[发明专利]基于ZnO肖特基二极管的相变随机存储器阵列及制作方法

权利要求书

1.一种基于ZnO肖特基二极管的相变随机存储器阵列，其特征在于，包括：

第一导电类型的半导体衬底；

位于所述半导体衬底之上的绝缘缓冲层；

位于所述绝缘缓冲层之上的多条相互平行的第二导电类型的字线；

位于所述字线之上，电连接于所述字线的多个ZnO肖特基二极管，所述ZnO肖特基二极管由第一导体层和与之相连的n型ZnO多晶态薄膜组成；

分别位于每个所述ZnO肖特基二极管之上的第二导体层；

分别位于每个第二导体层之上的相变存储层；

位于所述相变存储层之上，电连接于所述相变存储层的多条位线，所述位线空间垂直于所述字线。

2.根据权利要求1所述基于ZnO肖特基二极管的相变随机存储器阵列，其特征在于：所述第一导电类型为p型，第二导电类型为n型。

3.根据权利要求1所述基于ZnO肖特基二极管的相变随机存储器阵列，其特征在于：多条所述字线之间填充有绝缘隔离层。

4.根据权利要求1所述基于ZnO肖特基二极管的相变随机存储器阵列，其特征在于：所述ZnO肖特基二极管中的第一导体层采用铜、铂或银材料。

5.根据权利要求1所述基于ZnO肖特基二极管的相变随机存储器阵列，其特征在于：所述ZnO肖特基二极管之上的第二导体层采用铝或铝铜合金材料。

6.根据权利要求1所述基于ZnO肖特基二极管的相变随机存储器阵列，其特征在于：在所述ZnO肖特基二极管及其上的第二导体层周围设有第一介电隔离结构，所述第一介电隔离结构与所述ZnO肖特基二极管及其上的第二导体层之间设有第一介质障壁层。

7.根据权利要求1所述基于ZnO肖特基二极管的相变随机存储器阵列，其特征在于：所述相变存储层周围设有第二介电隔离结构，所述第二介电隔离结构与所述相变存储层之间设有第二介质障壁层。

8.根据权利要求1所述基于ZnO肖特基二极管的相变随机存储器阵列，其特征在于：所述字线和位线的上下表面分别设有阻挡层。

9.一种基于ZnO肖特基二极管的相变随机存储器阵列的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在半导体衬底上形成绝缘缓冲层；

(2)利用沉积和光刻刻蚀工艺在所述绝缘缓冲层上形成多条相互平行的字线，并在多条所述字线之间填充绝缘隔离层，然后进行化学机械抛光使表面平坦化；

(3)在所述字线上形成第一导体层，然后利用原子层沉积技术将ZnO以单原子形式一层一层的镀在第一导体层表面形成n型ZnO多晶态薄膜，沉积温度不高于200℃；再在n型ZnO多晶态薄膜之上形成第二导体层，通过刻蚀工艺从而形成多个包括第一导体层、n型ZnO多晶态薄膜和第二导体层的柱状单元，多个所述柱状单元组成柱状阵列；

(4)在该柱状阵列的间隙内壁表面先制备第一介质障壁层，然后利用介电材料将间隙填满以形成第一介电隔离结构，之后进行化学机械抛光使表面平坦化；

(5)在所述第一介电隔离结构上制备一层介电材料，然后利用光刻刻蚀工艺开设多个通孔，分别使其下柱状单元的第二导体层露出，并在通孔内壁表面制备第二介质障壁层，之后在通孔内填充相变材料形成相变存储层，相变存储层及第二介质障壁层周围的介电材料成为第二介电隔离结构；

(6)利用化学机械抛光平坦化相变存储层表面，然后在其上制作位线，所述位线空间垂直于所述字线。

10.根据权利要求9所述基于ZnO肖特基二极管的相变随机存储器阵列的制作方法，其特征在于：步骤(3)利用原子层沉积技术形成n型ZnO多晶态薄膜时，衬底温度为60～200℃，腔体真空度为4x10^-9～6x10^-9Torr，气体流量为0.06～0.08L/s；前驱体为二乙基锌和H₂O，化学反应式为：Zn(C₂H₅)₂+H₂O→ZnO+2C₂H₆