專利名稱：二極管及形成二極管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二極管及形成二極管的方法。
背景技術(shù)：
在集成電路中利用選擇裝置來選擇性地存取所述電路的組件。眾多裝置類型可用 于集成電路的選擇裝置，實(shí)例裝置類型為二極管及晶體管。集成電路制造的持續(xù)目標(biāo)是通過將個(gè)別裝置縮放成日益變小的尺寸來增大整合 密度，及相應(yīng)地減小所述裝置的占據(jù)面積。選擇裝置可能特別難以縮放，因?yàn)闇p小裝置的尺 寸可能會(huì)降低裝置性能。舉例來說，在二極管的整體功能方面可能重要的二極管性能參數(shù)為通過二極管的 電流流動(dòng)。在將二極管縮放成日益變小的尺寸時(shí)可能出現(xiàn)的問題為，通過二極管的電流流 動(dòng)可能相對于二極管的預(yù)期操作變得過小。將需要開發(fā)新二極管及形成二極管的新方法，其使得能夠隨著將二極管縮放到較 小占據(jù)面積而通過二極管維持所要電流流動(dòng)。


圖1為說明實(shí)施例的構(gòu)造的一部分的圖解橫截面視圖。圖2為二極管的電流對電壓的圖形說明。圖3展示說明根據(jù)實(shí)施例的二極管的三種不同偏壓條件的三個(gè)帶隙圖。圖4為說明實(shí)施例的構(gòu)造的一部分的圖解橫截面視圖。圖5為說明實(shí)施例的構(gòu)造的一部分的圖解橫截面視圖。圖6為說明實(shí)施例的構(gòu)造的一部分的圖解橫截面視圖。圖7到圖10為在實(shí)施例的各種處理階段處的構(gòu)造的一部分的圖解橫截面視圖。圖11到圖13為在實(shí)施例的各種處理階段處的構(gòu)造的一部分的圖解橫截面視圖。圖14到圖17為在實(shí)施例的各種處理階段處的構(gòu)造的一部分的圖解橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式一些類型的二極管包含夾于一對導(dǎo)電電極之間的一種或一種以上材料。舉例來 說，金屬-絕緣體-金屬(MIM) 二極管可具有夾于一對導(dǎo)電電極之間的一種或一種以上絕 緣體材料。作為另一實(shí)例，一些類型的肖特基(Schottky) 二極管可具有夾于一對導(dǎo)電電極 之間的一種或一種以上半導(dǎo)體材料。常規(guī)二極管構(gòu)造將具有夾于導(dǎo)電電極之間的形成為薄平面的材料。在一些實(shí)施例 中，認(rèn)識到，如果二極管構(gòu)造經(jīng)制造以在兩個(gè)導(dǎo)電電極之間具有波狀形貌，則可相對于在兩 個(gè)導(dǎo)電電極之間具有平面形貌的二極管構(gòu)造獲得增強(qiáng)的電流流動(dòng)。參看圖1描述作為構(gòu)造10的一部分的實(shí)例實(shí)施例二極管12。構(gòu)造10可由半導(dǎo)體 晶片支撐，且因此可為半導(dǎo)體構(gòu)造。
二極管12包含下部電極14、上部電極16及夾于下部電極與上部電極之間的中間 二極管結(jié)構(gòu)18。下部電極14包含基座20及從基座向上延伸的一對突出物(或底座)22及M?；?座包含基座材料21，且底座包含導(dǎo)電材料23。材料21及23在一些實(shí)施例中可為彼此相同 的成分，且在其它實(shí)施例中，材料21及23在組成上可彼此不同。上部電極16包含導(dǎo)電材料17。所述導(dǎo)電材料可與下部電極的材料21及23中的 一者或兩者相同，或在組成上可與材料21及23中的至少一者不同。導(dǎo)電材料21、23及17可包含任何合適成分或成分的組合，且可(例如)包含以 下各物、基本上由以下各物組成或由以下各物組成各種金屬(例如，鉭、鉬、鎢、鋁、銅、金、 鎳、鈦、鉬等)、含金屬的成分(例如，金屬氮化物、例如硅化鎢或硅化鈦的金屬硅化物等)及 導(dǎo)電摻雜半導(dǎo)體材料(例如，導(dǎo)電摻雜硅等)中的一者或一者以上。中間二極管結(jié)構(gòu)18可包含任何合適成分或成分的組合，且可為單一均質(zhì)層(如圖 所示)，或在其它實(shí)施例中可包含兩個(gè)或兩個(gè)以上相異層。如果二極管12為MIM，則中間二 極管結(jié)構(gòu)18可包含一種或一種以上電絕緣成分。舉例來說，中間二極管結(jié)構(gòu)18可包含以下 各物、基本上由以下各物組成或由以下各物組成選自由氮化鋁、氧化鋁、氧化鉿、氧化鎂、 氧化鈮、氮化硅、氧化硅、氧化鉭、氧化鈦、氧化釔及氧化鋯組成的群組的一個(gè)或一個(gè)以上成 分。