金属‑绝缘体‑金属二极管及制造方法技术

本文提供了涉及金属‑绝缘体‑金属二极管及其制造方法的实施例。在一些实施例中，金属‑绝缘体‑金属二极管能够部分地经由在光致抗蚀剂上使用衰逝波来制成。在一些实施例中，允许更精细地操纵光致抗蚀剂且允许一个金属片分离成第一金属片和第二金属片。第一金属片随后能够与第二金属片进行有差别地处理(例如，通过使另一金属退火到第一金属片上)，从而允许两个金属片的功函数不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请一般地涉及金属-绝缘体-金属二极管。
技术介绍
金属-绝缘体-金属二极管用于各应用，包括例如各种IR传感器和检测器。另外，金属-绝缘体-金属二极管能够优于诸如硅晶体管的其他的硅基电子器件，其允许更快速的电子传输。概述在一些实施例中，提供了一种金属-绝缘体-金属二极管。该二极管可以包括介电基片、布置在介电基片上的第一金属导电层、布置在介电基片上方且与第一金属导电层间隔开的第二金属导电层以及布置在第一金属导电层与第二金属导电层之间的介电沟槽。在一些实施例中，提供了制成金属-绝缘体-金属二极管的方法。该方法可以包括:将导电层设置在介电基片上。导电层可以包括第一金属。该方法可以包括:将光致抗蚀剂层施加到导电层上，使得光致抗蚀剂的一部分暴露于衰逝波(evanescent wave)，去除光致抗蚀剂的暴露于衰逝波的至少一部分以露出导电层的一部分，以及蚀刻导电层的露出部分而形成将导电层的第一区域与导电层的第二区域分离的沟槽。在一些实施例中，提供了制成金属-绝缘体-金属二极管的方法。该方法可以包括:将导电层设置在介电基片上。导电层可以包括第一金属。该方法可以进一步包括:将光致抗蚀剂层施加到导电层上，将光致抗蚀剂的一部分暴露于辐射线，去除光致抗蚀剂的暴露于辐射线的至少一部分以露出导电层的一部分；以及蚀刻导电层的露出部分以形成将导电层的第一区域与导电层的第二区域分离的沟槽。在一些实施例中，沟槽具有小于约10nm的宽度。在一些实施例中，提供了用于制成金属-绝缘体-金属二极管的系统。该系统可以包括控制器，该控制器配置为执行利于制成金属-绝缘体-金属二极管的指令以及与控制器耦合的一个或多个物理蒸汽沉积装置。物理蒸汽沉积装置可以经由控制器一起配置为将导电层施加到基片上。该系统可以进一步包括与控制器耦合的一个或多个旋涂机(spincoater) 0旋涂机可以经由控制器一起配置为将第一光致抗蚀剂层施加到导电层上。在一些实施例中，该系统可以进一步包括衰逝波装置，该衰逝波装置配置为将衰逝波施加到第一光致抗蚀剂层上以获得第一光致抗蚀剂层中的开口而露出导电层的一部分。在一些实施例中，该系统可以进一步包括与控制器耦合的等离子蚀刻装置。该等离子蚀刻装置能够经由控制器来操纵，以将导电层的露出部分蚀刻从而形成将导电层的第一区域和导电层的第二区域分离的沟槽。前面的概述仅仅是示例性的，而不意在以任何方式进行限制。通过参考附图以及下面的详细说明，除了上文所描述的示例性的方案、实施例和特征之外，另外的方案、实施例和特征将变得清晰可见。【附图说明】图1是金属-绝缘体-金属二极管的一些实施例的图示。图2A至2G描绘了用于制成金属-绝缘体-金属二极管的工艺的一些实施例。图3是用于制造金属-绝缘体-金属二极管的系统的一些实施例的示意图。【具体实施方式】在下面的详细说明中，将参考附图，附图构成了详细说明的一部分。在附图中，除非上下文指出，否则相似的符号通常表示相似的部件。在详细说明、附图和权利要求中所描述的示例性实施例不意在限制。可以使用其它实施例，并且可以做出其它改变，而不偏离本文呈现的主题的精神或范围。将易于理解的是，如本文大致描述且如图中所图示的，本公开的方案能够以各种不同配置来布置、替代、组合、分离和设计，所有这些都在本文中明确地构思出。本文提供了制造具有超薄绝缘体层的金属-绝缘体-金属二极管的方法。在一些实施例中，金属电极是通过常规的光刻法和干法蚀刻来提供的。在此之后，沟槽被制作成穿过金属电极而将其分离成两个电极。该沟槽能够通过使用传播通过纳米孔(或“间隙”)的衰逝波来产生的，与产生衰逝波的曝光的波长相比，该纳米孔直径尺寸较小。