控制碳的相关电子材料设备的制造方法技术

本技术总体涉及用于例如执行开关功能的相关电子材料的制造。在实施例中，气态形式的前体可以在腔室中使用以构建包括各种阻抗特性的相关电子材料的膜。

Manufacturing Method of Electronic Material Equipment Controlling Carbon

The technology generally relates to the manufacture of related electronic materials for, for example, performing switching functions. In an embodiment, a gas-phase precursor may be used in a chamber to construct a film of related electronic materials including various impedance characteristics.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制碳的相关电子材料设备的制造方法
本技术总体涉及相关电子设备，并且可以更具体地涉及制造相关电子设备的方法，这些相关电子设备诸如可以用在开关、存储器电路等中展现出期望的阻抗特性。
技术介绍
例如可以在各种电子设备类型中找到集成电路设备，诸如电子开关设备。例如，存储器和/或逻辑设备可以包括可以用在计算机、数码相机、蜂窝电话、平板设备、个人数字助理等中的电子开关。设计者在考虑对于任何特定应用的适用性时可能感兴趣的、与(诸如可以被包括在存储器和/或逻辑设备中的)电子开关设备有关的因素可以包括例如物理尺寸、存储密度、工作电压、阻抗范围和/或功耗。设计者可能感兴趣的其他示例因素可以包括制造成本、制造难易度、可扩展性和/或可靠性。此外，存在对于表现出低功率和/或高速特性的存储器和/或逻辑设备的不断增长的需求。附图说明在说明书的结论部分中特别指出并明确要求保护所要求保护的主题。然而，在结合附图阅读时通过参考以下详细描述可以最好地理解操作的安排和/或方法以及其目标、特征和/或优点，其中：图1A是示出了根据实施例的由相关电子材料形成的设备的示例的电流密度与电压变化曲线的图示；图1B是根据实施例的相关电子材料开关的等效电路的示意图；图1C是示出了CEM膜被电极束缚并且CEM膜的掺杂剂变化的分层结构(例如，中心膜比外部CEM膜更少地被掺杂)的图示；图2A-2C示出了根据一个或多个实施例的用于制造包括氮的相关电子材料膜的方法的简化流程图，该相关电子材料膜包括碳或其他被控制的掺杂物种类浓度；图3是根据实施例的镍二(环戊二烯基)分子(Ni(C5H5)2的图示，其可以缩写为Ni(Cp)2，并且可以用作制造相关电子材料的前体；图4A-4L示出了根据实施例的用于制造相关电子材料设备的方法中使用的子过程；图5A-5D是示出了根据实施例的可以用于制造相关电子材料设备的方法中的气体流和温度随时间变化的曲线的图示；图5E-5H是示出了根据实施例的可以用于制造相关电子材料设备的方法中的前体流和温度随时间变化的曲线的图示；以及图6A-6C是示出了根据实施例的可以用于制造相关电子材料设备的沉积和退火过程中的温度随时间变化的曲线的图示。具体实施方式关于作为说明书一部分的附图做出关于以下详细说明的参考，其中，相同的附图标记始终指示相同的部分以指示对应的和/或类似的组件。应该理解，诸如出于说明的简单和/或清楚的目的，附图中示出的组件不一定按比例绘制。例如，一些组件的尺寸可能相对于其他组件被放大。此外，应该理解，可以使用其他实施例。此外，可以进行结构上和/或其他改变而不偏离所要求保护的主题。还应该注意，可以使用例如诸如上、下、顶部、底部等的方向和/或参考，来辅助附图的讨论和/或不意在限制要求保护的主题的应用。因此，下面的详细描述不被理解为限制所要求保护的主题和/或等同物。在整个本说明书对“一个实施方式”、“一种实施方式”、“一个实施例”、“实施例”和/或类似物的指代的意味着结合具体实现方式和/或实施例描述的特定特征、结构和/或特性被包括在要求保护的主题的至少一个实现方式和/或实施例中。