高抗辐射存储器件及其制备方法技术

本申请公开了一种高抗辐射存储器件及其制备方法，涉及存储器制造技术领域，所述存储器件包括：衬底；形成在所述衬底上的碳纳米管晶体管；碳纳米管存储单元，所述碳纳米管存储单元形成在所述碳纳米管晶体管的上方，所述碳纳米管存储单元由绝缘层、金属阻挡层和碳纳米管膜层上中下堆叠组成，并通过金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。不仅能够进一步提高NRAM存储器的运行速度，还能大幅度提高NRAM存储器的抗辐射能力。

【技术实现步骤摘要】
高抗辐射存储器件及其制备方法
本专利技术涉及高抗辐射存储器件及其制备方法，属于存储器制造

技术介绍
随着人类对太空探索的持续深入以及航天事业的快速发展，航天电子系统及电子元器件的抗辐射特性变得越来越重要。不同于普通的地面环境，空间环境中充斥着多种高能粒子及射线。这些辐射源会影响在太空工作的电子设备和元件，继而导致元器件功能紊乱和性能衰退，甚至造成芯片永久性损坏和电子系统的崩溃。非易失存储器作为宇航电子系统中存储数据和程序的核心部件，必须具备一定程度的抗辐射能力，以满足空间应用中的性能指标。目前的NRAM（NanoRandomAccessMemory，随机存储器）存储器是由硅基的场效应晶体管与NRAM存储单元构成的，经试验研究，NRAM存储单元的抗辐照剂量在10Mrad(Si)以上，而CMOS器件的抗辐射能力较弱，即使经过抗辐射加固，其最大可承受的抗辐照剂量也只能达到1~2Mrad(Si)，这极大了限制了NRAM在空间环境中的应用。为有效推进NRAM在航空领域中的应用，亟需一种改进现有的NRAM存储器以提升抗辐射性能的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高抗辐射存储器件及其制备方法，用于解决现有技术中存在的问题。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种高抗辐射存储器件，所述存储器件包括；衬底；形成在所述衬底上的碳纳米管晶体管；碳纳米管存储单元，所述碳纳米管存储单元形成在所述碳纳米管晶体管的上方，所述碳纳米管存储单元由绝缘层、金属阻挡层和碳纳米管膜层上中下堆叠组成，并通过金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。可选的，所述碳纳米管膜层通过多次旋涂碳纳米管溶液并后烘形成。可选的，所述碳纳米管晶体管通过CMOS互联工艺与所述碳纳米管存储单元相连。可选的，所述衬底为硅片、氮化硅、石英、玻璃和氧化铝中的至少一种。第二方面，提供了一种高抗辐射存储器件的制备方法，所述方法包括：在衬底的上方制备碳纳米管晶体管；制备连接所述碳纳米管晶体管漏极和碳纳米管存储单元的金属通孔；在所述金属通孔的顶部涂布碳纳米管膜层、淀积金属阻挡层、光刻并刻蚀金属阻挡层与碳纳米管膜层，沉积绝缘层，得到碳纳米管存储单元；将所述碳纳米管存储单元的电极通过所述金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。可选的，所述在所述金属通孔的顶部涂布碳纳米管膜层、淀积金属阻挡层、光刻并刻蚀金属阻挡层与碳纳米管膜层，沉积绝缘层，得到碳纳米管存储单元，包括：多次旋涂碳纳米溶液后烘干，得到目标厚度的碳纳米管膜层；沉积金属阻挡层；光刻并刻蚀所述碳纳米管膜层和所述金属阻挡层；继续沉积所述绝缘层。可选的，所述碳纳米管溶液浓度范围为0.6~1mg/ml。可选的，旋涂速度从第一速度逐渐增大至第二速度，所述第二速度低于1000rpm。可选的，所述将所述碳纳米管存储单元的电极通过所述金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连，包括：通过CMOS互联工艺，将所述碳纳米管存储单元的电极引出，实现CMOS工艺集成制备由所述碳纳米管晶体管与所述碳纳米管存储单元构成的存储器。可选的，所述通过CMOS互联工艺，将所述碳纳米管存储单元的电极引出，包括：在所述衬底的表面沉积介质层，刻蚀所述介质层和所述绝缘层形成连接所述碳纳米管晶体管的深接触孔位置；继续旋涂BARC和光刻胶，刻蚀所述BARC、所述介质层和所述绝缘层，形成连接所述碳纳米管存储单元的接触孔位置；沉积金属形成金属通孔和电极。