▶ インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-08
(54)【発明の名称】相変化メモリセルスペーサ
(51)【国際特許分類】
H10B 63/10 20230101AFI20240801BHJP
【ＦＩ】
H10B63/10
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024508813
(86)(22)【出願日】2022-08-19
(85)【翻訳文提出日】2024-02-13
(86)【国際出願番号】 EP2022073163
(87)【国際公開番号】W WO2023021178
(87)【国際公開日】2023-02-23
(31)【優先権主張番号】17/407,519
(32)【優先日】2021-08-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390009531
【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【住所又は居所原語表記】Ｎｅｗ Ｏｒｃｈａｒｄ Ｒｏａｄ， Ａｒｍｏｎｋ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １０５０４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【復代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100112690
【弁理士】
【氏名又は名称】太佐 種一
(74)【代理人】
【識別番号】100120710
【弁理士】
【氏名又は名称】片岡 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】オーケー、インジョ
(72)【発明者】
【氏名】サウルニアー、ニコル
(72)【発明者】
【氏名】サンカラパンディアン、マサマニキャム
(72)【発明者】
【氏名】サイモン、アンドリュー
(72)【発明者】
【氏名】マクダーモット、スティーヴン
(72)【発明者】
【氏名】サラフ、イクバル
【テーマコード（参考）】
5F083
【Ｆターム（参考）】
5F083FZ10
5F083GA09
5F083JA60
5F083MA06
5F083MA16
5F083PR03
5F083PR04
5F083PR05
5F083PR21
5F083PR22
5F083PR36
5F083PR40
(57)【要約】
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルは、電極、前記電極に電気的に接続されたヒータ、前記ヒータに電気的に接続されたＰＣＭ材料、前記ＰＣＭ材料に電気的に接続された第２電極、前記ＰＣＭ材料を囲む電気絶縁体、及び前記ＰＣＭ材料及び前記電気絶縁体の間に位置するシールド、前記シールドは反応性イオンエッチング耐性材料を有する、を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルであって、第１電極；
前記第１電極に電気的に接続されたヒータ；
前記ヒータに電気的に接続されたＰＣＭ材料；
前記ＰＣＭ材料に電気的に接続された第２電極；
前記ＰＣＭ材料を囲む電気絶縁体；及び
前記ＰＣＭ材料及び前記電気絶縁体の間に位置する第１シールド、前記第１シールドは第１反応性イオンエッチング耐性材料を有する、
を備えるＰＣＭセル。
【請求項2】
前記第１シールドは、前記第２電極及び前記電気絶縁体の間に位置する、請求項１に記載のＰＣＭセル。
【請求項3】
更に：前記第１シールド及び前記電気絶縁体の間に位置するガード、前記ガードは反応性イオンエッチング感受性材料を有する、
を備える、請求項１又は２に記載のＰＣＭセル。
【請求項4】
更に：前記第２電極に電気的に接続されており、前記第１シールド及び前記電気絶縁体と接触している頂部コンタクト
を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
【請求項5】
更に：前記第１シールド及び前記ＰＣＭ材料の間に位置する第２シールド、前記第２シールドは前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を有する、
を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
【請求項6】
前記第１反応性イオンエッチング耐性材料は：窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、及び酸窒化アルミニウムからなる群から選択される、請求項１～５のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
【請求項7】
前記ＰＣＭ材料は：本質的には、ゲルマニウム－アンチモン－テルル（ＧＳＴ）、ガリウム－アンチモン－テルル（ＧａＳＴ）、及び銀－イリジウム－アンチモン－テルル（ＡＩＳＴ）からなる群から選択される材料から構成される、請求項１～６のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
【請求項8】
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルを製造する方法であって、前記方法は：第１電極を形成する段階；
前記第１電極上にヒータを形成する段階；
前記ヒータ上にＰＣＭ材料を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料上に第２電極を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料の周りに第１シールドを形成する段階、前記第１シールドは第１反応性イオンエッチング耐性材料を備える；及び
前記第１シールドを囲む電気絶縁体を形成する段階
を備える方法。
【請求項9】
前記第１シールドは、前記第２電極及び前記電気絶縁体の間に位置する、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記第１シールドを形成する段階は：前記ＰＣＭ材料及び頂部電極を、前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の層を用いて封入する段階；及び
前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の前記層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の前記層をエッチングする段階
を有する、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項11】
更に：前記第１シールド及び前記電気絶縁体の間に位置するガードを形成する段階、前記ガードは反応性イオンエッチング感受性材料を備える、
を備える、請求項８～１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記反応性イオンエッチング感受性材料は、窒化シリコンを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
更に：前記第１シールド及び前記ＰＣＭ材料の間に位置する第２シールドを形成する段階、前記第２シールドは前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を備える、
を備える、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項14】
前記ガードを形成する段階は：前記ＰＣＭ材料、頂部電極、及び前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の層を、前記反応性イオンエッチング感受性材料の層を用いて封入する段階；及び
