[發明專利]一種用于憶阻器陣列的熱循環架構及其制備方法

在審

• 申請號: 202110563154.1
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113299828A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 童祎;陳星宇;姚蘇昊;張繆城;秦琦
• 申請（專利權）人: 江蘇存芯科技發展有限公司
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于憶阻器陣列的熱循環架構，其特征在于，包括從上至下依次貼合設置的底電極、翻轉基板、勢壘層和襯底層，所述襯底層設有底電極導線散熱通道和冷凝液流通通道。

2.根據權利要求1所述的一種用于憶阻器陣列的熱循環架構，其特征在于，所述導線散熱通道沿襯底層縱向深度大于橫向深度，橫縱比范圍為1∶10～1∶20，優選為1∶16，所述底電極為鋁、鉬、鈮、銅、金、鈀、鉑、鉭、釕、氧化釕、銀、氮化鉭、氮化鈦、鎢、氮化鎢中的一種。

3.根據權利要求1所述的一種用于憶阻器陣列的熱循環架構，其特征在于，所述襯底層底部還設有冷卻液管道，所述冷卻液管道與導線散熱通道垂直設置。

4.根據權利要求1所述的一種用于憶阻器陣列的熱循環架構，其特征在于，所述勢壘層為氮化鎵勢壘層。

5.根據權利要求1所述的一種用于憶阻器陣列的熱循環架構，其特征在于，所述翻轉基板選用鈦、鋁、鎳、金中的一種。

6.根據權利要求1所述的一種用于憶阻器陣列的熱循環架構，其特征在于，所述底電極導線形狀呈相互交叉的魚鰭狀分布，所述鰭狀區域的導線厚度不超過底電極厚度。

7.根據權利要求1所述的一種用于憶阻器陣列的熱循環架構，其特征在于，所述底電極選用鋁、鉬、鈮、銅、金、鈀、鉑、鉭、釕、氧化釕、銀、氮化鉭、氮化鈦、鎢、氮化鎢中的一種。

8.一種制備權利要求1-7中任一項所述用于憶阻器陣列的熱循環架構的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、在純凈的硅基襯底上通過氣相沉積法沉積一層SiO2等離子體作為刻蝕掩模版；

步驟S2、使用C₄F₈通過化學方法刻蝕，采用電感耦合等離子體蝕刻的方式，根據預設圖案，在SiO2刻蝕掩模版中打開若干交錯的縫隙圖案；

步驟S3、使用O2等離子體剝離殘留光刻膠，沿縱向依次蝕刻SiO2刻蝕掩模版和勢壘層，直至到達純凈硅基襯底層；

步驟S4、將芯片放置于溫度為60℃，40％濃度KOH溶液中浸泡5分鐘，除去狹縫中殘留的勢壘層材料，用于進一步蝕刻硅狹縫；

步驟S5、使用各向同性的XeF2氣體蝕刻，進一步蝕刻硅狹縫，并擴大硅中的微通道；具體地，所述XeF2氣體蝕刻以脈沖方式進行：將待蝕刻樣品在受控壓力下暴露于XeF2，然后抽空蝕刻室；重復該過程若干次，直到獲得所需的通道寬度；所述通道即為導線散熱通道；

步驟S6、使用電子束蒸發沉積翻轉基板實現歐姆接觸堆疊，并對翻轉基板進行剝離光刻并退火；將入口和出口通道蝕刻至芯片的背面，直至從散熱孔與底層冷凝液流通通道兩側合并通道。

步驟S7、采用電子束蒸發方式，在翻轉基板頂部沉積一層均勻的鉻-銅籽晶層；將芯片浸入H2SO4溶液中去除表面氧化層；基于預設圖樣，定義待電鍍區域并進行電鍍；

步驟S8、剝離光刻膠，采用短銅濕蝕刻對底電極層進行選擇性蝕刻；使用劃片機將覆蓋在底電極上的光刻膠去除，形成上述底電極圖案，形成底電極，并在上方安裝憶阻器。