[發明專利]納米管隨機存儲器及其形成方法

有效

• 申請號: 201810663559.0
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN110635025B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 張云鵬;黃宇亮;平延磊
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H10N70/20
• 分類號: H10N70/20;H10B63/00;B82Y10/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

一種納米管隨機存儲器及其形成方法，其中形成方法包括：提供基底，所述基底頂部具有氧化層，氧化層和部分基底內具有第一電極；對第一電極和氧化層頂部進行表面處理，使第一電極和氧化層頂部的粗糙度增加；進行表面處理之后，在氧化層和第一電極頂部形成納米管材料層。所述方法能夠增加納米管材料層與第一電極和氧化層頂部的結合力。

技術領域

本發明涉及存儲器領域，尤其涉及一種納米管隨機存儲器及其形成方法。

背景技術

隨著芯片集成的器件越來越多，器件的尺寸正逐漸接近其物理極限，因此，尋找尺寸小、成本低、速度快、穩定性好的存儲器件，并實現器件的高度集成化，已經成為半導體工藝所面臨的關鍵問題。

近年來，研究人員將目光轉向另一種新型材料—碳納米管(Carbon?Nanotube，CNT)，碳納米管以其獨有的電學特性成為下一代電子器件的首先材料。

然而，現有技術形成的納米管隨機存儲器的性能較差。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種納米管隨機存儲器及其形成方法，以提高納米管隨機存儲器的性能。

為解決上述技術問題，本發明提供一種納米管隨機存儲器的形成方法，包括：提供基底，所述基底頂部具有氧化層，所述氧化層和部分基底內具有第一電極；對第一電極和氧化層頂部進行表面處理，使第一電極和氧化層頂部的粗糙度增加；進行表面處理之后，在氧化層和第一電極的頂部形成納米管材料層。

可選的，所述氧化層的厚度為：50納米～1000納米。

可選的，所述第一電極的材料為金屬；所述氧化層的材料包括氧化硅。

可選的，所述表面處理的工藝包括：濺射工藝或者等離子體工藝。

可選的，所述濺射工藝的參數包括：濺射粒子包括氬原子，能量為100瓦～450瓦，時間為5秒～200秒。

可選的，在所述濺射工藝過程中，部分所述氧化層被去除，暴露出第一電極的部分側壁。

可選的，在所述濺射工藝過程中，所述氧化層的去除量為：3納米～50納米。

可選的，所述納米管材料層的形成方法包括：在所述氧化層和第一電極頂部形成納米管溶液；進行退火處理，使納米管溶液內的溶劑蒸發，形成所述納米管材料層。

可選的，所述納米管溶液為納米管和水的混合液。

可選的，所述納米管為單壁納米管或者多壁納米管。

可選的，進行所述表面處理之后，形成納米管溶液之前，所述形成方法還包括：對氧化層和第一電極頂部進行親水化處理。

可選的，所述親水化處理的參數包括：親水劑包括酸溶液，所述酸溶液中酸和水的體積比為1:3000～1:200，時間為10秒～120秒。

可選的，所述酸溶液包括氫氟酸溶液、鹽酸溶液、硫酸溶液、磷酸和硝酸中的一種或者多種組合。

可選的，形成納米管材料層之后，所述形成方法還包括：在所述納米管材料層頂部形成第二電極材料膜，所述第二電極材料膜表面具有掩膜層，所述掩膜層覆蓋第一電極頂部、以及第一電極周圍的部分第二電極材料膜；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述第二電極材料膜和納米管材料層，直至暴露出氧化層，形成納米管層和位于納米管層頂部的第二電極；在氧化層表面、以及納米管層和第二電極的側壁形成第一介質層，所述第一介質層內具有暴露出第二電極的第一開口，且所述第一開口位于第二電極頂部；在所述第一開口內形成第一金屬線，所述第一金屬線充滿第一開口。

可選的，所述基底內具有第二金屬線，所述第二金屬線的頂部與第一電極的底部相接觸。