前記反応性イオンエッチング感受性材料の前記層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記反応性イオンエッチング感受性材料の前記層をエッチングする段階
を有する、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルを製造する方法であって、前記方法は：第１電極を形成する段階；
前記第１電極上にヒータを形成する段階；
前記ヒータ上にＰＣＭ材料を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料上に第２電極を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料及び前記第２電極を封入する第１層を形成する段階、前記第１層は第１反応性イオンエッチング耐性材料を備える；及び
前記第１層の上に、同様に前記ＰＣＭ材料及び前記第２電極を封入する第２層を形成する段階、前記第２層は反応性イオンエッチング感受性材料を備える、
を備える方法。
【請求項16】
更に：前記第１層、前記ＰＣＭ材料、及び前記第２電極を封入する第３の層を形成する段階、前記第３の層は前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を備える、
を備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記第３の層は、前記第１層及び前記第２層の間に位置する、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
更に、前記ヒータを囲む第１電気絶縁体を形成する段階を備え、前記第１層は前記第１電気絶縁体の一部分に沿って延伸する、請求項１５～１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
更に、前記ＰＣＭ材料を囲む第２電気絶縁体を形成する段階を備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
更に、前記第１層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記第１層をエッチングする段階を備える、請求項１５～１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンピュータメモリに関し、より具体的には、スペーサを有する相変化材料メモリデバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
相変化メモリ（ＰＣＭ）は、アナログコンピューティングにおける人工知能の訓練及び推論の両方のために活用され得る。ＰＣＭ構造は、調整可能な導電率及び高い保持性を有する全体的な高デバイス抵抗を有する相変化メモリスタデバイスを含み、エネルギー消費を最小化し得る。調整は、ＰＣＭ材料の様々な比率の結晶及びアモルファス相を有する異なる構造上の状態を形成することによって、実現され得る。したがって、ＰＣＭ構造を通る電流はＰＣＭ構造を囲む他の材料によって影響され得、ＰＣＭ材料自体は、ＰＣＭ構造の製造において使用された化学物質及びプロセスによって影響され得る。
【発明の概要】
【0003】
本開示の１つの実施形態によれば、ＰＣＭセルは、電極、前記電極に電気的に接続されたヒータ、前記ヒータに電気的に接続されたＰＣＭ材料、前記ＰＣＭ材料に電気的に接続された第２電極、前記ＰＣＭ材料を囲む電気絶縁体、及び前記ＰＣＭ材料及び前記電気絶縁体の間に位置するシールド、前記シールドは反応性イオンエッチング耐性材料を有する、を含む。
【0004】
本開示の１つの実施形態によれば、ＰＣＭセルを製造する方法は、第１電極を形成する段階、前記第１電極上にヒータを形成する段階、前記ヒータ上にＰＣＭ材料を形成する段階、前記ＰＣＭ材料上に第２電極を形成する段階、前記ＰＣＭ材料の周りに第１シールドを形成する段階、前記第１シールドは第１反応性イオンエッチング耐性材料を備える、及び前記第１シールドを囲む電気絶縁体を形成する段階を含む。
【0005】
本開示の１つの実施形態によれば、ＰＣＭセルを製造する方法は、第１電極を形成する段階、前記第１電極上にヒータを形成する段階、前記ヒータ上にＰＣＭ材料を形成する段階、前記ＰＣＭ材料上に第２電極を形成する段階、前記ＰＣＭ材料及び前記第２電極を封入する第１層を形成する段階、前記第１層は第１反応性イオンエッチング耐性材料を備える、及び前記第１層の上に、同様に前記ＰＣＭ材料及び前記第２電極を封入する第２層を形成する段階、前記第２層は反応性イオンエッチング感受性材料を備える、を含む。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1A】本開示の１つの実施形態に係る、スペーサを含むＰＣＭセルの断面図である。
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【図4A】本開示の１つの実施形態に係る、代替的な実施形態であるＰＣＭセルの製造中の断面図である。
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
本開示の様々な実施形態は、本明細書で関連図面を参照して説明される。代替的実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく、考案され得る。様々な接続及び位置関係（例えば、上方、下方、隣接等）は、下記の説明内及び図面中での要素間で、記載されることに留意されたい。これらの接続及び／又は位置関係は、別段の指定がない限り、直接的又は間接的であり得、本開示はこの点において限定することを意図するものではない。したがって、エンティティの結合は、直接的又は間接的結合のいずれかを指し得、エンティティ間の位置関係は、直接的又は間接的位置関係であり得る。間接的な位置関係の１つの例として、本説明において層「Ａ」を層「Ｂ」の上方に形成することへの言及は、中間層によって層「Ａ」及び層「Ｂ」の関係する特性及び機能が実質的に変えられない限りは、１つ又は複数の中間層（例えば、層「Ｃ」及び「Ｄ」）が層「Ａ」及び層「Ｂ」の間にある状況を含む。
【0015】
下記の定義及び略語が、特許請求の範囲及び明細書の解釈に使用される。本明細書において使用される場合、「備える／有する／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える／有する／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」、又は「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」という用語、又はそれらの任意の他の変形は、非排他的包含をカバーすることを意図している。例えば、要素のリストを含む組成物、混合物、プロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されず、明示的に列挙されていないか、又はこのような組成物、混合物、プロセス、方法、物品、又は装置に固有の、他の要素を含んでもよい。更に、別段に明確に言及されない限り、本明細書に含まれるいかなる数値の範囲も、それらの境界を含んでいる。
【0016】
以後の説明の目的のために、「上」、「下」、「右」、「左」、「鉛直」、「水平」、「頂部」、「底部」といった用語、及び、それらの派生語は、図面中の向きでの、説明されている構造及び方法に関係するものとする。「上にある（ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ）」「頂部に（ａｔｏｐ）」「頂部に（ｏｎ ｔｏｐ）」「の上に位置する（ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ ｏｎ）」又は「頂部に位置する（ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ ａｔｏｐ）」という用語は、第１構造等の第１要素が第２構造等の第２要素の上に存在し、ここで界面構造のような介在する要素が、第１要素及び第２要素の間に存在し得ることを意味する。「直接的接触（ｄｉｒｅｃｔ ｃｏｎｔａｃｔ）」という用語は、第１構造等の第１要素及び第２構造等の第２要素が、これら２つの要素の界面においていかなる中間の導電層、絶縁層、又は半導体層もなしに接続されることを意味する。例えば「第２要素に選択的な第１要素」等の「に選択的な（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｔｏ）」という用語は、第１要素がエッチングされ得、第２要素はエッチングストップとして機能し得ることを意味することに留意されたい。