因此，例如在贯穿该说明书的各个地方出现的这样的短语不一定意指相同的实施方式或意指所描述的任何一个特定的实施方式。此外，应该理解，所描述的特定特征、结构和/或特性能够以各种方式组合在一个或多个实现方式中，并且因此，例如在意向的权利要求范围内。当然总体而言，这些和其他问题随上下文变化。因此，描述和/或使用的特定上下文提供了关于将被绘制的推论的有用指导。如本文所使用的，通常使用术语“耦合”、“连接”和/或类似术语。应该理解，这些术语不是意为同义词。而是，“连接”通常用于指示例如两个或更多组件处于直接物理接触，包括电接触；同时“耦合”通常用于表示两个或更多组件可能处于直接物理接触，包括电接触；然而，“耦合”还通常用于还意味着两个或更多组件不一定直接接触，但仍然能够协作和/或交互。例如在适当的上下文中，术语“耦合”也通常被理解为间接连接。这里使用的术语“和”、“或”、“和/或”和/或类似术语包括各种含义，还期望至少部分地取决于使用这些术语的特定上下文。通常，“或”如果用于关联诸如A、B或C的列表，则意指A、B和C(这里使用的是包括性的意义)以及A、B或C(这里使用的是排除性的意义)。此外，术语“一个或多个”和/或类似术语用于描述单数形式的任何特征、结构和/或特性和/或也用于描述多个和/或一些其他组合的特征、结构和/或特性。同样地，术语“基于”和/或类似术语被理解为不一定旨在传达一组排除性因素，而是允许存在未必明确描述的其他因素。当然，对于所有前述内容，描述和/或使用的特定上下文对将得出的推断提供有益的指导。应当注意，以下描述仅提供一个或多个说明性示例，并且所要求保护的主题不限于这些一个或多个说明性示例；然而，同样，描述和/或使用的特定上下文对将得出的推断提供有益的指导。本公开的特定实施例描述了用于制备和/或制造相关电子材料(CEM)以形成相关电子开关的方法和/或过程，例如，诸如可以用于在存储器和/或逻辑设备中形成相关电子随机存取存储器(CERAM)。例如，可以用于构建CERAM设备和CEM开关的相关电子材料也可包括宽范围的其他电子电路类型，诸如，存储器控制器、存储器阵列、滤波器电路、数据转换器、光学仪器、锁相回路、微波和毫米波收发器等等，尽管所要求保护的主题的范围在这些方面的范围不受限制。在此上下文中，CEM开关可以表现出基本上快速的导体/绝缘体的转变，这可以通过电子相关而不是固态结构相变来实现，诸如响应于从晶态到非晶态的变化(例如，在相变存储设备中)，或者在另一个示例中，在电阻RAM设备中形成细丝。在一个实施例中，与熔化/凝固或细丝形成相反(例如，在相变和电阻RAM设备中)，CEM设备中的基本上快速的导体/绝缘体转变可以响应于量子力学现象。在一些实施例中的任何一个中，可以理解例如在CEM中在相对导电状态与相对绝缘状态之间，和/或在第一阻抗状态与第二阻抗状态之间的这种量子力学转变。如本文所使用的，术语“相对导电状态”、“相对较低阻抗状态”和/或“金属状态”可以是可互换的，和/或有时可以称为“相对导电/较低阻抗状态”。类似地，术语“相对绝缘状态”和“相对较高阻抗状态”在本文中可以互换使用，和/或有时可以称为相对“绝缘/较高阻抗状态”。可以参考莫特(Mott)转变来理解相关电子开关材料在相对绝缘/较高阻抗状态和相当对导电/较低阻抗状态之间的量子力学转变，其中相对导电/较低阻抗状态大体上不同于绝缘/较高阻抗状态。基于Mott转变，如果发生Mott转变条件，则材料可以从相对绝缘/较高阻抗状态切换到相对导电/较低阻抗状态。Mott标准由(nC)1/3a≈0.26定义，其中nC是电子浓度，“a”是波尔(Bohr)半径。如果达到临界载流子浓度从而满足Mott标准，Mott转变将发生。响应于Mott转变发生，CES的状态从相对较高电阻/较高电容状态(例如，绝缘/较高阻抗状态)改变为不同于较高电阻/较高电容状态的相对较低电阻/较低电容状态(例如，导电/较低阻抗状态)。Mott转变可由电子的局部化来控制。