專利名稱：中空尖筆狀結(jié)構(gòu)與包含其的裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲(chǔ)器裝置，而特別涉及一種中空尖筆狀結(jié)構(gòu)及其制造 方法，以及包含其的裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
相變化存儲(chǔ)器具有非揮發(fā)性、高讀取信號(hào)、高密度、高擦寫次數(shù)以及低 工作電壓/電流的特質(zhì)、是相當(dāng)有潛力的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器。其中提高存儲(chǔ)單元
密度、降低如寫入電流(write current)與重置電流(reset current)等工作電流是 重要的技術(shù)指標(biāo)。
態(tài)及非結(jié)晶態(tài)， 一般是利用溫度的改變來進(jìn)行兩態(tài)間的轉(zhuǎn)換，由于非結(jié)晶態(tài) 混亂的原子排列而具有較高的電阻，因此通過筒單的電性量測(cè)即可輕易區(qū)分 出相變化材料的結(jié)晶態(tài)與非結(jié)晶態(tài)。由于相變化材料的相轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N可逆反 應(yīng)，因此相變化材料用來當(dāng)作存儲(chǔ)器材料時(shí)，是通過非結(jié)晶態(tài)與結(jié)晶態(tài)兩態(tài) 之間的轉(zhuǎn)換來進(jìn)行存儲(chǔ)，也就是說存儲(chǔ)位(O、 l)是利用兩態(tài)間電阻的差異來 區(qū)分。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，部分顯示了一種已知相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的剖面情形。如 圖1所示，相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)包括硅基底10，其上設(shè)置有如鋁或4烏材料的 底電極12。于底電極12上則設(shè)置有介電層14。介電層14的一部分內(nèi)設(shè)置 有加熱電極16,于介電層14上則堆疊有圖案化的相變化材料層20。圖案化 的相變化材料層20設(shè)置于介電層14上的另一介電層18內(nèi)，而相變化材料 層20的底面則部分接觸加熱電極16。于介電層18上則設(shè)置有另一介電層 24。于介電層24內(nèi)設(shè)置有頂電極22，頂電極22部分覆蓋了介電層24且部 分的頂電極22穿透了介電層24,因而接觸了其下方的相變化材料層20。
于搡作時(shí)，加熱電極16將產(chǎn)生電流以加熱介于相變化材料層20與加熱 電極16間的介面，進(jìn)而視流經(jīng)加熱電極16的電流量與時(shí)間長(zhǎng)短而使得相變 化材料層20的一部分分(未顯示)轉(zhuǎn)變成非晶態(tài)相或結(jié)晶態(tài)相。
9然而，為了提升相變化存儲(chǔ)裝置的應(yīng)用價(jià)值，便需要進(jìn)一步縮減相變化 存儲(chǔ)裝置內(nèi)存儲(chǔ)單元的尺寸并提升單位面積內(nèi)的相變化存儲(chǔ)裝置內(nèi)存儲(chǔ)單 元的密度。然而，隨著存儲(chǔ)單元尺寸的縮減，意味著存儲(chǔ)單元的工作電流需 隨存儲(chǔ)單元密度的提升與尺寸的縮小等趨勢(shì)而進(jìn)一步的縮減。
因此，因應(yīng)上述的存儲(chǔ)單元尺寸縮減趨勢(shì)，如圖l所示的已知相變化存 儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)可能遭遇以下缺點(diǎn)，即其于操作模式時(shí)由于需要極大的寫入電流
(writing current)與重置電流(reset current)以成功地轉(zhuǎn)變相變化材料的相態(tài)，因 此為了于縮減存儲(chǔ)單元尺寸時(shí)亦能降低重置電流與寫入電流以產(chǎn)生相變反 應(yīng)，所使用的方法之一 即為降低加熱電極16與相變化材料層20的接觸面積， 即通過降低加熱電極16的直徑D。所達(dá)成，進(jìn)而維持或^R高其介面間的電流 密度。然而，加熱電極16的直徑D。仍受限于目前光刻工藝的能力，進(jìn)而使 得其縮小程度為的受限，故無法進(jìn)一步降低寫入電流與重置電流等工作電 流，如此將不利于其相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的微縮。因此，便需要一種相變化 存儲(chǔ)裝置及其制造方法，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種相變化存儲(chǔ)裝置、其制造方法及其應(yīng)用的
中空尖筆狀結(jié)構(gòu)。
依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例， 一種中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，包括 中空柱狀間隔物，位于一基礎(chǔ)層上；以及中空錐狀間隔物，堆疊于該中
空柱狀間隔物上，其中該中空錐狀間隔物、該中空柱狀間隔物與該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)
間形成一 空室，而該中空柱狀間隔物與該中空錐狀間隔物的壁面包括含硅的
有機(jī)或無機(jī)材料。