【0017】
簡潔にするために、半導体デバイス及び集積回路（ＩＣ）の作製に関連する従来式の技法は、本明細書で詳細に説明される場合、又は、されない場合がある。更に、本明細書で説明される様々なタスク及びプロセス段階は、本明細書に詳細に説明されない追加の段階又は機能を有する、より包括的な手続き又はプロセスへと組み込まれ得る。具体的には、半導体デバイス及び半導体ベースのＩＣの製造における様々な段階は周知であり、したがって簡潔にするために、多くの従来式の段階は本明細書では簡潔に言及されるのみであるか、又は周知のプロセスの詳細を全く提供することなしに省かれる。
【0018】
概して、ＩＣへとパッケージされるマイクロチップを形成するために使用される様々なプロセスは、４つの概略的カテゴリ、つまり、成膜、除去／エッチング、半導体ドーピング、及びパターニング／リソグラフィに当てはまる。
【0019】
成膜は、ウェハ上へ材料を成長、コーティング、又は別様に移す任意のプロセスであり得る。利用可能な技術はとりわけ、物理気相成長（ＰＶＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）、電気化学成長（ＥＣＤ）、分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）、及びより最近では、原子層成長（ＡＬＤ）を含む。別の成膜技術は、プラズマ励起化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）があり、これは、本来であれば従来式のＣＶＤに関連するより高い温度を必要とするであろうウェハ表面での反応を誘起するために、プラズマ内のエネルギーを使用するプロセスである。ＰＥＣＶＤ成膜中の高エネルギーイオン照射は、膜の電気的及び機械的性質を改善することもできる。
【0020】
除去／エッチングは、材料をウェハから除去する任意のプロセスであり得る。例は、エッチングプロセス（ウェット又はドライのいずれか）、化学機械平坦化（ＣＭＰ）、及び同様のものを含む。除去プロセスの１つの例は、イオンビームエッチング（ＩＢＥ）である。概して、ＩＢＥ（又はミリング）は、遠隔のブロードビームイオン／プラズマ源を活用して物理的不活性ガス及び／又は化学的反応性ガス手段によって基板材料を除去する、ドライプラズマエッチング方法を指している。他のドライプラズマエッチング技法と同様に、ＩＢＥはエッチング速度、異方性、選択性、均一性、アスペクト比、及び基板損傷の最小化のような利益を有する。ドライ除去プロセスの別の例は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）である。概して、ＲＩＥは化学的反応性プラズマを使用して、ウェハ上に堆積した材料を除去する。ＲＩＥを用いると、低圧力（真空）下で電磁場によりプラズマが生成される。ＲＩＥプラズマからの高エネルギーイオンが、ウェハ表面に衝突し、それと反応して材料を除去する。
【0021】
半導体ドーピングは、一般には拡散によって、及び／又はイオン注入によって、例えばトランジスタのソース及びドレインをドーピングすることによる電気的性質の変更であり得る。炉アニーリングが、又は急速熱アニーリング（「ＲＴＡ」）が、これらのドーピングプロセスの後に続く。アニーリングは注入されたドーパントを活性化するために機能する。導体（例えば、ポリシリコン、アルミニウム、銅等）及び絶縁体（例えば、様々な形態の二酸化シリコン、窒化シリコン等）の両方の膜は、トランジスタ及びそれらのコンポーネントを接続及び絶縁するために使用される。半導体基板の様々な領域の選択的ドーピングは、基板の導電率が電圧の印加と共に変えられることを可能にする。これらの様々なコンポーネントの構造を作成することによって、数百万のトランジスタが、一緒に構築及び配線されて、現代のマイクロエレクトロニクスデバイスの複雑な回路を形成し得る。
【0022】
半導体リソグラフィは、パターンを基板へ後で転写するための、半導体基板上の三次元レリーフ画像又はパターンの形成であり得る。半導体リソグラフィにおいて、パターンはフォトレジストと称される感光性ポリマーによって形成される。トランジスタ及び、回路の数百万のトランジスタを接続する多くのワイヤを構成する複雑な構造を構築するために、リソグラフィ及びエッチングパターン転写段階は複数回繰り返される。ウェハ上にプリントされる各パターンは、前もって形成されたパターンに位置合わせされ、段階的に導体、絶縁体、及び選択的にドーピングされた領域が積み上げられて最終デバイスを形成する。
【0023】
図１Ａ及び図１Ｂは、例えば、集積回路（図示せず）における使用のためのＰＣＭセル１００の断面図である。図示された実施形態において、ＰＣＭセル１００は、底部ワイヤ１０２、底部電極１０４、絶縁体１０６、ヒータ１０８、絶縁体１１０、突出ライナ１１２、ＰＣＭ材料１１４、シールド１１６、ガード１１８、絶縁体１２０、頂部電極１２２、及び頂部ワイヤ１２４を含む。
【0024】
図示された実施形態において、底部電極１０４の底部は、底部ワイヤ１０２の頂部と直接的に接触し且つ電気的に接続されており、当該底部ワイヤ１０２は、集積回路の他のコンポーネント（図示せず）から電気信号を受信し得る。ヒータ１０８の底部は、底部電極１０４の頂部と直接的に接触し且つ電気的に接続されている。突出ライナ１１２の底部は、ヒータ１０８の頂部と直接的に接触し且つ電気的に及び熱的に接続されている。ＰＣＭ材料１１４の底部は、突出ライナ１１２の頂部と直接的に接触し且つ電気的に及び熱的に接続されている。頂部電極１２２の底部は、ＰＣＭ材料１１４の頂部と直接的に接触し且つ電気的に接続されている。頂部ワイヤ１２４の底部は、頂部電極１２２の頂部と直接的に接触し且つ電気的に接続されており、頂部ワイヤ１２４はＰＣＭセル１００から集積回路の他のコンポーネント（図示せず）に電気信号を伝送し得る。
【0025】
図示された実施形態において、シールド１１６はＰＣＭ材料１１４の外側面及び頂部電極１２２の一部と直接的に接触し且つそれらを横方向に囲んでいる。このように、シールド１１６はＰＣＭ材料１１４を、少なくとも１つの方向において平行な全ての面（例えば、図１Ａ中に示されるように、鉛直に延伸する面）で封止する。いくつかの実施形態において、シールド１１６は横方向に頂部電極１２２の面の全てを囲むが、他の実施形態においては、シールド１１６はＰＣＭ材料１１４の頂部と境界を共有する。更に、ガード１１８はシールド１１６の外側面の少なくとも一部と直接的に接触し且つそれを横方向に囲む。シールド１１６の外側面の残りは、頂部ワイヤ１２４及び絶縁体１２０と直接的に接触し囲まれているが、いくつかの実施形態においては、シールド１１６の外側面の全てが、頂部ワイヤ１２４又は絶縁体１２０と直接的に接触し且つそれによって囲まれている。同様に、ガード１１８の外側面の一部は、頂部ワイヤ１２４及び絶縁体１２０と直接的に接触し且つそれらによって横方向に囲まれているが、いくつかの実施形態においては、ガード１１８の外側面の全てが、頂部ワイヤ１２４又は絶縁体１２０と直接的に接触し且つそれによって囲まれている。
【0026】