依據(jù)主要成分而非依據(jù)具體化學(xué)計(jì)量來引用氧化物及氮化物。因此，將硅的氧化物稱 作氧化硅，其涵蓋二氧化硅的化學(xué)計(jì)量。如果二極管12利用肖特基二極管特性，則中間二極管結(jié)構(gòu)18可包含以下各物、基 本上由以下各物組成或由以下各物組成一種或一種以上半導(dǎo)體材料(例如，硅)；且上部 電極及下部電極可包含以下各物、基本上由以下各物組成或由以下各物組成一種或一種 以上金屬及/或含金屬的成分。可認(rèn)為底座22及M分別包含頂部表面31及33 ；且分別包含側(cè)壁表面35及37。 基座20包含上部表面39，且底座的側(cè)壁表面從基座的上部表面39延伸到底座的最上表面 31 及 33。表面31、33、35、37及39 —起形成第一電極14的波狀形貌。所述波狀形貌具有對 應(yīng)于表面31及33的最高表面，且具有對應(yīng)于表面39的最低表面。最高表面處于最低表面 上方的距離“Q”處。所述距離可為(例如)至少約50納米；在一些實(shí)施例中，可為從約50 納米到約500納米；在一些實(shí)施例中，可為從約200納米到約500納米；且在一些實(shí)施例中， 可為從約50納米到約1微米。如上文所論述，中間二極管結(jié)構(gòu)18可包含一個(gè)或一個(gè)以上層。中間二極管結(jié)構(gòu)18 的總厚度可小于或等于距離“Q”的約百分之十。在一些實(shí)施例中，中間二極管結(jié)構(gòu)18的厚 度可為從約一納米到約四納米。底座22具有寬度“W”。所述寬度在一些實(shí)施例中可小于或等于約50納米。電絕緣材料27處于基座20上方，且上部電極16至少部分地由所述絕緣材料支 撐。絕緣材料27可包含任何合適成分或成分的組合，且可(例如)包含氮化硅、二氧化硅 及硼磷硅玻璃中的一者或一者以上。電極14及16與中間二極管結(jié)構(gòu)18 —起形成二極管。換句話說，第一電極14、第 二電極16及中間二極管結(jié)構(gòu)18—起形成結(jié)構(gòu)，在一種極性的電壓施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)導(dǎo)通第一電極與第二電極之間的電流，且在相反極性的電壓施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)，所述 結(jié)構(gòu)抑制第一電極與第二電極之間的電流流動(dòng)。圖2展示圖解說明圖1中所展示的類型的二極管結(jié)構(gòu)的電流流動(dòng)對電壓的實(shí)例 實(shí)施例相依性的曲線圖2。確切地說，可認(rèn)為正電壓為一種極性，且可認(rèn)為負(fù)電壓為相反極 性。當(dāng)施加正電壓時(shí)，存在通過所述結(jié)構(gòu)的高電流流動(dòng)，且當(dāng)施加負(fù)電壓時(shí)，存在通過所述 結(jié)構(gòu)的相對小的電流流動(dòng)。一雙實(shí)例數(shù)據(jù)點(diǎn)“X”及“-χ”展示于電壓刻度上。盡管圖2的 實(shí)施例在施加正電壓時(shí)展示增大的電流流動(dòng)且在施加負(fù)電壓時(shí)展示阻抗，但在其它實(shí)施例 中，在施加負(fù)電壓時(shí)可出現(xiàn)增大的電流流動(dòng)且在施加正電壓時(shí)可出現(xiàn)阻抗。如上文所論述，中間二極管結(jié)構(gòu)18可包含多個(gè)層。所述層可經(jīng)帶隙工程設(shè)計(jì)以產(chǎn) 生所要二極管性質(zhì)。圖3展示實(shí)例實(shí)施例，其中中間二極管結(jié)構(gòu)18包含經(jīng)工程設(shè)計(jì)以產(chǎn) 生所要二極管性質(zhì)的三個(gè)層3、5及7。確切地說，圖3展示二極管12在未加偏壓條件(圖 40)、加正向偏壓條件(圖42)及加反向偏壓條件(圖44)下的帶隙圖。圖40及圖44展示， 在未加偏壓條件下及在加反向偏壓條件下，來自介電材料3、5及7的帶排除載流子在導(dǎo)電 材料23與17之間的遷移。相比來說，圖42展示，可能會(huì)在加正向偏壓條件下出現(xiàn)隧穿，使 得載流子(確切地說，在所展示的實(shí)施例中的電子)可從導(dǎo)電材料23經(jīng)由量子阱43隧穿 到導(dǎo)電材料17。通過圖3中的虛線箭頭45來圖解說明電子的流動(dòng)?？烧J(rèn)為圖3的帶結(jié)構(gòu)為帶隙工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。