[发明专利]非挥发性存储器及其形成方法

说明书

本发明公开一种非挥发性存储器及其形成方法，其中该非挥发性存储器包含有一背电极、一第一石墨烯带状层、一介电层、一第二石墨烯带状层以及一多孔介电层。背电极设置于一基底中。第一石墨烯带状层设置于基底上。介电层覆盖第一石墨烯带状层，但暴露出第一石墨烯带状层的一部分。第二石墨烯带状层，设置于第一石墨烯带状层上方，其中第二石墨烯带状层包含一悬臂部连接二末端部，且悬臂部位于第一石墨烯带状层暴露出的部分正上方。多孔介电层设置于介电层上且密封悬臂部。

技术领域

本发明涉及一种非挥发性存储器及其形成方法，且特别是涉及一种应用石墨烯的非挥发性存储器及其形成方法。

背景技术

非挥发性存储装置一向是各种电子信息产品中不可或缺的重要构筑方块，尤其是随着现代信息产业的快速发展，各种信息产品的体积重量都已大幅缩减，甚至成为可携式的产品。像是电性可抹除只读存储器(EEPROM)及闪存存储器(flash memory)这样轻薄短小、没有机械装置、不需机械动作而能够以电子的方式快速写入(或所谓的规划，program)、抹除、读取数据的存储装置，也就成为现代信息产品中最重要的非挥发性存储装置之一。

发明内容

本发明提出一种非挥发性存储器及其形成方法，其以石墨烯成长于绝缘层上而形成非挥发性存储器，如此可简化制作工艺并改善结构的稳固性及制作工艺良率。

本发明提供一种非挥发性存储器，包含有一背电极、一第一石墨烯带状层、一介电层、一第二石墨烯带状层以及一多孔介电层。背电极设置于一基底中。第一石墨烯带状层设置于基底上。介电层覆盖第一石墨烯带状层，但暴露出第一石墨烯带状层的一部分。第二石墨烯带状层，设置于第一石墨烯带状层上方，其中第二石墨烯带状层包含一悬臂部连接二末端部，且悬臂部位于第一石墨烯带状层暴露出的部分正上方。多孔介电层设置于介电层上且密封悬臂部。

本发明提供一种形成非挥发性存储器的方法，包含有下述步骤。首先，依序形成一第一石墨烯带状层、一第一介电层、一第二石墨烯带状层、一第二介电层以及一多孔介电层于一基底上。接着，形成一硬掩模层覆盖多孔介电层但暴露出多孔介电层的一部分。接续，进行一处理制作工艺，移除多孔介电层暴露出的部分正下方的第二介电层的一部分以及第一介电层的一部分，因而由多孔介电层暴露出的部分正下方的第二石墨烯带状层的部分形成第二石墨烯带状层的一悬臂部。

基于上述，本发明提出一种非挥发性存储器及其形成方法，其包含一第一石墨烯带状层设置于一基底上；一介电层覆盖第一石墨烯带状层，但暴露出第一石墨烯带状层的一部分；一第二石墨烯带状层，设置于第一石墨烯带状层上方，其中第二石墨烯带状层包含一悬臂部连接二末端部，且悬臂部位于第一石墨烯带状层暴露出的部分正上方。如此，在施加电压改变悬臂部的弯曲度时，即可得到逻辑状态的“0”或“1”。相较于现有例如纳米碳管等形成非挥发性存储器，本发明的石墨烯带状层易于直接成长于例如氧化层等绝缘层上，实务上可使制作工艺更容易且结构更完整，进而改善制作工艺良率。

再者，本发明依序形成一第一石墨烯带状层、一第一介电层、一第二石墨烯带状层、一第二介电层以及一多孔介电层于一基底上；形成一硬掩模层覆盖多孔介电层但暴露出多孔介电层的一部分；再进行一处理制作工艺，移该多孔介电层暴露出的部分正下方的第二介电层的一部分以及第一介电层的一部分，因而由多孔介电层暴露出的部分正下方的第二石墨烯带状层的部分形成第二石墨烯带状层的一悬臂部。如此一来，本发明可经由处理制作工艺直接穿透多孔介电层而移除部分的第一介电层及第二介电层，并形成第二石墨烯带状层的悬臂部。此制作工艺简单。无静电荷累积而导致的静摩擦阻力，因而在读取/写入时无静摩擦阻力造成的信息错误。石墨烯带状层之间可具有较小间距且石墨烯带状层具有低形变，能使非挥发性存储器具有高读取/写入速率。

附图说明

图1为本发明优选实施例中形成非挥发性存储器的方法的剖面示意图；

图2为本发明优选实施例中形成非挥发性存储器的方法的剖面示意图；