図示された実施形態において、絶縁体１０６、１１０、１２０は、選択的に、ＰＣＭセル１００の他のコンポーネントを構造的に支持し且つ電気的に絶縁しており、必要に応じてそれらの間のスペースを埋めている。故に、底部電極１０４の外側面は絶縁体１０６と直接的に接触し且つそれによって横方向に囲まれており、ヒータ１０８の外側面は絶縁体１１０と直接的に接触し且つそれによって横方向に囲まれている。更に、突出ライナ１１２、ＰＣＭ材料１１４、及びシールド１１６の底部面は、絶縁体１１０と直接的に接触し且つ軸方向に隣接しており、頂部ワイヤ１２４は、絶縁体１２０と直接的に接触し且つそれと横方向に及び軸方向に隣接している。
【0027】
図示された実施形態において、（図１Ａ又は図１Ｂのページの中に向かう）ＰＣＭセル１００の断面図は、円形であり得るが、他の実施形態においては、それは長方形、四角、楕円、又は任意の他の好適な形状であり得る。更に、ＰＣＭ材料１１４及び頂部電極１２２の幅は同じであり、一方でヒータ１０８の幅は、比較して、実質的に低減されている（例えば、３～７倍小さいか、又は約５倍小さい）。これにより、ＰＣＭセル１００は電気信号（すなわち、電流）が底部電極１０４から、ヒータ１０８、突出ライナ１１２、及びＰＣＭ材料１１４を通って、頂部電極１２２へと流れ得るマッシュルーム型の構成を有すると言うことができる。
【0028】
図示された実施形態において、底部電極１０４及び頂部電極１２２は、金属又は金属化合物、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）又はタングステン（Ｗ）のような、非常に導電性の高い材料から構成される。ヒータ１０８は、ＴｉＮ、又は例えば、チタン－タングステン（ＴｉＷ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、又はチタン－アルミナイド（ＴｉＡｌ）のようなより高い抵抗の金属から構成される電極であり、比較的狭い断面積を有し、当該断面積はＰＣＭセル１００を通って流される電流を集中させる。これは、ヒータ１０８が電気のパルスの最中の抵抗熱によって熱を生むことを可能にし、当該熱は、ＰＣＭ材料１１４の温度を選択的に変えるため、例えば、ＰＣＭ材料１１４の結晶化温度及び融点を超えるように変えるために使用され得る。更に、ヒータ１０８は、複数の層内に配置され得る複数の異なる導電性材料から構成され得る。
【0029】
図示された実施形態において、絶縁体１０６、１１０、１２０は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、炭窒化シリコン（ＳｉＮＣ）、又はオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）のような誘電体（電気的に絶縁する）材料から構成される。いくつかの実施形態において、絶縁体１０６、１１０、１２０の全てが同じ材料であり、他の実施形態において、絶縁体１０６、１１０、１２０の一部又は全てに対して異なる材料が使用される。更に、シールド１１６は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、又は酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘＮｙ）のような、反応性イオンエッチング耐性（ＲＩＥＲ）材料から構成される。ガード１１８は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）のような、反応性イオンエッチング感受性（ＲＩＥＳ）材料から構成される。シールド１１６及びガード１１８の材料の違いは、ＰＣＭセル１００の製造の最中に活用され得る。例えば、ＡｌＮの除去及びＳｉＮの除去に関して、著しい選択性がある。より具体的には、ＳｉＮはＲＩＥプロセスを使用して除去され得、当該ＲＩＥプロセスはＡｌＮを除去することに対しては実質的により効果が低い。他方で、特定のウェットエッチングプロセス及び化学物質は実質的にＳｉＮを除去せずにＡｌＮを除去し得る。例えば、Ａｌ２Ｏ３は塩素ガス（Ｃｌ２）、アルゴン（Ａｒ）、及びアルゴン－ホウ素－塩素（Ａｒ／Ｂ／Ｃｌ２）混合物により高い選択性を有する。更に、ＳｉＮエッチング速度はテトラフルオロメタン（ＣＦ４）及び酸素（Ｏ２）に関連し、一方でＡｌ２Ｏ３エッチング速度は塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）又は塩素－三塩化ホウ素（Ｃｌ２／ＢＣｌ３）混合物に関連する。したがって、フッ素（Ｆ）及びＣｌ２は、Ａｌ２Ｏ３及びＳｉＮ又はＳｉＯ２の間のＲＩＥ選択性をもたらし得る。
【0030】
図示された実施形態において、ＰＣＭ材料１１４は本質的には、ゲルマニウム－アンチモン－テルル（ＧＳＴ）、ガリウム－アンチモン－テルル（ＧａＳＴ）、又は銀－イリジウム－アンチモン－テルル（ＡＩＳＴ）材料のような相変化材料から構成されるが、他の材料が必要に応じて使用され得る。他のＰＣＭ材料の例は、限定されないが、ゲルマニウム－テルル化合物材料（ＧｅＴｅ）、シリコン－アンチモン－テルル（Ｓｉ－Ｓｂ－Ｔｅ）合金、ガリウム－アンチモン－テルル（Ｇａ－Ｓｂ－Ｔｅ）合金、ゲルマニウム－ビスマス－テルル（Ｇｅ－Ｂｉ－Ｔｅ）合金、インジウム－テルル（Ｉｎ－Ｔｅ）合金、ヒ素－アンチモン－テルル（Ａｓ－Ｓｂ－Ｔｅ）合金、銀－インジウム－アンチモン－テルル（Ａｇ－Ｉｎ－Ｓｂ－Ｔｅ）合金、Ｇｅ－Ｉｎ－Ｓｂ－Ｔｅ合金、Ｇｅ－Ｓｂ合金、Ｓｂ－Ｔｅ合金、Ｓｉ－Ｓｂ合金、Ｇｅ－Ｔｅ合金及びこれらの組み合わせを含み得る。ＰＣＭ材料１１４は、ドープされていないか、又はドープされる（例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、シリコン（Ｓｉ）又はＴｉのうちの１つ又は複数でドープされる）可能性がある。「本質的には～構成される（ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ）」及び「本質的には、～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ）」という用語は、異なる層の材料に関して本明細書において使用される場合、他の材料が、存在する場合、列挙された材料の基本的特性を実質的に変更しないことを示す。例えば、本質的にはＧＳＴ材料からなるＰＣＭ材料１１４は、ＧＳＴ材料の基本的特性を実質的に変更する他の材料を含まない。
【0031】
図示された実施形態において、ＰＣＭセル１００は、底部電極１０４から頂部電極１２２へ電流パルスを通してＰＣＭセル１００をプログラムすることによってメモリセルとして動作し得る。これは、ＰＣＭセル１００上の値を読み出し又は書き込みするために様々な電圧及び／又は様々な継続時間でなされ得る。例えば、書き込むために、短い継続時間の間、高電圧が使用され得（例えば、１ボルト（Ｖ）から４Ｖ）、このことがヒータ１０８に、ＰＣＭ材料１１４をその融点を超えて局所的に加熱させ得る。電流の流れが止まると、ＰＣＭ材料１１４は急速に冷め得、これにより「リセット（ｒｅｓｅｔｔｉｎｇ）」と称されるプロセスにおいてアモルファス領域１２６を形成する。領域１２６は、アモルファス構成を有するＰＣＭ材料１１４のドーム形状領域であるが、ＰＣＭ材料１１４の残りは依然として多結晶構成である。概して、このアモルファス構成は、明確な構造を有さない。しかしながら、領域１２６内に存在する、局所的な、繋がっていない結晶核（すなわち、相変化材料１１４の小さな結晶化した領域）があり得る。領域１２６の生成は、ＰＣＭセル１００にわたる電気抵抗が、（図１Ａ中のＰＣＭセル１００のように）多結晶のみの構成と比較して高まることを引き起こし得る。ＰＣＭセル１００のこれらの抵抗値は、ＰＣＭ材料１１４の状態（領域１２６のものを含む）又はＰＣＭセル１００の抵抗値を変えることなく、例えば、低い電圧（例えば、０．２Ｖ）で底部電極１０４から頂部電極１２２へと電流パルスを送ることによって、読み出され得る。
【0032】
