[发明专利]用于非易失性存储器装置的p+硅锗材料的种子层及方法

说明书

技术领域

背景技术

本发明大体涉及电阻型开关装置。更具体地，根据本发明的实施例提供了一种用于形成用于电阻型开关装置的低温晶体硅材料的方法和结构。根据本发明的实施例可以被应用到非易失性存储器装置，但应当认识到，本发明可以具有更加广泛的应用范围。

有鉴于此，需要新的半导体装置结构和集成。

发明内容

本发明大体涉及电阻型开关装置。更具体地，根据本发明的实施例提供了一种用于形成用于电阻型开关装置的低温晶体硅材料的方法和结构。根据本发明的实施例可以被应用到非易失性存储器装置，但应当认识到，本发明可以具有更加广泛的应用范围。

在一个特定实施例中，提供了一种用于形成电阻型开关装置的方法。所述方法包括：提供具有表面区域的衬底；并且，沉积第一介电材料来覆盖所述衬底的所述表面区域。形成第一布线结构来覆盖所述第一介电材料。在一个特定实施例中，所述第一布线结构在形状上细长，并且在空间上被配置成在第一方向上延伸。所述方法包括：沉积硅材料来覆盖所述第一布线结构。在一个特定实施例中，所述硅层的特征在于厚度不大于大约60埃。使用所述硅材料作为种子层，在范围从大约400摄氏度至大约490摄氏度的沉积温度下沉积硅锗材料来覆盖所述第一布线结构。在一个特定实施例中，所述硅锗材料基本上没有空隙，并且具有晶体特性。所述方法包括：沉积电阻型开关材料来覆盖所述硅锗材料。在一个特定实施例中，所述电阻型开关材料包括非晶硅材料。形成导电材料来至少覆盖所述电阻型材料，并且形成第二布线结构来至少覆盖所述导电材料。

在一个特定实施例中，提供了一种电阻型开关装置。所述装置包括第一布线结构。在一个特定实施例中，所述第一布线结构在形状上细长，并且在空间上被配置成在第一方向上延伸。所述装置包括结层，所述结层包括硅锗材料并且覆盖所述第一布线结构。在一个特定实施例中，所述硅锗材料具有p+杂质特性和晶体特性。在一个特定实施例中，所述装置包括电阻型开关材料以及覆盖所述电阻型开关材料的第二布线结构，所述电阻型开关材料包括非晶硅材料并且覆盖所述结层。在一个特定实施例中，所述第二布线结构在形状上细长，并且在空间上被配置成在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸。在一些实施例中，在一个特定实施例中，以N×M交叉阵列来布置所述电阻型开关装置，其中，N和M是整数（N≥1，M≥1）。

相对于传统技术，可以通过本发明实现许多益处。例如，根据本发明的实施例提供了一种用于在低温下形成硅锗材料以用于制造非易失性存储器装置的方法。所述低温与传统CMOS工艺（例如，后端CMOS工艺）的热预算兼容，并且能够容易地整合工艺流程。另外，在一个特定实施例中，可以使用杂质物种（例如，硼物种）来掺杂所述硅锗材料，以提供用于所述非易失性存储器装置的正确的操作的适当的电导率。而且，所述方法的实施例使用传统的半导体加工技术，无需对设备进行修改。根据所述实施例，可以实现这些益处的一个或多个。本领域内的技术人员可以认识到其他修改、变化和替代。

在各种实施例中，在此所述的电阻型存储器可以提供许多益处，包括低功耗存储器和非易失性存储器等。在各个实施例中，包括处理器和通信接口等的装置可以包含这样的电阻型存储器装置。这样的装置可以包括计算机、平板电脑、便携电话或电子阅读器等。因此，这样的装置可以被认为在本发明的范围内。

根据本发明的一个方面，描述了一种形成非易失性存储器装置的方法。一种技术包括：提供具有表面区域的衬底；沉积第一介电材料来覆盖所述衬底的所述表面区域；并且，形成第一布线结构来覆盖所述第一介电材料。一种工艺包括：沉积硅材料来覆盖所述第一布线结构，所述硅层的特征在于厚度不大于大约100埃；并且，使用所述硅材料作为种子层，在范围从大约400摄氏度至大约490摄氏度的沉积温度下沉积硅锗材料来覆盖所述第一布线结构，所述硅锗材料基本上没有空隙，并且具有多晶体特性。一种方法包括：沉积电阻型开关材料来覆盖所述硅锗材料，所述电阻型开关材料包括非晶硅材料；沉积导电材料来覆盖所述电阻型材料；并且，形成第二布线结构来覆盖所述导电材料。

根据本发明的另一个方面，描述了一种电阻型开关装置。一种产品包括第一布线结构以及覆盖所述第一布线结构的结层，所述第一布线结构在空间上被配置成在第一方向上延伸，所述结层包括具有p+杂质特性和晶体特性的硅锗材料。一种装置包括覆盖所述结层的电阻型开关材料以及第二布线结构，所述电阻型开关材料包括非晶硅材料，所述第二布线结构在空间上被配置成在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸。