[发明专利]形成二极管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及形成二极管的方法。

背景技术

金属-绝缘体-绝缘体-金属(MIIM)二极管包含在两种类型的金属之间的两个电绝缘体。所述绝缘体及金属可经修整以使得量子阱回应于正向偏压的施加而形成于所述两个绝缘体之间，从而实现高能量量子隧穿。当向顶部金属施加超过其阈值的电压时，隧穿电子跨越量子阱而加速。量子隧穿可比在集成电路中给开关结充电快，此部分地是由于电荷穿过金属可比其将穿过其它材料(例如，硅)行进得快。

MIIM二极管比金属绝缘体金属(MIM)二极管具有更锐正向电流对电压(I-V)曲线。MIIM二极管可用作具有极高速度性能能力的隧穿装置，且可与许多衬底技术兼容。MIIM二极管可用作选择装置。相对于利用其它类型的选择装置，利用MIIM二极管可减小成本及大小，且改进高速存储器装置的性能。

然而，与德布罗意(de Broglie)电子波长相比，用于MIIM二极管中的绝缘体材料相对较薄，且因此，常规沉积工艺可导致金属及绝缘体的界面处的不期望化学混合。此外，对于用作二极管的MIIM，将存在优选的隧穿方向，其导致二极管正向特性电流-电压(I-V)曲线中的锐弯曲。由于在接触周边处的高电场或在金属-绝缘体界面处电子陷阱所导致的界面电流，在MIIM二极管中可发生显著边缘泄漏。由于高泄漏电流，MIIM二极管通常可展示出不良整流行为。如可通过避免前述化学混合及常规MIIM二极管所展示的边缘泄漏而实现的I-V性能中增加的不对称性及非线性可引起MIIM二极管的性能改进。

鉴于上文，将期望开发可按比例调整到较小大小同时展示增加的不对称I-V曲线及相关联的经改进整流行为的MIIM二极管，以及开发形成此类MIIM二极管的方法。

附图说明

图1是图解说明存储器装置的实施例的局部剖面侧视图。所述存储器装置包含作为选择装置的实例性实施例二极管。

图2是其中选择装置设置成简单矩阵形式的存储器阵列的实施例的示意图。

图3是图1的二极管中的一者的图示性剖面图。

图4是另一实例性二极管的图示性剖面图。

图5到9及11是在用于形成实例性二极管的实例性方法的各种顺序工艺阶段的半导体构造的一部分的图示性剖面图。

图10是图9的半导体构造的俯视图。

图12到16是在用于形成实例性二极管的实例性方法的各种顺序工艺阶段的半导体构造的一部分的图示性剖面图。

图17是在继图16的处理阶段之后的可选处理阶段所示的图12到16的半导体构造部分的图示性剖面图。

图18及19是在继图15的处理阶段之后的替代处理阶段所示的图12到16的半导体构造部分的图示性剖面图。

图20到25是在用于形成实例性二极管的实例性方法的各种顺序工艺阶段的半导体构造的一部分的图示性剖面图。

图26及27是在用于形成层的实例性方法的各种顺序工艺阶段的半导体构造的一部分的图示性剖面图，所述层包括散布于牺牲膜中的支撑材料。

图28到33是在用于形成实例性二极管的实例性方法的各种顺序工艺阶段的半导体构造的一部分的图示性剖面图。

具体实施方式

在一些实施例中，本发明包括制造二极管的方法。所述二极管可包含在一对金属之间的两个或两个以上绝缘体。所述绝缘体中的一者可为开口容积，或换句话说，气体填充区域。所述开口容积可用作具有低介电常数的高带隙绝缘体。在一些实施例中，所述二极管可为金属-绝缘体-绝缘体-金属(MIIM)装置。

所述二极管可用于存储器装置及电子系统中，且举例来说，可用作用于存取存储器存储区域的选择装置。所述选择装置连同所述存储器存储区域一起可并入到存储器阵列的存储器装置中。

图1显示半导体构造10的一部分，其包括支撑多个实例性存储器单元14的衬底12。

衬底12可为半导体衬底，且在一些实施例中可包括轻掺杂有本底p型掺杂剂的单晶硅、基本上由掺杂有本底p型掺杂剂的单晶硅组成或由轻掺杂有本底p型掺杂剂的单晶硅组成。