[发明专利]基于内置非线性RRAM的3D垂直交叉阵列及其制备方法在审
| 申请号： | 201811463307.X | 申请日： | 2018-12-03 |
| 公开（公告）号： | CN109962161A | 公开（公告）日： | 2019-07-02 |
| 发明（设计）人： | 张卫;王天宇;陈琳;孙清清 | 申请（专利权）人： | 复旦大学 |
| 主分类号： | H01L45/00 | 分类号： | H01L45/00;H01L27/24 |
| 代理公司： | 上海正旦专利代理有限公司 31200 | 代理人： | 陆飞;陆尤 |
| 地址： | 200433 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 阻变介质层 垂直交叉 叠层结构 内置 垂直沟槽 间隔排列 衬底 刻蚀 制备 垂直 半导体技术领域 三维集成存储器 叠层结构表面 多层介质层 金属电极层 垂直内壁 第二电极 第一电极 方向一致 交替堆叠 连续形成 两侧边缘 制备工艺 隔离层 裸露 | ||
1.一种基于内置非线性RRAM的3D垂直交叉阵列，其特征在于，包括衬底（1），设置于所述衬底（1）上的衬底隔离层（2），所述衬底隔离层（2）上设置有由多层第一金属电极层（301）和多层介质层（302）交替堆叠形成的叠层结构（3），所述叠层结构（3）上通过刻蚀形成间隔排列的条状垂直沟槽（6）；沿所述条状垂直沟槽（6）的垂直交叉方向设置有间隔排列的阻变介质层（4），所述阻变介质层（4）在未刻蚀的叠层结构（3）表面以及所述条状垂直内壁和底部均匀连续形成；所述阻变介质层（4）上设置有第二电极层（5）；
所述阻变介质层（4）为由过渡金属氧化物层和氧化物半导体层组成的叠层结构；与所述阻变介质层（4）方向一致的所述叠层结构（3）两侧边缘通过垂直刻蚀，使第一金属电极层（301）裸露，形成裸露的第一电极。
2.根据权利要求1所述的基于内置非线性RRAM的3D垂直交叉阵列，其特征在于，所述叠层结构（3）由设置于所述衬底（1）上的三层第一金属电极层（301）和三层介质层（302）交替堆叠而成；
第一金属电极层（301）的材料选自Ti 或Ta；所述介质层（302）的材料选自SiO2或Si3N4；
所述第一金属电极层（301）的厚度为40nm～100nm，所述介质层（302）的厚度为70nm～200nm。
3.根据权利要求2所述的基于内置非线性RRAM的3D垂直交叉阵列，其特征在于，所述第一金属电极层（301）的厚度为70nm，所述介质层（302）的厚度为100nm。
4.根据权利要求1所述的基于内置非线性RRAM的3D垂直交叉阵列，其特征在于，所述过渡金属氧化物层的材料选自HfO2、ZrO2、Ta2O5、Al2O3中的任意一种；所述氧化物半导体层的材料为CuGeS；
所述过渡金属氧化物层的厚度为10nm～30nm；所述氧化物半导体层的厚度为20nm～50nm。
5.根据权利要求4所述的基于内置非线性RRAM的3D垂直交叉阵列，其特征在于，所述过渡金属氧化物层为HfO2；所述氧化物半导体层为CuGeS；所述过渡金属氧化物层的厚度为10nm；所述氧化物半导体层的厚度为20nm。
6.根据权利要求1所述的基于内置非线性RRAM的3D垂直交叉阵列，其特征在于，所述第二电极层（5）的材料选自W、Ni或Pt，厚度为50nm～100nm。
7.根据权利要求6所述的基于内置非线性RRAM的3D垂直交叉阵列，其特征在于，所述第二电极层（5）的材料为W，厚度为70nm。
8.根据权利要求1所述的基于内置非线性RRAM的3D垂直交叉阵列，其特征在于，所述衬底（1）为硅衬底或玻璃衬底，所述衬底（1）的厚度为100nm~300nm。
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