[发明专利]纳米管随机存储器及其形成方法

说明书

一种纳米管随机存储器及其形成方法，其中形成方法包括：提供基底，所述基底顶部具有氧化层，氧化层和部分基底内具有第一电极；对第一电极和氧化层顶部进行表面处理，使第一电极和氧化层顶部的粗糙度增加；进行表面处理之后，在氧化层和第一电极顶部形成纳米管材料层。所述方法能够增加纳米管材料层与第一电极和氧化层顶部的结合力。

技术领域

本发明涉及存储器领域，尤其涉及一种纳米管随机存储器及其形成方法。

背景技术

随着芯片集成的器件越来越多，器件的尺寸正逐渐接近其物理极限，因此，寻找尺寸小、成本低、速度快、稳定性好的存储器件，并实现器件的高度集成化，已经成为半导体工艺所面临的关键问题。

近年来，研究人员将目光转向另一种新型材料—碳纳米管(Carbon Nanotube，CNT)，碳纳米管以其独有的电学特性成为下一代电子器件的首先材料。

然而，现有技术形成的纳米管随机存储器的性能较差。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种纳米管随机存储器及其形成方法，以提高纳米管随机存储器的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种纳米管随机存储器的形成方法，包括：提供基底，所述基底顶部具有氧化层，所述氧化层和部分基底内具有第一电极；对第一电极和氧化层顶部进行表面处理，使第一电极和氧化层顶部的粗糙度增加；进行表面处理之后，在氧化层和第一电极的顶部形成纳米管材料层。

可选的，所述氧化层的厚度为：50纳米～1000纳米。

可选的，所述第一电极的材料为金属；所述氧化层的材料包括氧化硅。

可选的，所述表面处理的工艺包括：溅射工艺或者等离子体工艺。

可选的，所述溅射工艺的参数包括：溅射粒子包括氩原子，能量为100瓦～450瓦，时间为5秒～200秒。

可选的，在所述溅射工艺过程中，部分所述氧化层被去除，暴露出第一电极的部分侧壁。

可选的，在所述溅射工艺过程中，所述氧化层的去除量为：3纳米～50纳米。

可选的，所述纳米管材料层的形成方法包括：在所述氧化层和第一电极顶部形成纳米管溶液；进行退火处理，使纳米管溶液内的溶剂蒸发，形成所述纳米管材料层。

可选的，所述纳米管溶液为纳米管和水的混合液。

可选的，所述纳米管为单壁纳米管或者多壁纳米管。

可选的，进行所述表面处理之后，形成纳米管溶液之前，所述形成方法还包括：对氧化层和第一电极顶部进行亲水化处理。

可选的，所述亲水化处理的参数包括：亲水剂包括酸溶液，所述酸溶液中酸和水的体积比为1:3000～1:200，时间为10秒～120秒。

可选的，所述酸溶液包括氢氟酸溶液、盐酸溶液、硫酸溶液、磷酸和硝酸中的一种或者多种组合。

可选的，形成纳米管材料层之后，所述形成方法还包括：在所述纳米管材料层顶部形成第二电极材料膜，所述第二电极材料膜表面具有掩膜层，所述掩膜层覆盖第一电极顶部、以及第一电极周围的部分第二电极材料膜；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述第二电极材料膜和纳米管材料层，直至暴露出氧化层，形成纳米管层和位于纳米管层顶部的第二电极；在氧化层表面、以及纳米管层和第二电极的侧壁形成第一介质层，所述第一介质层内具有暴露出第二电极的第一开口，且所述第一开口位于第二电极顶部；在所述第一开口内形成第一金属线，所述第一金属线充满第一开口。

可选的，所述基底内具有第二金属线，所述第二金属线的顶部与第一电极的底部相接触。