例如，如果载流子(诸如电子)被局域化时，载流子之间的强库仑相互作用被认为将CEM的能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：在腔室中，使衬底暴露于包括过渡金属氧化物、过渡金属、过渡金属化合物的一种或多种气体或其任何组合以及第一配体，所述一种或多种气体包括一定原子浓度的含碳配体，从而使得制造的相关电子材料中的碳原子浓度在0.1％和10.0％之间；使所述衬底暴露于气态氧化物，以形成所述相关电子材料膜的第一层；以及重复使所述衬底暴露于所述一种或多种气体和所述气态氧化物，其中，出于控制结构中掺入的掺杂剂的目的，重复的循环使用不同的种类或流速的氧化物，并且被重复足够的次数，从而形成所述相关电子材料的膜的附加层，所述相关电子材料的膜表现出彼此基本上不相同的第一阻抗状态和第二阻抗状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.19 US 15/048,2441.一种方法，包括：在腔室中，使衬底暴露于包括过渡金属氧化物、过渡金属、过渡金属化合物的一种或多种气体或其任何组合以及第一配体，所述一种或多种气体包括一定原子浓度的含碳配体，从而使得制造的相关电子材料中的碳原子浓度在0.1％和10.0％之间；使所述衬底暴露于气态氧化物，以形成所述相关电子材料膜的第一层；以及重复使所述衬底暴露于所述一种或多种气体和所述气态氧化物，其中，出于控制结构中掺入的掺杂剂的目的，重复的循环使用不同的种类或流速的氧化物，并且被重复足够的次数，从而形成所述相关电子材料的膜的附加层，所述相关电子材料的膜表现出彼此基本上不相同的第一阻抗状态和第二阻抗状态。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相关电子材料的膜的第一层包括电子反馈作用材料。3.根据前述权利要求2所述的方法，其中，所述电子反馈作用材料包括羰基(CO)、氨(NH3)、乙二胺(C2H8N2)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、NO3配体、胺、酰胺或烷基酰胺、氰基(CN-)、苯(1,10-菲咯啉)(C12H8N2)、联吡啶(C10,H8N2)、乙二胺((C2H4(NH2)2)、吡啶(C5H5N)、乙腈(CH3CN)和诸如硫氰酸盐(NCS-)的氰基硫化物，或其任何组合。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括利用所述一种或多种气体吹扫所述腔室5.0秒至180.0秒。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使得所述衬底暴露于一种或多种气体，发生在5.0秒至180.0秒的时间段内。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括重复所述衬底的暴露50至900次。7.根据权利要求6所述的方法，还包括重复所述衬底的暴露，直到所述相关电子材料的膜的厚度达到1.5nm至150.0nm之间。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种气体包括气态的脒基镍(Ni(AMD))、镍二(环戊二烯基)(Ni(Cp)2)、镍二(乙基环戊二烯基)(Ni(EtCp)2)、双(2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酮)镍(II)(Ni(thd)2)、乙酰丙酮镍(Ni(acac)2)、双(甲基环戊二烯基)镍(Ni(CH3C5H4)2)、二甲基乙二肟酸镍(Ni(dmg)2)、镍2-氨基-戊-2-烯-4-基(Ni(apo)2)、Ni(dmamb)2(其中dmamb表示1-二甲基氨基-2-甲基-2-丁醇酯)、镍Ni(dmamp)2(其中dmamp表示1-二甲基氨基-2-甲基-2-丙醇酯)、双(五甲基环戊二烯基)镍(Ni(C5(CH3)5)2)，以及羰基镍(Ni(CO)4)中的一种或多种或其任何组合。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述气态氧化物包括氧气(O2)、臭...

【专利技术属性】
技术研发人员：金柏莉·盖伊·里德，卢西恩·斯弗恩，
申请(专利权)人：ARM有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB