[發(fā)明專利]臺階狀氧化層Au/SiO2/Si納米柱存儲器件的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310383280.4
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103413787A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳松巖;亓東鋒;劉翰輝;李成
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: H01L21/8247
• 分類號: H01L21/8247
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森;戴深峻

1.臺階狀氧化層Au/SiO₂/Si納米柱存儲器件的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1）通過電子束光刻方法在Si襯底上刻蝕出凹槽陣列，形成非平面臺階狀結(jié)構(gòu)；

2）將刻蝕后的Si片標(biāo)準(zhǔn)清洗后，采用干法氧化方法，在凹槽陣列的Si襯底上氧化一層致密的SiO₂作為存儲器的電子隧穿層；

3）在臺階狀的表面覆蓋有SiO₂薄層的樣品上濺射Au層，采用快速熱退火方法使Au層團聚形成Au量子點；

4）以Au量子點為掩膜版，采用高能Ar離子刻蝕方法刻蝕得到Au/SiO₂/Si納米柱結(jié)構(gòu)；

5）采用電子束蒸發(fā)工藝在步驟4）獲得的Au/SiO₂/Si納米柱結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上沉積高k介質(zhì)層，最后蒸鍍金屬上電極和下電極，獲得臺階狀氧化層Au/SiO₂/Si納米柱存儲器件。

2.如權(quán)利要求1所述臺階狀氧化層Au/SiO₂/Si納米柱存儲器件的制備方法，其特征在于在步驟1）中，所述電子束光刻方法采用氣電子束光刻機進行電子束光刻。

3.如權(quán)利要求1所述臺階狀氧化層Au/SiO₂/Si納米柱存儲器件的制備方法，其特征在于在步驟1）中，所述Si襯底選用圓片形Si襯底，圓片形Si襯底的直徑可為10cm，厚度可為500μm。

4.如權(quán)利要求1所述臺階狀氧化層Au/SiO₂/Si納米柱存儲器件的制備方法，其特征在于在步驟1）中，所述凹槽陣列采用條形凹槽陣列或十字形凹槽陣列；所述凹槽陣列的周期長度可為100～200nm，凹槽的高度可為60～70nm。

5.如權(quán)利要求1所述臺階狀氧化層Au/SiO₂/Si納米柱存儲器件的制備方法，其特征在于在步驟2）中，所述干法氧化方法采用熱退火爐，充入氧氣作為反應(yīng)氣體，氧化溫度為900℃，退火時間30s。

6.如權(quán)利要求1所述臺階狀氧化層Au/SiO₂/Si納米柱存儲器件的制備方法，其特征在于在步驟3）中，所述Au層的厚度為15nm。

7.如權(quán)利要求1所述臺階狀氧化層Au/SiO₂/Si納米柱存儲器件的制備方法，其特征在于在步驟3）中，所述快速熱退火方法的條件為：退火溫度700℃，退火時間120s，保護氣體為氮氣。

8.如權(quán)利要求1所述臺階狀氧化層Au/SiO₂/Si納米柱存儲器件的制備方法，其特征在于在步驟4）中，所述Au/SiO₂/Si納米柱的高度為100～200nm，直徑為20～30nm。

9.如權(quán)利要求1所述臺階狀氧化層Au/SiO₂/Si納米柱存儲器件的制備方法，其特征在于在步驟5）中，所述高k介質(zhì)層采用HfO₂材料。

10.如權(quán)利要求1所述臺階狀氧化層Au/SiO₂/Si納米柱存儲器件的制備方法，其特征在于在步驟5）中，所述上電極為Al電極，下電極為Al電極。