第III/V族材料的分子束外延 (MBE)生長可形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)。在介電材料中，如對于非易失性存儲器單元(例如，“脊?fàn)顒?壘”(crested barrier)單元及VARIOT閃存單元)為已知的，可經(jīng)由熱處理(例如，氧化鋁 的熱處理)來工程設(shè)計(jì)帶隙。帶隙工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可利用半導(dǎo)體中的載流子輸送中的帶邊緣 不連續(xù)的特性，及/或可利用電介質(zhì)的電荷存儲中的帶邊緣不連續(xù)的特性。圖1的二極管12為一個(gè)實(shí)例實(shí)施例二極管。在圖4到圖6中展示其它實(shí)例實(shí)施 例二極管。圖4展示包含二極管52的構(gòu)造50的一部分。構(gòu)造50可為半導(dǎo)體構(gòu)造。二極管 52包括下部電極M，所述下部電極M包含基座60及從所述基座向上延伸的單一底座62。 所述二極管還包括上部電極56及在上部電極與下部電極之間的中間二極管結(jié)構(gòu)18。下部 電極的基座60及底座62可包含上文參看圖1對于基座20及底座22及M所論述的成分 中的任一者；且圖4的上部電極56可包含上文參看圖1對于上部電極16所論述的成分中 的任一者。絕緣材料27支撐上部電極的多個(gè)部分。底座62可具有適用于利用常規(guī)圖案化 的制造的寬度。圖5展示包含二極管72的構(gòu)造70的一部分。構(gòu)造70可為半導(dǎo)體構(gòu)造。二極管 72包括下部電極74，所述下部電極74包含基座80及從所述基座向上延伸的多個(gè)底座82、 84及86。所述二極管還包括上部電極76，且包含在上部電極與下部電極之間的中間二極管 結(jié)構(gòu)18。下部電極的基座80及底座82、84及86可包含上文參看圖1對于基座20及底座 22及M所論述的成分中的任一者；且圖5的上部電極76可包含上文參看圖1對于上部電 極16所論述的成分中的任一者。絕緣材料27支撐上部電極的多個(gè)部分。底座82、84及86 可具有適用于利用常規(guī)圖案化的制造的寬度；且所述底座中的至少一者可具有與所述底座 中的至少另一者不同的寬度(如圖所示)，或在其它實(shí)施例中，所有所述底座可具有彼此相 同的寬度。
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圖6展示包含二極管102的構(gòu)造100的一部分。構(gòu)造100可為半導(dǎo)體構(gòu)造。二極 管102包括下部電極104，所述下部電極104包含基座110及從所述基座向上延伸的多個(gè)底 座112、114、116、118、120及122。所述二極管還包括上部電極106，且包含在上部電極與下 部電極之間的中間二極管結(jié)構(gòu)18。下部電極的基座110及底座112、114、116、118、120及 122可包含上文參看圖1對于基座20及底座22及M所論述的成分中的任一者；且圖6的 上部電極106可包含上文參看圖1對于上部電極16所論述的成分中的任一者。絕緣材料 27支撐上部電極的多個(gè)部分。底座112、114、116、118、120及122對于利用常規(guī)圖案化的制 造可能過窄，且替代地，可通過植入晶種隨后在晶種上方生長多個(gè)列而形成，如下文參看圖 14到圖17所論述。上文所描述的二極管可由任何合適方法形成。參看圖7到圖10來描述用于形成 與圖1的二極管相似的二極管的實(shí)例方法。參看圖7，在一處理階段處展示構(gòu)造10，在所述處理階段中，絕緣材料27在基座20 上方形成，且經(jīng)圖案化以具有延伸穿過其的開口 120。材料27的圖案化可包含光刻處理。 確切地說，材料27可形成為跨越基座20的均勻膨脹區(qū)域(uniform expanse)，光刻圖案化 的光致抗蝕劑掩模(未圖示)可形成于材料27上方，一圖案可通過一次或一次以上合適蝕 刻從所述光致抗蝕劑掩模轉(zhuǎn)印到材料27，且可接著移除所述光致抗蝕劑掩模以保留圖7的 所展示構(gòu)造。參看圖8，導(dǎo)電材料23跨越材料27且在開口 120內(nèi)形成。所述導(dǎo)電材料部分地填 充所述開口以使所述開口變窄。間隔物材料122在變窄的開口內(nèi)形成為沿著變窄的開口的 側(cè)壁的一對間隔物123?？