[發明專利]形成二極管的方法

有效

• 申請號: 200980147226.1
• 申請日: 2009-10-28
• 公開（公告）號: CN102224595A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 古爾特杰·S·桑胡;巴斯卡爾·斯里尼瓦桑
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 宋獻濤

技術領域

本發明涉及形成二極管的方法。

背景技術

金屬-絕緣體-絕緣體-金屬(MIIM)二極管包含在兩種類型的金屬之間的兩個電絕緣體。所述絕緣體及金屬可經修整以使得量子阱回應于正向偏壓的施加而形成于所述兩個絕緣體之間，從而實現高能量量子隧穿。當向頂部金屬施加超過其閾值的電壓時，隧穿電子跨越量子阱而加速。量子隧穿可比在集成電路中給開關結充電快，此部分地是由于電荷穿過金屬可比其將穿過其它材料(例如，硅)行進得快。

MIIM二極管比金屬絕緣體金屬(MIM)二極管具有更銳正向電流對電壓(I-V)曲線。MIIM二極管可用作具有極高速度性能能力的隧穿裝置，且可與許多襯底技術兼容。MIIM二極管可用作選擇裝置。相對于利用其它類型的選擇裝置，利用MIIM二極管可減小成本及大小，且改進高速存儲器裝置的性能。

然而，與德布羅意(de?Broglie)電子波長相比，用于MIIM二極管中的絕緣體材料相對較薄，且因此，常規沉積工藝可導致金屬及絕緣體的界面處的不期望化學混合。此外，對于用作二極管的MIIM，將存在優選的隧穿方向，其導致二極管正向特性電流-電壓(I-V)曲線中的銳彎曲。由于在接觸周邊處的高電場或在金屬-絕緣體界面處電子陷阱所導致的界面電流，在MIIM二極管中可發生顯著邊緣泄漏。由于高泄漏電流，MIIM二極管通?？烧故境霾涣颊餍袨?。如可通過避免前述化學混合及常規MIIM二極管所展示的邊緣泄漏而實現的I-V性能中增加的不對稱性及非線性可引起MIIM二極管的性能改進。

鑒于上文，將期望開發可按比例調整到較小大小同時展示增加的不對稱I-V曲線及相關聯的經改進整流行為的MIIM二極管，以及開發形成此類MIIM二極管的方法。

附圖說明

圖1是圖解說明存儲器裝置的實施例的局部剖面側視圖。所述存儲器裝置包含作為選擇裝置的實例性實施例二極管。

圖2是其中選擇裝置設置成簡單矩陣形式的存儲器陣列的實施例的示意圖。

圖3是圖1的二極管中的一者的圖示性剖面圖。

圖4是另一實例性二極管的圖示性剖面圖。

圖5到9及11是在用于形成實例性二極管的實例性方法的各種順序工藝階段的半導體構造的一部分的圖示性剖面圖。

圖10是圖9的半導體構造的俯視圖。

圖12到16是在用于形成實例性二極管的實例性方法的各種順序工藝階段的半導體構造的一部分的圖示性剖面圖。

圖17是在繼圖16的處理階段之后的可選處理階段所示的圖12到16的半導體構造部分的圖示性剖面圖。

圖18及19是在繼圖15的處理階段之后的替代處理階段所示的圖12到16的半導體構造部分的圖示性剖面圖。

圖20到25是在用于形成實例性二極管的實例性方法的各種順序工藝階段的半導體構造的一部分的圖示性剖面圖。

圖26及27是在用于形成層的實例性方法的各種順序工藝階段的半導體構造的一部分的圖示性剖面圖，所述層包括散布于犧牲膜中的支撐材料。

圖28到33是在用于形成實例性二極管的實例性方法的各種順序工藝階段的半導體構造的一部分的圖示性剖面圖。

具體實施方式

在一些實施例中，本發明包括制造二極管的方法。所述二極管可包含在一對金屬之間的兩個或兩個以上絕緣體。所述絕緣體中的一者可為開口容積，或換句話說，氣體填充區域。所述開口容積可用作具有低介電常數的高帶隙絕緣體。在一些實施例中，所述二極管可為金屬-絕緣體-絕緣體-金屬(MIIM)裝置。

所述二極管可用于存儲器裝置及電子系統中，且舉例來說，可用作用于存取存儲器存儲區域的選擇裝置。所述選擇裝置連同所述存儲器存儲區域一起可并入到存儲器陣列的存儲器裝置中。

圖1顯示半導體構造10的一部分，其包括支撐多個實例性存儲器單元14的襯底12。

襯底12可為半導體襯底，且在一些實施例中可包括輕摻雜有本底p型摻雜劑的單晶硅、基本上由摻雜有本底p型摻雜劑的單晶硅組成或由輕摻雜有本底p型摻雜劑的單晶硅組成。