更に、ＰＣＭ材料１１４は、ＰＣＭセル１００を「セット（ｓｅｔｔｉｎｇ）」することによって、書き換えられて多結晶のみの構成へ戻され得る。ＰＣＭ材料１１４を書き換える１つの手段は、短い時間（例えば、１０ナノ秒（ｎｓ））の高電圧の電気パルス（例えば、１Ｖ～４Ｖ）を使用し、これはＰＣＭ材料１１４がその結晶化点を超えて、しかしその融点に至らずに加熱されることを引き起こし得る。結晶化温度は融点より低いので、電流の流れが止まると、ＰＣＭ材料１１４はアニールして結晶を形成し得る。ＰＣＭ材料１１４を書き換える別の手段は、（ナノ秒程度の比較的短いトレーリングエッジを有する方形パルスとは対照的に）ＰＣＭ材料１１４をその融点を超えて加熱するために十分に強い、比較的長いトレーリングエッジ（例えば、１マイクロ秒）を有する電気パルスを使用し、その後にＰＣＭ材料１１４はゆっくりと冷まされ、結晶が形成することを可能にする。これらのプロセスのいずれかは、ＰＣＭセル１００にわたる電気抵抗が、（図１Ｂ中のＰＣＭセル１００のように）アモルファス領域１２６を有することと比較して減少することを引き起こす。この新しい抵抗値は次に、ＰＣＭ材料１１４の状態又はＰＣＭセル１００の抵抗値を変えることなく、低い電圧（例えば、０．２Ｖ）の電流を使用して読み出され得る。
【0033】
いくつかの実施形態において、ＰＣＭ材料１１４の融点は約６００℃である。いくつかの実施形態において、ＰＣＭ材料１１４の結晶化温度は約１８０℃である。更に、ＰＣＭセル１００をセット及びリセットするプロセスは、繰り返し行われ得、いくつかの実施形態において、様々な抵抗を有する様々な領域１２６が、（例えば、領域１２６の様々なサイズ及び／又は領域１２６内の結晶化核の様々な量に起因して）ＰＣＭ材料１１４内に作成され得る。これはＰＣＭセル１００が、リセットパラメータを変化させることによって作成され得る様々な別個の抵抗を有することを可能にする。これにより、ＰＣＭセル１００が情報数字を表すとみなされる場合、これらの数字は（従来式のビットとは対照的に）ノンバイナリであり得る。しかしながら、いくつかの実施形態において、ＰＣＭセル１００は、ＰＣＭ材料１１４内の均一領域１２６を有する又は有さないことによって、ビットとして使用され得る。このような実施形態において、ＰＣＭセル１００は、高抵抗（低い電圧出力又は「０」として知られている）又は低抵抗（高電圧出力又は「１」として知られている）を有し得る。
【0034】
ＰＣＭセル１００のコンポーネント及び構成によって、ＰＣＭ材料１１４が頂部ワイヤ１２４に接触しないように当該ＰＣＭ材料１１４の面をシールド１１６が保護することが可能になる。これは、ＰＣＭ材料１１４が頂部ワイヤ１２４の材料から汚染されることを防止でき、これはＰＣＭ材料１１４から頂部ワイヤ１２４への（すなわち、頂部電極１２２をバイパスする）直接の電気経路を防止することもできる。しかしながら、直接的電気接触は、ＰＣＭ材料１１４及び頂部電極１２２の間、及び、頂部電極１２２及び頂部ワイヤ１２４の間で、維持される。
【0035】
図２は、ＰＣＭセル１００を製造する方法２００のフローチャートである。図３Ａ～図３Ｍは、ＰＣＭセル１００を製造する方法２００の一連の図面である。図２及び図３Ａ～図３Ｍはここで、互いと関連して議論され、ここで方法２００の各オペレーションは、図３Ａ～図３Ｍのうちの１つによって図示される。更に、この議論の最中に、図１Ａ及び／又は図１Ｂ中に示されるＰＣＭセル１００の特徴に言及がされ得る。
【0036】
図示された実施形態において、方法２００は、オペレーション２０２において始まり、ここで絶縁層３２８及びマスク３３０は、底部電極１０４及び絶縁体１０６の上に形成される。マスク３３０は、有機平坦化層（ＯＰＬ）３３２、シリコン含有反射防止コーティング（ＳｉＡＲＣ）３３４、及びフォトレジスト層３３６から構成される。フォトレジスト層３３６は、オペレーション２０４の最中のビア３４０の形成のためのギャップ３３８を含む。より具体的には、ビア３４０が絶縁層３２８をエッチングすることによって形成されて、絶縁体１１０を形成し、その後マスク３３０は除去される。オペレーション２０６において、窒化タンタル（ＴａＮ）層３４２、窒化チタン（ＴｉＮ）層３４４、及びＴａＮ層３４６は、底部電極１０４までのビア３４０内を含めて絶縁体１１０の上に形成される。オペレーション２０８において、 化学機械研磨（ＣＭＰ）が実行されて、余分な金属を除去し、絶縁体１１０と境界を共有するヒータ１０８を形成する。オペレーション２１０において、突出ライナ１１２はヒータ１０８及び絶縁体１１０の上に形成される。突出ライナ１１２は、ヒータ１０８が円形の形状を（図３Ｅの部分的な斜視図及び図３Ｆの上面図中に示されるように）有するにも関わらず、長方形の形状を有する可能性があるが、いくつかの実施形態において、突出ライナ１１２は不在である（すなわち、これら実施形態内の製造プロセスの最中に、突出ライナ１１２は全く存在しないか、又は作成されない）。
【0037】
図示された実施形態において、オペレーション２１２において、ＰＣＭ層３４８、ＴｉＮ層３５０、及びＳｉＮ層３５２は、絶縁体１１０及び突出ライナ１１２の上に形成される。いくつかの実施形態において、ＰＣＭ層３４８は約８０ナノメートル（ｎｍ）の厚さであり、ＴｉＮ層３５０は約７５ｎｍの厚さであり、ＳｉＮ層３５２は約２２０ｎｍの厚さである。オペレーション２１４において、（動作２０２のように）マスキング及びエッチングが積層３５４を形成するために実行される。積層３５４は、ＰＣＭ材料１１４、頂部電極１２２、及びマスク３５６を含む。オペレーション２１６において、積層３５４は、（例としては、例えば、物理気相成長（ＰＶＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）、又は原子層成長（ＡＬＤ）のような従来のプロセスを使用して）絶縁体１１０及び積層３５４の上にＲＩＥＲ層３５８及びＲＩＥＳ層３６０を形成することによって、封入される。いくつかの実施形態において、ＲＩＥＲ層３５８は約２ｎｍ及び２０ｎｍの間の厚さであるか、又は約６ｎｍ及び８ｎｍの間の厚さであり、ＲＩＥＳ層３６０は約６ｎｍ及び１２ｎｍの間の厚さである。
【0038】
図示された実施形態において、オペレーション２１８において、ＲＩＥＳ層３６０は、ガード１１８を形成するために、ＲＩＥＲ層３５８に最小の効果を有するプロセス（例えばＲＩＥプロセス）を使用してエッチングされる。オペレーション２２０において、ＲＩＥＲ層３５８は、シールド１１６を形成するために、ガード１１８に最小の効果を有するプロセス（例えばウェットエッチングプロセス）を使用してエッチングされる。オペレーション２２０は実質的にガード１１８に影響しないので、シールド１１６の高さはガード１１８の高さに依存する。いくつかの実施形態において、ＰＣＭ材料１１４を保護するために、シールド１１６（及びガード１１８）は、少なくともＰＣＭ材料１１４と同じ高さである。しかしながら、頂部電極１２２に対する完全な接触を可能にするために、シールド１１６（及びガード１１８）は頂部電極１２２よりも高くはない。したがって、シールド１１６（及びガード１１８）は、上向きに延伸して頂部電極１２２の底部及び頂部の間で終端し、これはシールド１１６は約８０ｎｍ及び約１３５ｎｍの間の高さであることを意味する。
【0039】
図示された実施形態において、オペレーション２２２において、シールド１１６、ガード１１８、及び積層３５４は、絶縁体１１０、シールド１１６、ガード１１８、及び積層３５４の上に絶縁層３６２を形成することによって封入される。オペレーション２２４において、細孔３６４が、絶縁層３６２へと（例えば、ＲＩＥプロセスを使用して）エッチングされ、これは絶縁体１２０を形成し、マスク３５６（図３Ｌ中に示される）を除去し、頂部電極１２２を露出する。オペレーション２２４は、頂部電極１２２の頂部表面の全体が露出されるとエッチングを公称的には停止することになるが、図３Ｍ中に示されるように、オペレーション２２４は若干過剰にエッチングしている。この過剰にエッチングすることは、ガード１１８の一部分を除去しており、それを短くしているが、それはシールド１１６に著しく影響を与えていない（いくつかの実施形態において、ガード１１８は、例えばオペレーション２２４において、完全に除去され得る）。したがって、シールド１１６がＰＣＭ材料１１４を横方向に囲んでいることにより、シールド１１６はＰＣＭ材料１１４が化学物質及びオペレーション２２４の最中に行われるプロセスに曝露されることから保護し得る。オペレーション２２６において、頂部ワイヤ１２４は、細孔３６４の中に形成され、頂部ワイヤ１２４は頂部電極１２２と接続する。ＣＭＰプロセスは、絶縁体１２０と境界を共有する頂部ワイヤ１２４を作るためにも使用され得、このことはＰＣＭセル１００（図１Ａ中に示される）の形成を完成させる。