通过提供一种高抗辐射存储器件，器件包括衬底；形成在所述衬底上的碳纳米管晶体管；碳纳米管存储单元，所述碳纳米管存储单元形成在所述碳纳米管晶体管的上方，所述碳纳米管存储单元由绝缘层、金属阻挡层和碳纳米管膜层上中下堆叠组成，并通过金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。所述碳纳米管膜层通过多次旋涂碳纳米管溶液并后烘形成。不仅能够进一步提高NRAM存储器的运行速度，还能大幅度提高NRAM存储器的抗辐射能力。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本专利技术一个实施例提供的高抗辐射存储器件的制备方法的方法流程图；图2为本专利技术一个实施例提供的高抗辐射存储器件的制备过程中的结构示意图；图3为本专利技术一个实施例提供的高抗辐射存储器件的制备过程中的结构示意图；图4为本专利技术一个实施例提供的高抗辐射存储器件的制备过程中的结构示意图；图5为本专利技术一个实施例提供的高抗辐射存储器件的制备过程中的结构示意图；图6为本专利技术一个实施例提供的一种高抗辐射存储器件的结构示意图。1衬底；2第一绝缘层；3碳纳米管；4第一金属层；5高k栅介质材料；6第二金属层；7第一介质层；8金属通孔；9碳纳米管膜层；10金属阻挡层；11第二绝缘层；12第二介质层；13金属通孔；14电极；15BARC。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的高抗辐射存储器件的制备方法的方法流程图，如图1所示，所述方法包括：步骤101，在衬底的上方制备碳纳米管晶体管；实际实现时，本步骤包括：步骤1：取干净衬底（1）如图2中的2a所示，并将一根单壁碳纳米管（3）放置在衬底（1）表面的第一绝缘层（2）上面，如图2中2b所示。其中碳纳米管的直径范围为1.1~2nm，用于n型碳纳米管晶体管的碳纳米管优选直径为1.3nm，用于p型碳纳米管晶体管的碳纳米管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高抗辐射存储器件，其特征在于，所述存储器件包括；/n衬底；/n形成在所述衬底上的碳纳米管晶体管；/n碳纳米管存储单元，所述碳纳米管存储单元形成在所述碳纳米管晶体管的上方，所述碳纳米管存储单元由绝缘层、金属阻挡层和碳纳米管膜层上中下堆叠组成，并通过金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种高抗辐射存储器件，其特征在于，所述存储器件包括；
衬底；
形成在所述衬底上的碳纳米管晶体管；
碳纳米管存储单元，所述碳纳米管存储单元形成在所述碳纳米管晶体管的上方，所述碳纳米管存储单元由绝缘层、金属阻挡层和碳纳米管膜层上中下堆叠组成，并通过金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。


2.根据权利要求1所述的高抗辐射存储器件，其特征在于，所述碳纳米管膜层通过多次旋涂碳纳米管溶液并后烘形成。


3.根据权利要求1所述的高抗辐射存储器件，其特征在于，所述碳纳米管晶体管通过CMOS互联工艺与所述碳纳米管存储单元相连。


4.根据权利要求1至3任一所述的高抗辐射存储器件，其特征在于，所述衬底为硅片、氮化硅、石英、玻璃和氧化铝中的至少一种。


5.一种高抗辐射存储器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在衬底的上方制备碳纳米管晶体管；
制备连接所述碳纳米管晶体管漏极和碳纳米管存储单元的金属通孔；
在所述金属通孔的顶部涂布碳纳米管膜层、淀积金属阻挡层、光刻并刻蚀金属阻挡层与碳纳米管膜层，沉积绝缘层，得到碳纳米管存储单元；
将所述碳纳米管存储单元的电极通过所述金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述金属通孔的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐何军，张海良，施辉，王印权，郑若成，吴建伟，洪根深，贺琪，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32