赏ㄟ^首先跨越材料27且在開口 120內(nèi)形成間隔物材料122的連 續(xù)層且接著使所述間隔物材料經(jīng)受各向異性蝕刻以移除所述間隔物材料的大部分同時(shí)保 留所展示的間隔物來制造所述間隔物。參看圖9，說明在利用間隔物123(圖8)作為圖案化材料23的掩模之后及在隨后 移除所述間隔物之后的構(gòu)造10。參看圖10，通過在材料23及27上方且在開口 120內(nèi)沉積一個(gè)或一個(gè)以上層來形 成中間二極管結(jié)構(gòu)18 ；且隨后在中間二極管結(jié)構(gòu)18上方形成第二電極16?？赏ㄟ^任何合 適方法來形成中間二極管結(jié)構(gòu)18的所述一個(gè)或一個(gè)以上層。如果通過原子層沉積(ALD) 來形成中間二極管結(jié)構(gòu)18的所述層，則所述層可跨越下伏材料形成為非常保形的。圖10的構(gòu)造包含與圖1的二極管12類似的二極管124。如同圖1的二極管12， 二極管1 包含材料23的從基座20向上延伸的底座22及M。在一些實(shí)施例(未圖示)中，底座的材料23可經(jīng)圖案化有掩模而非圖8的間隔物， 以使得材料23中的一些得以保留以在底座22與M之間的間隙126中跨越基座延伸。在 一些實(shí)施例中，可省略間隔物123(圖8)，且襯墊23可經(jīng)各向異性蝕刻以形成突出物22及 24。圖11到圖13說明用于形成圖4的二極管52的實(shí)例方法。參看圖11，在一處理階段處展示構(gòu)造50，在所述處理階段中絕緣材料27在基座60 上方形成且經(jīng)圖案化以具有延伸穿過其的開口 130。材料27的圖案化可包含光刻處理，如 上文關(guān)于圖7所論述。間隔物材料131在開口 130內(nèi)形成，且經(jīng)圖案化成一對間隔物135。 可通過首先跨越材料27且在開口 130內(nèi)形成間隔物材料131的連續(xù)層且接著使所述間隔物材料經(jīng)受各向異性蝕刻以移除所述間隔物材料的大部分同時(shí)保留所展示的間隔物來制 造所述間隔物。變窄的開口 133延伸于間隔物135之間。參看圖12，展示在于間隔物135(圖11)之間的變窄的開口 133(圖11)內(nèi)形成導(dǎo) 電材料132之后且在隨后移除所述間隔物之后的構(gòu)造50。開口 136及138處于移除所述間 隔物的位置中?？烧J(rèn)為圖12的構(gòu)造具有材料132的從基座60向上突出的底座62。參看圖13，通過在材料60、132及27上方沉積一個(gè)或一個(gè)以上層來形成中間二極 管結(jié)構(gòu)18 ；且隨后在中間二極管結(jié)構(gòu)18上方形成第二電極56以完成二極管52的形成。 可通過包括(例如)ALD的任何合適方法來形成中間二極管結(jié)構(gòu)18的所述一個(gè)或一個(gè)以上 層。圖14到圖17說明用于形成與圖6的二極管102相似的二極管的實(shí)例方法。參看圖14，在一處理階段處展示構(gòu)造100，在所述處理階段中絕緣材料27在基座 110上方形成且經(jīng)圖案化以具有延伸穿過其的開口 150?？缭浇^緣材料27且在開口 150內(nèi) 形成材料152的一層。在一些實(shí)施例中，材料152為犧牲材料，且因此所述材料可包含相 對于構(gòu)造100的其它成分可選擇性地移除的任何成分。舉例來說，在一些實(shí)施例中，材料 152可包含以下各物、基本上由以下各物組成或由以下各物組成二氧化硅、氮化硅或氮氧 化硅。參看圖15，材料152經(jīng)各向異性蝕刻以將材料形成為側(cè)壁間隔物154。側(cè)壁間隔 物巧4在開口 150的周邊處沿著材料27的側(cè)壁，且使所述開口變窄。所述開口經(jīng)展示具有 第一寬度153，且所述絕緣材料經(jīng)展示使所述寬度變窄為第二寬度155。在一些實(shí)施例中， 第一寬度153可為從約200納米到約兩微米，且側(cè)壁間隔物巧4可具有從約50埃到約100 埃的寬度，以使得第二寬度巧5為第一寬度的至少約百分之90。參看圖16，沿著開口 150的底部使晶種材料156分散。在所展示的實(shí)施例中，沿著 開口 150的底部暴露導(dǎo)電基座110的上部表面，且使晶種材料直接在基座的所述上部表面 上分散。側(cè)壁間隔物152使晶種材料不直接倚靠絕緣材料27的側(cè)面。晶種材料可為導(dǎo)電的，且可(例如)為含金屬的納米晶體(例如，包含鉬、鎳、金、 銀、銅、鈀、鎢、鈦、釕等中的一者或一者以上的納米晶體)。術(shù)語“納米晶體”在本文中用以 指代具有小于或等于約10納米的最大橫截面尺寸的結(jié)晶材料(多晶的或單晶的)。