在一些实施例中，金属的分离的半部与金属制成合金，其选择性地沉积到分离的金属上，从而提供不同的功函数(work funct1n)。在一些实施例中，通过将金属制成合金，金属电极的功函数能够经修正以获得期望的和/或更佳的金属-绝缘体-金属二极管特性。在一些实施例中，金属-绝缘体-金属二极管可以包括介电基片、布置在介电基片上的第一金属导电层、布置在介电基片上且与第一金属导电层间隔开的第二金属导电层，以及布置在第一金属导电层与第二金属导电层之间的介电沟槽。如本领域技术人员将理解的是，沟槽可以为空；然而，在其他实施例中，沟槽可以填充相对非导电的材料。图1描绘了金属-绝缘体-金属二极管100的一些实施例的两个视图。顶板是沿着A-A’的底板的剖视图。金属-绝缘体-金属二极管可以包括基片110、在基片110上的第一导电层120以及在基片110上的第二导电层130。在一些实施例中，在第一导电层120与第二导电层130之间有沟槽140。在一些实施例中，绝缘材料可以定位在第一导电层120与第二导电层130之间的沟槽140中。因此，在一些实施例中，沟槽140无需为空隙，而是可以为第一导电层120与第二导电层130之间的绝缘材料。在一些实施例中，沟槽的宽度可以等于或小于lOOnm，例如，等于或小于约lOOnm、90nm、80nm、70nm、60nm、50nm、40nm、30nm、20nm或10nm，包括任意两个前述值之间的任意范围以及在任一个前述值以下的任意范围。在一些实施例中，沟槽等于或小于约10nm，例如，小于约10nm、9nm、8nm、7nm、6nm、5nm、4nm、3nm、2nm或lnm，包括在任意两个前述值之间的任意范围以及在任一个前述值以下的任意范围。在一些实施例中，第一金属导电层包括至少一个金属元素。在一些实施例中，金属元素包括铬，钨，钼，钆，铝，铌，镍，金，钛，钽，或铂中的一种或多种。在一些实施例中，第二金属导电层包括至少一种金属元素，包括例如络，妈，钼，化招，银，镍，金，钛，钽，或铂中的一种或多种。在一些实施例中，第一金属导电层、第二金属金属导电层或者第一和第二金属导电层包括合金。在一些实施例中，任意金属元素能够组合在任意金属层中以便形成期望的合金。在一些实施例中，导电层包括磷或砷。在一些实施例中，导电层包括碳纳米管，炭黑，石墨，石墨烯，富勒烯(c6。)，黑铅或其它导电材料。在一些实施例中，第一金属导电层和第二金属导电层均包括至少一种共同的金属元素。在一些实施例中，共同的金属元素包括铬，钨，钆，钼，铝，铌，镍，金，钛，钽，或铂中的至少一种。在一些实施例中，第一金属导电层具有第一功函数。在一些实施例中，第二金属导电层具有第二功函数。在一些实施例中，第一功函数与第二功函数之间的绝对差至少为约0.leV，例如 0.05eV, 0.leV, 0.2eV, 0.3eV, 0.4eV, 0.5eV, 0.6eV, 0.7eV, 0.8eV, 0.9eV, leV, 2eV, 3eV, 4eV, 4.1，4.55，5eV, 6eV, 7eV, 8eV, 9eV, lOeV或更大，包括在任意两个前述值之间的任意范围以及在任一前述值以上的任意范围。在一些实施例中，第一金属导电层120具有约lnm至约1 μ m的厚度，例如，lnm, 1Onm, 20nm, 30nm, 40nm, 50nm, 60nm, 70nm, 80nm, 90nm, lOOnm, 200nm, 300nm, 400nm, 500nm, 600nm, 700本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属‑绝缘体‑金属二极管，包括：介电基片；第一金属导电层，其布置在所述介电基片上；第二金属导电层，其布置在所述介电基片上方且与所述第一金属导电层间隔开；以及介电沟槽，其布置在所述第一金属导电层与所述第二金属导电层之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：清家绫，
申请(专利权)人：英派尔科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US