【0040】
ＰＣＭセル１００及び方法２００のコンポーネント、構成、及びオペレーションは、ＰＣＭ材料１１４が材料の除去、汚染、及びオペレーション２２４におけるエッチングプロセスからの塩素浸出に起因する損傷から保護されることを可能にする。これは、エッチングプロセスがその公称の目標点を越える場合にさえ当てはまる。
【0041】
図４Ａは、代替的な実施形態であるＰＣＭセル１００（図４Ｂ中に示される）の、（オペレーション２１６のような）積層３５４の封入の後のような、製造中の断面図である。しかしながら、図示された実施形態において、積層３５４は、（例としては、例えば、物理気相成長（ＰＶＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）、又は原子層成長（ＡＬＤ）のような従来のプロセスを使用して）絶縁体１１０及び積層３５４の上にＲＩＥＲ層４５８Ａ、ＲＩＥＲ層４５８Ｂ、及びＲＩＥＳ層４６０を形成することによって、封入される。ＲＩＥＲ層４５８Ａは、例えば、ＲＩＥＲ層４５８ＡがＡｌ２Ｏ３から構成され、一方でＲＩＥＲ層４５８ＢがＡｌＮから構成される点でＲＩＥＲ層４５８Ｂとは異なる。いくつかの実施形態において、ＲＩＥＲ層４５８Ａは約１ｎｍ及び１０ｎｍの間の厚さであり、ＲＩＥＲ層４５８Ｂは約２ｎｍ及び２０ｎｍの間の厚さであり、ＲＩＥＳ層４６０は約４ｎｍ及び約４０ｎｍの間の厚さである。
【0042】
図４Ａの代替的な実施形態の封入の結果は、図４Ｂ中に示されており、当該図４ＢはＰＣＭセル１００の断面図である。図示された実施形態において、ＰＣＭセル１００はシールド４１６Ａ（Ａｌ２Ｏ３から構成される）、シールド４１６Ｂ（ＡｌＮから構成される）、及びガード４１８を含む。このような二重のシールドの配置は、より優れたＲＩＥＲ材料（例えば、ＡｌＮ）を積層３５４及びシールド４１６Ａを保護するために外側に有しつつ、より優れた誘電性を持つ絶縁封入材料（例えば、Ａｌ２Ｏ３）が積層３５４と直接的に接触することを可能にする。
【0043】
本発明の様々な実施形態の説明は、例示の目的で提示されているが、網羅的であることも、開示された実施形態に限定することも意図するものではない。説明される実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、多くの修正及び変形が、当業者には明らかであろう。本明細書で使用される専門用語は、実施形態の原理、実際的な用途、又は市場で見られる技術に対する技術的改善を最適に説明するために、又は、本明細書で開示される実施形態を他の当業者が理解することを可能にするように選択された。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図3H】
【図3I】
【図3J】
【図3K】
【図3L】
【図3M】
【図4A】
【図4B】
【手続補正書】
【提出日】2024-03-05
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルであって、第１電極；
前記第１電極に電気的に接続されたヒータ；
前記ヒータに電気的に接続されたＰＣＭ材料；
前記ＰＣＭ材料に電気的に接続された第２電極；
前記ＰＣＭ材料を囲む電気絶縁体；及び
前記ＰＣＭ材料及び前記電気絶縁体の間に位置する第１シールド、前記第１シールドは第１反応性イオンエッチング耐性材料を有する、
を備えるＰＣＭセル。
【請求項2】
前記第１シールドは、前記第２電極及び前記電気絶縁体の間に位置する、請求項１に記載のＰＣＭセル。
【請求項3】
更に：前記第１シールド及び前記電気絶縁体の間に位置するガード、前記ガードは反応性イオンエッチング感受性材料を有する、
を備える、請求項１に記載のＰＣＭセル。
【請求項4】
更に：前記第２電極に電気的に接続されており、前記第１シールド及び前記電気絶縁体と接触している頂部コンタクト
を備える、請求項１に記載のＰＣＭセル。
【請求項5】
更に：前記第１シールド及び前記ＰＣＭ材料の間に位置する第２シールド、前記第２シールドは前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を有する、
を備える、請求項１に記載のＰＣＭセル。
【請求項6】
前記第１反応性イオンエッチング耐性材料は：窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、及び酸窒化アルミニウムからなる群から選択される、請求項１に記載のＰＣＭセル。
【請求項7】
前記ＰＣＭ材料は：本質的には、ゲルマニウム－アンチモン－テルル（ＧＳＴ）、ガリウム－アンチモン－テルル（ＧａＳＴ）、及び銀－イリジウム－アンチモン－テルル（ＡＩＳＴ）からなる群から選択される材料から構成される、請求項１に記載のＰＣＭセル。
【請求項8】
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルを製造する方法であって、前記方法は：第１電極を形成する段階；
前記第１電極上にヒータを形成する段階；
前記ヒータ上にＰＣＭ材料を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料上に第２電極を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料の周りに第１シールドを形成する段階、前記第１シールドは第１反応性イオンエッチング耐性材料を備える；及び
前記第１シールドを囲む電気絶縁体を形成する段階
を備える方法。
【請求項9】
前記第１シールドは、前記第２電極及び前記電気絶縁体の間に位置する、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記第１シールドを形成する段階は：前記ＰＣＭ材料及び頂部電極を、前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の層を用いて封入する段階；及び
前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の前記層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の前記層をエッチングする段階
を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項11】
更に：前記第１シールド及び前記電気絶縁体の間に位置するガードを形成する段階、前記ガードは反応性イオンエッチング感受性材料を備える、
を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項12】
前記反応性イオンエッチング感受性材料は、窒化シリコンを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
更に：前記第１シールド及び前記ＰＣＭ材料の間に位置する第２シールドを形成する段階、前記第２シールドは前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を備える、
を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項14】
前記ガードを形成する段階は：前記ＰＣＭ材料、頂部電極、及び前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の層を、前記反応性イオンエッチング感受性材料の層を用いて封入する段階；及び
前記反応性イオンエッチング感受性材料の前記層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記反応性イオンエッチング感受性材料の前記層をエッチングする段階
