成果介绍
本发明公开了一种使用电化学沉积进行相变存储单元集成的方法,包括步骤:S1:制备导电衬底;S2:制备绝缘层;S3:制备深孔;S4:配置反应溶液,其中混合有两种不同的电解液;S5:在深孔内从底部向上进行电化学沉积,通过调节沉积参数,在深孔内沉积出上下两层材料即选通管和相变单元;S6:制备上电极。通过微纳加工技术刻蚀出纳米级孔径的深孔之后再利用电化学沉积的方法快速有效填充深孔的工艺方法,可以从纳米孔的底部开始生长纳米相变材料,能够实现超大深宽比小孔进行多层复杂结构的硫系相变材料的填充,通过对沉积参数的调控可以实现对材料生长的精准调控,通过设计底部施加电势的电极形状实现图形化的生长,进行复杂结构多种材料的制备。
成果亮点
传统的相变存储器(PCM)已经逐渐不能满足大数据时代对高容量存储的需求,无论是PCM的三维堆叠还是器件尺寸的不断缩小都是为了提高存储密度和可靠性。但是随着工艺节点的推进,不仅器件结构深宽比的不断加大使得在工艺中面临严重的深孔填充的困难,而且3D Xpoints结构中选通管单元与相变材料单元的共同集成也依赖于快速有效的深孔填充工艺。
虽然先进的光刻工艺能够刻出纳米孔径的图形,常用的干法刻蚀工艺如等离子体刻蚀,离子束刻蚀,反应离子刻蚀方法也可以将纳米尺度的图形转移到二氧化硅等绝热材料上,但是高深宽比的纳米孔给后续的填充工艺带来了难题,常见的孔填充工艺主要利用薄膜沉积的技术,包括化学气相沉积 (CVD),物理气相沉积 (PVD) 以及原子层沉积 (ALD)方法,这些方法在将薄膜材料沉积到深孔中时都会面临同一个问题,即薄膜材料容易在深孔的开口处进行集中,易导致整个孔还未被填充完全时其开口被堵塞封闭,从而在孔的底部形成空隙,会导致薄膜材料与底电极接触不充分等问题,会极大地影响器件最终的性能。
团队介绍
华中科技大学,简称华中大,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”、“985工程"、"211工程"、入选"强基计划"、"111计划"、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、湖北省2011计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划***,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟、中国人工智能教育联席会理事单位
成果资料