晶種材 料可由納米晶體組成(換句話說，可由納米晶體晶種組成)，或可包含與比納米晶體大的其 它晶種材料組合的納米晶體。參看圖17，移除間隔物154，且通過在晶種材料上方生長導(dǎo)電材料158而在晶種 156(圖16)上方形成導(dǎo)電底座112、114、116、118、120及122。導(dǎo)電材料可(例如)包含以 下各物、基本上由以下各物組成或由以下各物組成導(dǎo)電摻雜硅、碳及/或使用化學(xué)氣相沉 積(CVD)、等離子CVD、分子束外延(MBE)或任何其它合適沉積技術(shù)所形成的其它適當(dāng)導(dǎo)電 材料的納米柱(nanorod)?？烧J(rèn)為底座112、114、116、118、120及122通過凹部(valley)彼此隔開，且可認(rèn)為 下部電極的表面的波狀形貌在所述底座上方延伸且向下延伸到所述凹部中。圖17的底座112、114、116、118、120及122類似于圖6的底座，區(qū)別在于圖17的 底座中的一些處于相對于其它底座不同的高度處，而圖6的底座均具有相同高度。圖6及 圖17因此說明類似但略有不同的實(shí)施例。
通過在底座112、114、116、118、120及122上方及之間沉積一個(gè)或一個(gè)以上層來形 成中間二極管結(jié)構(gòu)18 ；且隨后在中間二極管結(jié)構(gòu)18上方形成第二電極106以完成二極管 102的形成?？赏ㄟ^包括(例如)ALD的任何合適方法來形成中間二極管結(jié)構(gòu)18的所述一 個(gè)或一個(gè)以上層。參看圖7到圖17所描述的各種方法展示經(jīng)形成的單二極管。所述單二極管可表 示作為集成電路制造過程的一部分而同時(shí)形成的大量二極管。所述二極管可為(例如)存 儲器陣列或邏輯電路的一部分。因此，圖7、圖11及圖14的單一開口 120、130及150可分 別表示同時(shí)經(jīng)受相同處理的大量開口。在一些實(shí)施例中，可組合以上所論述的實(shí)施例中的兩者或兩者以上。舉例來說，圖 7到圖9的處理可經(jīng)利用以形成下部二極管電極的一對底座，且圖11到圖12的處理及/或 圖14到圖17的處理可經(jīng)利用以形成下部電極的額外底座。根據(jù)各種實(shí)施例所形成的二極管可用于選擇性地存取各種集成電路組件，例如存 儲器單元、邏輯裝置等?？稍诶鐣r(shí)鐘、電視、移動(dòng)電話、個(gè)人計(jì)算機(jī)、汽車、工業(yè)控制系統(tǒng)、 飛機(jī)等的各種各樣的電子系統(tǒng)中利用包含所述二極管的集成電路。
權(quán)利要求
1. 一種形成二極管的方法，其包含形成第一電極，所述第一電極包含從導(dǎo)電基座向上延伸的一個(gè)或一個(gè)以上導(dǎo)電底座； 所述一個(gè)或一個(gè)以上底座具有頂部表面，且具有從所述基座延伸到所述頂部表面的側(cè)壁表跨越所述一個(gè)或一個(gè)以上底座的所述頂部表面及所述側(cè)壁表面沉積一個(gè)或一個(gè)以上層；在所述一個(gè)或一個(gè)以上層上方形成第二電極；且其中所述第一電極、一個(gè)或一個(gè)以上層及第二電極一起形成結(jié)構(gòu)，在一種極性的電壓 施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)導(dǎo)通所述第一電極與第二電極之間的電流，且在具有與所述 一種極性相反的極性的電壓施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)抑制所述第一電極與第二電極之 間的電流流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積所述一個(gè)或一個(gè)以上層包含原子層沉積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述形成所述第一電極包含 跨越所述導(dǎo)電基座形成絕緣材料；圖案化開口，所述開口穿過所述絕緣材料延伸到所述導(dǎo)電基座； 用導(dǎo)電材料為所述開口加襯；以及將所述襯墊圖案化到所述一個(gè)或一個(gè)以上底座中的至少一者中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述形成所述第一電極包含在所述基座上方生 長所述一個(gè)或一個(gè)以上底座。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上底座是與所述基座相同的成分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上底座包含所述基座未包含的 至少一種成分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上層是至少兩個(gè)層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上層僅是一個(gè)層。
