首页 / 专利库 / 酸,碱,盐,酸酐和碱 / 氢氧化铵 / 一种相变材料复合磨料的化学机械抛光液及其应用

一种相变材料复合磨料的化学机械抛光液及其应用

阅读:265发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种相变材料复合磨料的化学机械抛光液及其应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种 相变 材料 复合 磨料 的化学机械 抛光 液 ,并用于相变 存储器 件中的Crx-Sb2Te3 相变材料 抛光工艺。由于Crx-Sb2Te3是一种三元金属 合金 , 薄膜 硬度较低,使用单一磨料容易造成划痕。本发明中的新型复合磨料抛光液能够很好解决薄膜表面划伤问题。该CMP的复合磨料抛光液包括如下组分: 氧 化剂, 表面活性剂 , 二氧化 硅 及氧化铈磨料,PH调节剂和去离子 水 。其特征在于两种磨料取长补短,产生协同效应对CST薄膜起到的不同作用能够使薄膜去除速率更可控、表面 质量 更好,满足制备相变存储器CMP的需要。,下面是一种相变材料复合磨料的化学机械抛光液及其应用专利的具体信息内容。

1.一种相变材料复合磨料的化学机械抛光液,其特征在于:复合磨料抛光液包括如下部分:以抛光液总重量为基准,及氧化铈抛光颗粒0.2-50wt%,氧化剂0.001-5wt%,表面活性剂0.01-4wt%,有机添加剂0.01-4wt%,PH调节剂和去离子
2.根据权利要求1所述的相变材料复合磨料的化学机械抛光液,其特征在于:所述氧化剂选自过氧化氢、氯化或高锰酸;所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂,选自聚丙烯酸钠、聚氧乙烯醚磷酸酯或十六烷基三甲基溴化铵;所述添加剂为乙酸、或和蚁酸、或和柠檬酸、或和基乙酸、或和丁二酸;所述PH调节剂为硝酸、或和氢氧化钾、或和四甲基氢氧化铵
3.根据权利要求1所述的相变材料复合磨料的化学机械抛光液,其特征在于:所述复合磨料为二氧化硅和二氧化铈抛光颗粒,其粒径范围为40-150nm,其含量比例为1:1。
4.根据权利要求1或2所述的相变材料复合磨料的化学机械抛光液,其特征在于:所述PH调节范围为2-9。
5.根据权利要求1所述的相变材料复合磨料的化学机械抛光液,其特征在于:所述复合磨料颗粒总含量为2-8wt%。
6.根据权利要求1或2所述的相变材料复合磨料的化学机械抛光液,其特征在于:所述氧化剂含量为0.001-4wt%。
7.根据权利要求1或2所述的相变材料复合磨料的化学机械抛光液,其特征在于:所述表面活性剂含量为0.05-2wt%。
8.根据权利要求1或2所述的相变材料复合磨料的化学机械抛光液,其特征在于:所述添加剂含量为0.01-1wt%。
9.一种相变存储器,由权利要求1-8任一项所述的相变材料复合磨料的化学机械抛光液制备得到,其特征在于制备过程如下:
a)在硅衬底上利用磁控溅射沉积一层厚度为1-200nm的底电极钨层,
b)对底电极钨进行化学机械抛光,实现高平坦化,
c)通过光刻对底电极钨进行刻蚀,形成直径10-1000nm的垂直通孔,
d)对刻蚀后的通孔沉积一层厚度为1-200nm的SiO2层,
e)对除去光刻胶后的器件沉积1-200nm的CrxSb2Te3薄膜,其中010.权利要求1-8任一项所述的Crx-Sb2Te3相变材料复合磨料的化学机械抛光液的应用,其特征在于:所述抛光液用于硫系化合物相变材料Crx-Sb2Te3的CMP工艺,其中0

说明书全文

一种相变材料复合磨料的化学机械抛光液及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于微电子技术领域,涉及一种化学机械抛光液,尤其涉及一种应用于硫系化合物相变材料Crx-Sb2Te3(0
[0002] 近年来,相变存储器(PCM)结构由传统的T型结构发展为一种受限结构。这种受限结构是使相变材料沉积在细孔中,相变材料在细孔的另一端连接电极电流通过该通道产生热对该单元进行电阻状态的读取。
[0003] Sb2Te3体系结晶速率比传统相变材料GST快,更易达到替代DRAM的操作速度要求,但其结晶温度低,不能长时间保持数据,为提高其热稳定性,通常引入杂质,CrxSb2Te3(00.5)的抛光,然而针对新型相变材料Crx-Sb2Te3(020172303724810)。文献中研究发现在酸性条件下利用含有10wt%胶体磨料(粒径为80.3nm)和0.5wt%过氧化氢的抛光液,对Crx-Sb2Te3(0二氧化硅胶体磨料(粒径为39.9nm),在高锰酸浓度为50ppm条件下对Crx-Sb2Te3(0薄膜进行抛光对薄膜表面质量的优化具有局限性,而使用复合磨料对Crx-Sb2Te3(0

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种新型相变材料复合磨料的化学机械抛光液,通过该化学机械抛光液,满足制备相变存储器中CMP的工艺需求,需要对Crx-Sb2Te3(0
[0005] 本发明Crx-Sb2Te3相变材料复合磨料的化学机械抛光液包括如下部分:以抛光液总重量为基准,氧化硅及氧化铈抛光颗粒0.2-50wt%,氧化剂0.001-5wt%,表面活性剂0.01-4wt%,有机添加剂0.01-4wt%,PH调节剂和去离子
[0006] 进一步的,所述氧化硅、氧化铈抛光颗粒,粒径范围为:40-150nm,优选40-100nm.。
[0007] 进一步的,所述氧化硅、氧化铈抛光颗粒,以抛光液总重量为基准,其含量为2-8wt%。
[0008] 对于金属抛光,抛光过程一般都是通过氧化剂氧化金属表面,使表面生成一层较软的水化氧化层,氧化层通过机械作用去除,露出新鲜的金属表面,如此循环,实现连续抛光的效果,对于Crx-Sb2Te3(0合金,氧化剂起着极其重要的作用,所述氧化剂选用过氧化氢、氯化或高锰酸钾。
[0009] 进一步的,所述氧化剂含量为0.001-4wt%。
[0010] 本发明在化学机械抛光液中添加了表面活性剂聚丙烯酸钠,聚氧乙烯醚磷酸酯,十六烷基三甲基溴化铵,为阴离子型表面活性剂,以其特有的带电情况,可以改善抛光液的稳定性,从而利于Crx-Sb2Te3(0
[0011] 进一步的,所述表面活性剂的含量为0.05-2wt%。
[0012] 同样不同的有机添加剂,因其特定的结构和带电情况,有机添加剂可以对这一配位成键起到促进或者抑制作用。通过添加不同的有机添加剂,可以对抛光过程进行控制,从而达到抛光过程速率可控,实现抛光过程中所需要的去除速率。
[0013] 进一步的,所述有机添加剂的含量为0.01-1wt%。
[0014] PH调节剂可以调节抛光液酸性,对抛光液中氧化剂影响较大,从而影响抛光液的稳定性及抛光效果。PH调节最优范围为3-5。
[0015] 本发明达到的技术效果是:本发明采用二氧化硅和氧化铈两种磨料取长补短,产生协同效应对CST薄膜起到的不同作用能够使薄膜去除速率更可控、表面质量更好,满足制备相变存储器CMP的需要。CeO2中的铈为稀土元素,外层中具有空的f轨道和d轨道,可与主族元素中的Cr、Sb和Te中的孤电子对形成反馈键,高活性的氧化铈,可以在抛光过程中与Crx-Sb2Te3(0附图说明
[0016] 图1为带有阵列的二氧化硅小孔上沉积CST薄膜。
[0017] 图2为对CST薄膜CMP后示意图。
[0018] 图3为带有上下电极的CST薄膜CMP后器件示意图。
[0019] 图中:(1)为Si(衬底)、(2)为W(钨)、(3)为SiO2(二氧化硅)、(4)为CST(铬掺杂碲化锑)、(5)为Al()。
[0020] 图4为使用本发明抛光液5对抛光材料抛光前后的AFM图。

具体实施方式

[0021] 实施例1:
[0022] 抛光液A的配制:抛光液中含有10wt%的氧化硅和氧化铈抛光磨料,粒径为30nm,加入过氧化氢4.0wt%,氢氧化钾0.5wt%调节PH为8,聚丙烯酸钠0.1wt%,柠檬酸0.05wt%,其余为去离子水。
[0023] 实施例2:
[0024] 抛光液B的配制:抛光液中含有40wt%的氧化硅和氧化铈抛光磨料,粒径为20-80nm,加入氯化铁4.0wt%,氢氧化钠0.5wt%调节PH为9,十六烷基三甲基溴化铵0.1wt%,乙酸0.05wt%,其余为去离子水。
[0025] 实施例3-7:
[0026]
[0027]
[0028] 实施例8:
[0029] CMP实验:采用美国Strasbaugh公司的nSpire_6EC型电子薄膜平坦化系统对Cr-SbTe薄膜进行抛光,抛光垫为IC1000/Sub,抛光机底盘转速50rpm,抛光头转速50rpm,抛光液流量120ml/min,压为3psi,抛光液分别采用上述实施例提供的组成,抛光的样品为CrxSb2Te3,抛光表面由AFM原子显微镜测试粗糙度RMS如下表所示:满足高性能相变存储器需求。
[0030] 抛光实验结果:
[0031]抛光液 Crx-Sb2Te3抛光速率(nm/min) 粗糙度RMS(nm)
抛光液1 70.8 0.58
抛光液2 90.5 0.69
抛光液3 108.7 0.72
抛光液4 148.3 0.52
抛光液5 120.5 0.23
抛光液6 118.2 0.61
抛光液7 180.6 1.23
[0032] 使用本发明抛光液5对抛光材料抛光前后的AFM图4所示,抛光效果理想。
[0033] 本发明以上实施例中的氧化剂、表面活性剂、有机添加剂、PH调节剂不限于实施例中所述,可根据以下所公开的试剂做出相应选择,均能实现本发明的目的:所述氧化剂选自过氧化氢、氯化铁或高锰酸钾;所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂,选自聚丙烯酸钠、聚氧乙烯醚磷酸酯或十六烷基三甲基溴化铵;所述添加剂为乙酸、或和蚁酸、或和柠檬酸、或和基乙酸、或和丁二酸;所述PH调节剂为硝酸、或和氢氧化钾、或和四甲基氢氧化铵
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