を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項15】
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルを製造する方法であって、前記方法は：第１電極を形成する段階；
前記第１電極上にヒータを形成する段階；
前記ヒータ上にＰＣＭ材料を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料上に第２電極を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料及び前記第２電極を封入する第１層を形成する段階、前記第１層は第１反応性イオンエッチング耐性材料を備える；及び
前記第１層の上に、同様に前記ＰＣＭ材料及び前記第２電極を封入する第２層を形成する段階、前記第２層は反応性イオンエッチング感受性材料を備える、
を備える方法。
【請求項16】
更に：前記第１層、前記ＰＣＭ材料、及び前記第２電極を封入する第３の層を形成する段階、前記第３の層は前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を備える、
を備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記第３の層は、前記第１層及び前記第２層の間に位置する、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
更に、前記ヒータを囲む第１電気絶縁体を形成する段階を備え、前記第１層は前記第１電気絶縁体の一部分に沿って延伸する、請求項１５に記載の方法。
【請求項19】
更に、前記ＰＣＭ材料を囲む第２電気絶縁体を形成する段階を備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
更に、前記第１層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記第１層をエッチングする段階を備える、請求項１５に記載の方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0043】
本発明の様々な実施形態の説明は、例示の目的で提示されているが、網羅的であることも、開示された実施形態に限定することも意図するものではない。説明される実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく、多くの修正及び変形が、当業者には明らかであろう。本明細書で使用される専門用語は、実施形態の原理、実際的な用途、又は市場で見られる技術に対する技術的改善を最適に説明するために、又は、本明細書で開示される実施形態を他の当業者が理解することを可能にするように選択された。
（他の可能な項目）
［項目１］
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルであって、
第１電極；
前記第１電極に電気的に接続されたヒータ；
前記ヒータに電気的に接続されたＰＣＭ材料；
前記ＰＣＭ材料に電気的に接続された第２電極；
前記ＰＣＭ材料を囲む電気絶縁体；及び
前記ＰＣＭ材料及び前記電気絶縁体の間に位置する第１シールド、前記第１シールドは第１反応性イオンエッチング耐性材料を有する、
を備えるＰＣＭセル。
［項目２］
前記第１シールドは、前記第２電極及び前記電気絶縁体の間に位置する、項目１に記載のＰＣＭセル。
［項目３］
更に：
前記第１シールド及び前記電気絶縁体の間に位置するガード、前記ガードは反応性イオンエッチング感受性材料を有する、
を備える、項目１又は２に記載のＰＣＭセル。
［項目４］
更に：
前記第２電極に電気的に接続されており、前記第１シールド及び前記電気絶縁体と接触している頂部コンタクト
を備える、項目１～３のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
［項目５］
更に：
前記第１シールド及び前記ＰＣＭ材料の間に位置する第２シールド、前記第２シールドは前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を有する、
を備える、項目１～４のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
［項目６］
前記第１反応性イオンエッチング耐性材料は：窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、及び酸窒化アルミニウムからなる群から選択される、項目１～５のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
［項目７］
前記ＰＣＭ材料は：本質的には、ゲルマニウム－アンチモン－テルル（ＧＳＴ）、ガリウム－アンチモン－テルル（ＧａＳＴ）、及び銀－イリジウム－アンチモン－テルル（ＡＩＳＴ）からなる群から選択される材料から構成される、項目１～６のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
［項目８］
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルを製造する方法であって、前記方法は：
第１電極を形成する段階；
前記第１電極上にヒータを形成する段階；
前記ヒータ上にＰＣＭ材料を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料上に第２電極を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料の周りに第１シールドを形成する段階、前記第１シールドは第１反応性イオンエッチング耐性材料を備える；及び
前記第１シールドを囲む電気絶縁体を形成する段階
を備える方法。
［項目９］
前記第１シールドは、前記第２電極及び前記電気絶縁体の間に位置する、項目８に記載の方法。
［項目１０］
前記第１シールドを形成する段階は：
前記ＰＣＭ材料及び頂部電極を、前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の層を用いて封入する段階；及び
前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の前記層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の前記層をエッチングする段階
を有する、項目８又は９に記載の方法。
［項目１１］
更に：
前記第１シールド及び前記電気絶縁体の間に位置するガードを形成する段階、前記ガードは反応性イオンエッチング感受性材料を備える、
を備える、項目８～１０のいずれか一項に記載の方法。
［項目１２］
前記反応性イオンエッチング感受性材料は、窒化シリコンを有する、項目１１に記載の方法。
［項目１３］
更に：
前記第１シールド及び前記ＰＣＭ材料の間に位置する第２シールドを形成する段階、前記第２シールドは前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を備える、
を備える、項目１１又は１２に記載の方法。
［項目１４］
前記ガードを形成する段階は：
前記ＰＣＭ材料、頂部電極、及び前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の層を、前記反応性イオンエッチング感受性材料の層を用いて封入する段階；及び
前記反応性イオンエッチング感受性材料の前記層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記反応性イオンエッチング感受性材料の前記層をエッチングする段階
を有する、項目１１～１３のいずれか一項に記載の方法。
［項目１５］
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルを製造する方法であって、前記方法は：
第１電極を形成する段階；
前記第１電極上にヒータを形成する段階；
前記ヒータ上にＰＣＭ材料を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料上に第２電極を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料及び前記第２電極を封入する第１層を形成する段階、前記第１層は第１反応性イオンエッチング耐性材料を備える；及び
前記第１層の上に、同様に前記ＰＣＭ材料及び前記第２電極を封入する第２層を形成する段階、前記第２層は反応性イオンエッチング感受性材料を備える、
を備える方法。
［項目１６］
更に：
前記第１層、前記ＰＣＭ材料、及び前記第２電極を封入する第３の層を形成する段階、前記第３の層は前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を備える、
を備える、項目１５に記載の方法。
［項目１７］
前記第３の層は、前記第１層及び前記第２層の間に位置する、項目１６に記載の方法。
［項目１８］
更に、前記ヒータを囲む第１電気絶縁体を形成する段階を備え、前記第１層は前記第１電気絶縁体の一部分に沿って延伸する、項目１５～１７のいずれか一項に記載の方法。
［項目１９］
更に、前記ＰＣＭ材料を囲む第２電気絶縁体を形成する段階を備える、項目１８に記載の方法。
［項目２０］
更に、前記第１層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記第１層をエッチングする段階を備える、項目１５～１９のいずれか一項に記載の方法。
（他の可能な項目）
［項目１］
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルであって、
第１電極；
前記第１電極に電気的に接続されたヒータ；
前記ヒータに電気的に接続されたＰＣＭ材料；
前記ＰＣＭ材料に電気的に接続された第２電極；
前記ＰＣＭ材料を囲む電気絶縁体；及び
前記ＰＣＭ材料及び前記電気絶縁体の間に位置する第１シールド、前記第１シールドは第１反応性イオンエッチング耐性材料を有する、
を備えるＰＣＭセル。
［項目２］
前記第１シールドは、前記第２電極及び前記電気絶縁体の間に位置する、項目１に記載のＰＣＭセル。
［項目３］
更に：
前記第１シールド及び前記電気絶縁体の間に位置するガード、前記ガードは反応性イオンエッチング感受性材料を有する、
を備える、項目１又は２に記載のＰＣＭセル。
［項目４］
更に：
前記第２電極に電気的に接続されており、前記第１シールド及び前記電気絶縁体と接触している頂部コンタクト
を備える、項目１～３のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
［項目５］
更に：
前記第１シールド及び前記ＰＣＭ材料の間に位置する第２シールド、前記第２シールドは前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を有する、
を備える、項目１～４のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
［項目６］
前記第１反応性イオンエッチング耐性材料は：窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、及び酸窒化アルミニウムからなる群から選択される、項目１～５のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
［項目７］
前記ＰＣＭ材料は：本質的には、ゲルマニウム－アンチモン－テルル（ＧＳＴ）、ガリウム－アンチモン－テルル（ＧａＳＴ）、及び銀－イリジウム－アンチモン－テルル（ＡＩＳＴ）からなる群から選択される材料から構成される、項目１～６のいずれか一項に記載のＰＣＭセル。
［項目８］
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルを製造する方法であって、前記方法は：
第１電極を形成する段階；
前記第１電極上にヒータを形成する段階；
前記ヒータ上にＰＣＭ材料を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料上に第２電極を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料の周りに第１シールドを形成する段階、前記第１シールドは第１反応性イオンエッチング耐性材料を備える；及び
前記第１シールドを囲む電気絶縁体を形成する段階
を備える方法。
［項目９］
前記第１シールドは、前記第２電極及び前記電気絶縁体の間に位置する、項目８に記載の方法。
［項目１０］
前記第１シールドを形成する段階は：
前記ＰＣＭ材料及び頂部電極を、前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の層を用いて封入する段階；及び
前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の前記層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の前記層をエッチングする段階
を有する、項目８又は９に記載の方法。
［項目１１］
更に：
前記第１シールド及び前記電気絶縁体の間に位置するガードを形成する段階、前記ガードは反応性イオンエッチング感受性材料を備える、
を備える、項目８～１０のいずれか一項に記載の方法。
［項目１２］
前記反応性イオンエッチング感受性材料は、窒化シリコンを有する、項目１１に記載の方法。
［項目１３］
更に：
前記第１シールド及び前記ＰＣＭ材料の間に位置する第２シールドを形成する段階、前記第２シールドは前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を備える、
を備える、項目１１又は１２に記載の方法。
［項目１４］
前記ガードを形成する段階は：
前記ＰＣＭ材料、頂部電極、及び前記第１反応性イオンエッチング耐性材料の層を、前記反応性イオンエッチング感受性材料の層を用いて封入する段階；及び
前記反応性イオンエッチング感受性材料の前記層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記反応性イオンエッチング感受性材料の前記層をエッチングする段階
を有する、項目１１～１３のいずれか一項に記載の方法。
［項目１５］
相変化メモリ（ＰＣＭ）セルを製造する方法であって、前記方法は：
第１電極を形成する段階；
前記第１電極上にヒータを形成する段階；
前記ヒータ上にＰＣＭ材料を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料上に第２電極を形成する段階；
前記ＰＣＭ材料及び前記第２電極を封入する第１層を形成する段階、前記第１層は第１反応性イオンエッチング耐性材料を備える；及び
前記第１層の上に、同様に前記ＰＣＭ材料及び前記第２電極を封入する第２層を形成する段階、前記第２層は反応性イオンエッチング感受性材料を備える、
を備える方法。
［項目１６］
更に：
前記第１層、前記ＰＣＭ材料、及び前記第２電極を封入する第３の層を形成する段階、前記第３の層は前記第１反応性イオンエッチング耐性材料とは異なる第２反応性イオンエッチング耐性材料を備える、
を備える、項目１５に記載の方法。
［項目１７］
前記第３の層は、前記第１層及び前記第２層の間に位置する、項目１６に記載の方法。
［項目１８］
更に、前記ヒータを囲む第１電気絶縁体を形成する段階を備え、前記第１層は前記第１電気絶縁体の一部分に沿って延伸する、項目１５～１７のいずれか一項に記載の方法。
［項目１９］
更に、前記ＰＣＭ材料を囲む第２電気絶縁体を形成する段階を備える、項目１８に記載の方法。
［項目２０］
更に、前記第１層が前記第２電極の第１面及び前記第２電極の、前記第１面と反対の第２面の間に延伸するように、前記第１層をエッチングする段階を備える、項目１５～１９のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】