依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例， 一種中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的制造方法，包括 提供一基礎(chǔ)層；坦覆地形成一阻劑層于該基礎(chǔ)層上，該阻劑層不含硅； 定義該阻劑層以于該阻劑層內(nèi)形成開口 ，該開口露出該基礎(chǔ)層的 一部分以及 該阻劑層的側(cè)壁；順應(yīng)地形成一間隔物層于該阻劑層的頂面上、該阻劑層中 為該開口所露出的該側(cè)壁上以及為該開口所露出的該基礎(chǔ)層的該部的表面 上，其中該間隔物層含硅；施行一熱工藝，以回流該阻劑層并封閉該開口 ， 并將該間隔物層分為第一部與第二部，其中該間隔物層的該第 一部覆蓋該阻 劑層的該頂面，而該間隔物層的該第二部貝'J埋設(shè)該阻劑層內(nèi)并結(jié)合該基礎(chǔ)層而形成一空室；以及依序去除該間隔物層的該第一部以及該第一阻劑層，以 露出該基礎(chǔ)層以及由談間隔物層的該第二部結(jié)合該基礎(chǔ)層所形成的該空室， 其中該間隔物層的該第二部包括位于該基礎(chǔ)層上 一 中空柱狀間隔物以及堆 疊于該中空柱狀間隔物上的中空錐狀間隔物且具有中空尖筆狀的剖面。 依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例， 一種相變化存儲(chǔ)裝置，包括
前述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該基礎(chǔ)層為第一導(dǎo)電層；第二導(dǎo)電層，順
應(yīng)地形成于該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上并形成于鄰近該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的
部分該第一導(dǎo)電層上；第一介電層，部分覆蓋該第二導(dǎo)電層上并露出覆蓋該 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的尖端處的該第二導(dǎo)電層；相變化材料 層，形成于該第一介電層上并接觸覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔 物的該尖端處的該第二導(dǎo)電層；以及第三導(dǎo)電層，形成于該相變化材料層上。 依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例， 一種相變化存儲(chǔ)裝置，包括 第一導(dǎo)電層；多個(gè)實(shí)心柱狀物，位于該第一導(dǎo)電層之上，其中該實(shí)心柱 狀住包括含硅的有機(jī)或無機(jī)材料；相變化材料層，順應(yīng)地形成于該實(shí)心柱狀 物的表面上；第二導(dǎo)電層，分別位于該相變化材料層的頂面上；第一介電層， 設(shè)置于該實(shí)心柱狀物之間并覆蓋該第 一導(dǎo)電層以及部分的該第二導(dǎo)電層；以 及第三導(dǎo)電層，形成于第一介電層之上并穿透該第一介電層而接觸該第二導(dǎo) 電層。
依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例， 一種相變化存儲(chǔ)裝置的制造方法，包括 提供多個(gè)前述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)共用 一基礎(chǔ)層 且該基礎(chǔ)層為第一導(dǎo)電層；順應(yīng)地形成第二導(dǎo)電層以覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu) 與該第一導(dǎo)電層；形成第一介電層，以覆蓋該第二導(dǎo)電層并提供大體平坦的 表面；蝕刻該第一介電層，部分露出分別覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)內(nèi)該中空錐 狀間隔物的尖端處的該第二導(dǎo)電層；形成一相變化材料層于該第 一介電層上 并覆蓋為該第 一介電層所部分露出的該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)內(nèi)該中空錐狀間隔 物的該尖端處的該第二導(dǎo)電層；于該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)之間的該相變化材料 層、該第一介電層、該第二導(dǎo)電層分別形成開口并圖案化該相變化材料層、 該第一介電層與該第二導(dǎo)電層，進(jìn)而形成多個(gè)存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，該開口分別部 分露出該第一導(dǎo)電層的一部分。上述存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)分別包括圖案化的第二 導(dǎo)電層，順應(yīng)地形成于該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上并形成于鄰近該中空尖筆 狀結(jié)構(gòu)的部分該第一導(dǎo)電層上；圖案化的第一介電層，部分覆蓋該圖案化的
ii第二導(dǎo)電層上并露出覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的該尖端 處的該第二導(dǎo)電層；以及一圖案化的相變化材料層，形成于該第一;介電層上 并接觸覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的該尖端處的該第二導(dǎo) 電層。接著形成第二介電層于該圖案化的相變化材料層上并填入該開口內(nèi)； 形成多個(gè)引線孔于該第二介電層中，以分別露出該存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)內(nèi)的該圖案 化的相變化材料層的一部分；以及形成第三導(dǎo)電層于該第二介電層上，分別 填入于該引線孔之一內(nèi)且覆蓋為該引線孔所露出的該圖案化的相變化材料 層的該部。
