[发明专利]用于实现交叉传导或者半传导存取线的交叉杆阵列的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于实现交叉传导或者半传导存取线的交叉杆阵列的方法。本发明在实现用于存储器设备并且具体用于非易失性存储器设备的交叉存取线的交叉杆阵列的领域中有特别令人感兴趣的应用。

背景技术

已知允许实现这一类交叉存取线的交叉杆阵列的各种方法。

因此，在文献“A hybrid micro-nano-molecular route for nonvolatile memories”(G F Cerofolini和D Mascolo，Semicond，Sci.Technol.21(2006)1315-1325)中描述的称为SnPT或者“多间隔图形技术”的方法允许实现第一组传导线与第二组传导线交叉。这一方法包括针对各传导线依次实现在衬底上的保形沉积和各向异性蚀刻。

这一方法的主要弊端在于它需要与产生线时一样多的沉积和蚀刻阶段这一事实。现在某些应用(通常为存储器架构)需要在实现很大数目的线时进行很多的沉积和蚀刻阶段，从而导致成本高和制造时间长。

还已知一种用于使用称为“纳米刻印”的光刻技术来实现交叉传导存取线的交叉杆阵列的方法；这一方法在文献“One-kilobit cross-bar molecular memory circuits at 30-nm half-pitch fabricated by namoimprint lithography”(Wu等人，Appl.Phys.A 80.1173-1178(2005))中描述。它的实施需要使用透明模具，该模具在它的一面包括蚀刻的结构(或者腔)。树脂沉积于衬底上。然后模具对树脂施加略微压力使得后者填充模具的腔。然后通过透明衬底发射UV辐射来光聚合树脂。

这一方法也带来某些弊端。

第一弊端在于由腔侧面的粗糙而形成的缺陷传导到树脂图形的侧面这一事实。

另外，腔的理论位置与它在模具上的实际位置之间的差异生成误差，该误差在若干级的对准时被重复。

最后，模具的使用需要使用两个树脂层：用于实现提起阶段的下层和由模具刻印的上层。由于模具与上层的机械接触，模具的表面因摩擦而面临过早退化。

在文献US20070161237中描述的另一方法允许以碳纳米管实现交叉存取线结构；这一方法包括通过化学蚀刻在衬底上限定区段、然后在这些区段上实现纳米管气相沉积。在气相沉积时通过施加电场对纳米管进行定向。

另一方面，这样的方法不能对纳米管精确定位。因此，这样具有交叉存取线的结构通常带来不能相互理想平行并且间距近似的纳米管。

另外，这一技术仅在有关通过化学气相沉积(CVD)实现的碳纳米管或者硅纳米线时描述过。

在文献“Nano-Crossbar Arrays for Nonvolatile Resistive RAM(RRAM)Applications”(C.Nauenheim等人，8^th IEEE Conference on Nanotechnology，2008，pp.464-467)中描述的另一用于实现具有交叉存取线的交叉杆阵列的方法使用与提起型方法组合的电子束刻蚀以限定隔开100nm的金属线。

除了电子束刻蚀技术的成本很高之外，这一方法还需要长时间暴露于电子束下。

以已知方式，在文献“Applied physics letters，volume 82，number 10，pp.1610-1612，2003”中描述的称为SNAP或者“Superlattice Nanowire Pattern Transfer”的方法允许通过实现相互平行的金属或者半传导线来获得交叉存取线。该技术基于将对薄膜增加厚度的控制转换成对平行线直径和间距(分别减少至8nm和16nm)的控制。

然而这样的方法带来弊端。事实上，这一方法允许实现数目有限的传导或者半传导线，因此不允许在单个阶段中覆盖衬底的整个表面。因此，由于希望实现大量传导或者半传导线，所以制造成本变得非常高。

也已知用于使用UV型光刻技术来实现交叉传导或者半传导存取线的交叉杆阵列的方法。在文献“2-stack ID-IR Cross-point Structure with Oxide Diodes as Switch Elements for High Density Resistance RAM Applications”，(Myoung-Jae Lee等人，proceedings of IEDM 2008，pp.771-774)中描述这样的方法。