9.一種形成二極管的方法，其包含形成具有波狀形貌的第一電極，所述波狀形貌包含最低表面及最高表面；所述最高表 面處于所述最低表面上方的一距離處；跨越所述波狀形貌保形地沉積一個(gè)或一個(gè)以上層，所述一個(gè)或一個(gè)以上層一起具有小 于或等于所述距離的約10%的厚度；在所述一個(gè)或一個(gè)以上層上方形成第二電極；且其中所述第一電極、一個(gè)或一個(gè)以上層及第二電極一起形成結(jié)構(gòu)，在跨越所述第一電 極及第二電極施加第一電壓時(shí)，所述結(jié)構(gòu)導(dǎo)通從所述第一電極到所述第二電極的電流，且 在跨越所述第一電極及所述第二電極施加具有與所述第一電壓的極性相反的極性的第二 電壓時(shí)，所述結(jié)構(gòu)抑制電流從所述第二電極流到所述第一電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述形成所述第一電極包含 在導(dǎo)電基座上方且直接倚靠所述導(dǎo)電基座而形成導(dǎo)電材料；以及蝕刻所述導(dǎo)電材料以將所述導(dǎo)電材料形成為從所述基座向上延伸的至少一個(gè)突出物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述基座上方形成經(jīng)圖案化的絕緣材料，所述經(jīng)圖案化的絕緣材料具有穿過其延伸 到所述基座的至少一個(gè)開口；在所述至少一個(gè)開口內(nèi)形成所述導(dǎo)電材料作為襯墊；且其中所述蝕刻包含各向異性地蝕刻所述襯墊以形成所述至少一個(gè)突出物。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述導(dǎo)電材料包含與所述基座相同的成分。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述導(dǎo)電材料包含與所述基座不同的成分。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述形成所述第一電極包含 蝕刻開口，所述開口延伸穿過絕緣材料且延伸到導(dǎo)電基座；沿著所述開口的側(cè)壁形成至少一個(gè)側(cè)壁間隔物以使所述開口變窄，所述基座沿著所述 變窄的開口的底部暴露；沿著所述變窄的開口的所述底部使晶種材料分散；以及從所述分散的晶種材料生長底座，所述底座通過凹部彼此隔開，所述波狀形貌延伸跨 越所述底座及凹部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述分散的晶種材料由納米晶體晶種組成。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包含在使所述晶種材料分散之后移除所述 至少一個(gè)側(cè)壁間隔物。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述保形地沉積所述一個(gè)或一個(gè)以上層包含原 子層沉積。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述距離是至少約50納米。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述厚度是從約1納米到約4納米。
20.一種形成二極管的方法，其包含形成第一電極，所述第一電極包含從基座向上延伸的兩個(gè)或兩個(gè)以上突出物；所述突 出物通過延伸到所述基座的上部表面的至少一個(gè)間隙彼此隔開；跨越所述突出物且在所述至少一個(gè)間隙內(nèi)沉積一個(gè)或一個(gè)以上層； 在所述一個(gè)或一個(gè)以上層上方形成第二電極；且其中所述第一電極、一個(gè)或一個(gè)以上層及第二電極一起形成結(jié)構(gòu)，在一種極性的電壓 施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)導(dǎo)通所述第一電極與第二電極之間的電流，且在具有與所述 一種極性相反的極性的電壓施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)抑制所述第一電極與第二電極之 間的電流流動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述形成所述第一電極包含在所述基座上方形成經(jīng)圖案化的絕緣材料，所述經(jīng)圖案化的絕緣材料具有穿過其延伸 到所述基座的至少一個(gè)開口；在所述至少一個(gè)開口內(nèi)形成導(dǎo)電材料；以及 蝕刻所述導(dǎo)電材料以形成所述突出物。