[發(fā)明專利]基于ZnO肖特基二極管的相變隨機存儲器陣列及制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010292303.7
• 申請日: 2010-09-26
• 公開（公告）號: CN101976677A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設計）人: 劉燕;宋志棠;凌云;龔岳峰;李宜謹
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;H01L29/872;H01L29/22;H01L21/82
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種基于ZnO肖特基二極管的相變隨機存儲器陣列，其特征在于，包括：

第一導電類型的半導體襯底；

位于所述半導體襯底之上的絕緣緩沖層；

位于所述絕緣緩沖層之上的多條相互平行的第二導電類型的字線；

位于所述字線之上，電連接于所述字線的多個ZnO肖特基二極管，所述ZnO肖特基二極管由第一導體層和與之相連的n型ZnO多晶態(tài)薄膜組成；

分別位于每個所述ZnO肖特基二極管之上的第二導體層；

分別位于每個第二導體層之上的相變存儲層；

位于所述相變存儲層之上，電連接于所述相變存儲層的多條位線，所述位線空間垂直于所述字線。

2.根據權利要求1所述基于ZnO肖特基二極管的相變隨機存儲器陣列，其特征在于：所述第一導電類型為p型，第二導電類型為n型。

3.根據權利要求1所述基于ZnO肖特基二極管的相變隨機存儲器陣列，其特征在于：多條所述字線之間填充有絕緣隔離層。

4.根據權利要求1所述基于ZnO肖特基二極管的相變隨機存儲器陣列，其特征在于：所述ZnO肖特基二極管中的第一導體層采用銅、鉑或銀材料。

5.根據權利要求1所述基于ZnO肖特基二極管的相變隨機存儲器陣列，其特征在于：所述ZnO肖特基二極管之上的第二導體層采用鋁或鋁銅合金材料。

6.根據權利要求1所述基于ZnO肖特基二極管的相變隨機存儲器陣列，其特征在于：在所述ZnO肖特基二極管及其上的第二導體層周圍設有第一介電隔離結構，所述第一介電隔離結構與所述ZnO肖特基二極管及其上的第二導體層之間設有第一介質障壁層。

7.根據權利要求1所述基于ZnO肖特基二極管的相變隨機存儲器陣列，其特征在于：所述相變存儲層周圍設有第二介電隔離結構，所述第二介電隔離結構與所述相變存儲層之間設有第二介質障壁層。

8.根據權利要求1所述基于ZnO肖特基二極管的相變隨機存儲器陣列，其特征在于：所述字線和位線的上下表面分別設有阻擋層。

9.一種基于ZnO肖特基二極管的相變隨機存儲器陣列的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在半導體襯底上形成絕緣緩沖層；

(2)利用沉積和光刻刻蝕工藝在所述絕緣緩沖層上形成多條相互平行的字線，并在多條所述字線之間填充絕緣隔離層，然后進行化學機械拋光使表面平坦化；

(3)在所述字線上形成第一導體層，然后利用原子層沉積技術將ZnO以單原子形式一層一層的鍍在第一導體層表面形成n型ZnO多晶態(tài)薄膜，沉積溫度不高于200℃；再在n型ZnO多晶態(tài)薄膜之上形成第二導體層，通過刻蝕工藝從而形成多個包括第一導體層、n型ZnO多晶態(tài)薄膜和第二導體層的柱狀單元，多個所述柱狀單元組成柱狀陣列；

(4)在該柱狀陣列的間隙內壁表面先制備第一介質障壁層，然后利用介電材料將間隙填滿以形成第一介電隔離結構，之后進行化學機械拋光使表面平坦化；

(5)在所述第一介電隔離結構上制備一層介電材料，然后利用光刻刻蝕工藝開設多個通孔，分別使其下柱狀單元的第二導體層露出，并在通孔內壁表面制備第二介質障壁層，之后在通孔內填充相變材料形成相變存儲層，相變存儲層及第二介質障壁層周圍的介電材料成為第二介電隔離結構；

(6)利用化學機械拋光平坦化相變存儲層表面，然后在其上制作位線，所述位線空間垂直于所述字線。

10.根據權利要求9所述基于ZnO肖特基二極管的相變隨機存儲器陣列的制作方法，其特征在于：步驟(3)利用原子層沉積技術形成n型ZnO多晶態(tài)薄膜時，襯底溫度為60～200℃，腔體真空度為4x10^-9～6x10^-9Torr，氣體流量為0.06～0.08L/s；前驅體為二乙基鋅和H₂O，化學反應式為：Zn(C₂H₅)₂+H₂O→ZnO+2C₂H₆