,以及GeLt、 Sbl3、 TeLt组 成的组中的一个。
14. 权利要求2所述的形成相变层的方法，其中所述前驱体为氧化物前 驱体。
15. 权利要求14所述的形成相变层的方法，其中所述氧化物前驱体为 Ge〇2、 Sb203以及Te02。
16. 权利要求2所述的形成相变层的方法，其中形成所述电解液包括将 螯合剂添加到所述电解液中。
17. 权利要求16所述的形成相变层的方法，其中所述螯合剂为酒石酸。
18. 权利要求2所述的形成相变层的方法，其中在其上将沉积所述相变 层的所述村底的表面用Au层、Pt层、Ti层、Ta层、TiN层、TaN层、W层、 WN层、WT层以及TiAlN层中之一覆盖。
19. 权利要求2所述的形成相变层的方法，其中所述相变层为选自由以 下层组成的组中一个包括选自由Ge、 Sb以及Te组成的组中至少两个不同 元素的层；In-Sb-Te层；以及Ge-Bi-Te层。
20. 权利要求5所述的形成相变层的方法，其中所述Te前驱体为选自由 氧化碲、氯化碲、溴化碲、碘化碲、硫酸碲以及硫化碲组成的组中的一个。
21. —种制造存储节点的方法包括 在底部电极上形成权利要求1所述的相变层；以及 在所述相变层上形成上部电极。
22. —种制造相变存储器件的方法，包括 在衬底上形成开关器件；以及制造连接到所述开关器件的根据权利要求21的所述存储节点。
23. 权利要求21所述的制造存储节点的方法，进一步包括 在形成所述相变层之后为了结晶所述相变层而对所述相变层进行退火。
全文摘要
本发明提供了一种形成相变层的方法，一种采用形成相变层的方法制造存储节点的方法，以及一种采用制造存储节点的方法来制造相变存储器件的方法。形成相变层的方法可以采用电化学沉积(ECD)方法。形成相变层的方法可以包括通过混合溶剂和前驱体形成电解液，每个前驱体包括相变层的元素；将阳极板和阴极板浸在电解液中以相互隔离，其中阴极板可以为将在其上沉积相变层的衬底；设定相变层的沉积条件；以及在阳极板和阴极板之间供应电压。
文档编号H01L45/00GK101222020SQ20081000951
公开日2008年7月16日 申请日期2008年1月2日 优先权日2007年1月2日
发明者吴承真, 姜允善, 申雄澈, 白桂东 申请人:三星电子株式会社