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述形成所述第一電極包含在所述基座上方形成經(jīng)圖案化的絕緣材料，所述經(jīng)圖案化的絕緣材料具有穿過其延伸 到所述基座的至少一個(gè)開口；在所述至少一個(gè)開口內(nèi)形成導(dǎo)電材料作為襯墊；以及蝕刻所述襯墊以形成所述突出物。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述形成所述第一電極包含 蝕刻開口，所述開口延伸穿過絕緣材料且延伸到所述基座；沿著所述開口的側(cè)壁形成至少一個(gè)側(cè)壁間隔物以使所述開口變窄，所述基座沿著所述 變窄的開口的底部暴露；沿著所述變窄的開口的所述底部使晶種材料分散；以及 從所述分散的晶種材料生長底座。
24.一種二極管，其包含第一電極，其包含從基座向上延伸的至少一個(gè)底座；所述至少一個(gè)底座具有頂部表面， 且具有從所述基座延伸到所述頂部表面的側(cè)壁表面；一個(gè)或一個(gè)以上層，其跨越所述至少一個(gè)底座的所述頂部表面及所述側(cè)壁表面； 第二電極，其在所述一個(gè)或一個(gè)以上層上方；且其中所述第一電極、一個(gè)或一個(gè)以上層及第二電極一起形成結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)經(jīng)配置以 在一種極性的電壓施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)導(dǎo)通所述第一電極與第二電極之間的電流，且所述結(jié) 構(gòu)經(jīng)配置以在具有與所述一種極性相反的極性的電壓施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)抑制所述第一電 極與第二電極之間的電流流動(dòng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的二極管，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上底座是與所述基座相同 的成分。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的二極管，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上底座包含所述基座未包 含的至少一種成分。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的二極管，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上層是至少兩個(gè)層。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的二極管，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上層僅是一個(gè)層。
29.—種二極管，其包含具有波狀形貌的第一電極，所述波狀形貌包含最低表面及最高表面；所述最高表面處 于所述最低表面上方的一距離處；跨越所述波狀形貌的一個(gè)或一個(gè)以上層，所述一個(gè)或一個(gè)以上層一起具有小于或等于 所述距離的約10%的厚度；在所述一個(gè)或一個(gè)以上層上方的第二電極；且其中所述第一電極、一個(gè)或一個(gè)以上層及第二電極一起形成結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)經(jīng)配置以 在跨越所述第一電極及第二電極施加第一電壓時(shí)導(dǎo)通從所述第一電極到所述第二電極的 電流，且所述結(jié)構(gòu)經(jīng)配置以在跨越所述第一電極及所述第二電極施加具有與所述第一電壓 的極性相反的極性的第二電壓時(shí)抑制電流從所述第二電極流到所述第一電極。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的二極管，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上層是至少兩個(gè)層。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的二極管，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上層僅是一個(gè)層。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的二極管，其中所述距離是至少約50納米。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的二極管，其中所述厚度是從約1納米到約4納米。
34.一種二極管，其包含第一電極，其包含從基座向上延伸的兩個(gè)或兩個(gè)以上突出物；所述突出物通過延伸到 所述基座的上部表面的至少一個(gè)間隙彼此隔開；一個(gè)或一個(gè)以上層，其跨越所述突出物且在所述至少一個(gè)間隙內(nèi)； 第二電極，其在所述一個(gè)或一個(gè)以上層上方；且其中所述第一電極、一個(gè)或一個(gè)以上層及第二電極一起形成結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)經(jīng)配置以 在一種極性的電壓施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)導(dǎo)通所述第一電極與第二電極之間的電流，且所述結(jié) 構(gòu)經(jīng)配置以在具有與所述一種極性相反的極性的電壓施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)抑制所述第一電 極與第二電極之間的電流流動(dòng)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的二極管，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上突出物是與所述基座相 同的成分。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的二極管，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上突出物包含所述基座未 包含的至少一種成分。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的二極管，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上層是至少兩個(gè)層。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的二極管，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上層僅是一個(gè)層。
全文摘要
一些實(shí)施例包括形成二極管的方法，其中形成第一電極而使其具有從基座向上延伸的底座。沿著跨越所述底座及基座延伸的波狀形貌沉積至少一個(gè)層，且在所述至少一個(gè)層上方形成第二電極。所述第一電極、至少一個(gè)層及第二電極一起形成結(jié)構(gòu)，在一種極性的電壓施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)導(dǎo)通所述第一電極與第二電極之間的電流，且在具有與所述一種極性相反的極性的電壓施加到所述結(jié)構(gòu)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)抑制所述第一電極與第二電極之間的電流流動(dòng)。一些實(shí)施例包括二極管，所述二極管具有含有從基座向上延伸的兩個(gè)或兩個(gè)以上突出物的第一電極；具有在所述第一電極上方的至少一個(gè)層；且具有在所述至少一個(gè)層上方的第二電極。
文檔編號H01L29/861GK102067321SQ200980122693
公開日2011年5月18日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者古爾特杰·S·桑胡, 錢德拉·穆利 申請人:美光科技公司