依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例， 一種磁阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置，包括 前述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該基礎(chǔ)層為第一導(dǎo)電層；第二導(dǎo)電層，順
應(yīng)地形成于該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上并形成于鄰近該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的
部分該第一導(dǎo)電層上；第一介電層，部分覆蓋該第二導(dǎo)電層上并露出覆蓋該 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的尖端處的該第二導(dǎo)電層；堆疊結(jié)構(gòu)， 位于該第一介電層上，包括依序堆疊形成于該第一介電層上的自由層、分隔 層以及釘扎層，其中該自由層包覆了為該第一介電層所露出的覆蓋該中空尖 筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的該尖端處的該第二導(dǎo)電層；以及第三導(dǎo)電 層，形成于該堆疊結(jié)構(gòu)上。
依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例， 一種電阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置，包括 前述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該基礎(chǔ)層為第一導(dǎo)電層；第二導(dǎo)電層，順 應(yīng)地形成于該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上并形成于鄰近該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的 部分該第一導(dǎo)電層上；第一介電層，部分覆蓋該第二導(dǎo)電層上并露出覆蓋該 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的尖端處的該第二導(dǎo)電層；金屬氧化物 層，位于該第一介電層上，其中該金屬氧化物層包覆了為該第一介電層所露 出的覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的該尖端處的該第二導(dǎo)電 層；，以及第三導(dǎo)電層，形成于該金屬氧化物層上。
依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例， 一種場(chǎng)發(fā)射顯示器，包括 多個(gè)前述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)共用一基礎(chǔ)層且該 基礎(chǔ)層為位于第一基板上的陰極層；導(dǎo)電層，順應(yīng)地覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu) 的表面上及該陰極層上，其中該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)上的該導(dǎo)電層為相互電性隔 絕；第二基板，相對(duì)該第一基板而設(shè)、置，其上形成有陽極層；以及多個(gè)熒光 層，設(shè)置于該陽極層上，且大體對(duì)準(zhǔn)分別于為該導(dǎo)電層所覆蓋的該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)之一。
依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例， 一種多電子束直寫光刻裝置，包括 多個(gè)前述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)共用 一基礎(chǔ)層且該 基礎(chǔ)層為位于支撐基板上.的半導(dǎo)體層；以及導(dǎo)電層，順應(yīng)地覆蓋該中空尖筆 狀結(jié)構(gòu)的表面上及該半導(dǎo)體層上，其中該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)及該半導(dǎo)體層上的 該導(dǎo)電層為相互電性隔絕。
依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例， 一種高密度磁儲(chǔ)存裝置，包括 探針層；懸臂，連結(jié)于該探針層；前述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，位于該懸臂 的一端上，其中該基礎(chǔ)層為該懸臂；以及導(dǎo)電層，順應(yīng)地覆蓋該懸臂及該中 空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上，其中為該導(dǎo)電層所覆蓋的該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)為寫入 構(gòu)件。
依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例， 一種原子力顯微裝置，包括 Z軸方向的位置感應(yīng)器；懸臂，連結(jié)于該Z軸方向的位置感應(yīng)器；前述 的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，形成于該懸臂的一端，其中該基礎(chǔ)層為該懸臂；膜層， 順應(yīng)地覆蓋該懸臂及該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上，其中該膜層的材料選自于 由SiOx、 SiNx及鴒所組成的族群；X-Y軸方向的位置感測(cè)器；以及基板，設(shè) 置于該X-Y軸方向的位置感測(cè)器之上；其中為該膜層所覆蓋的該中空尖筆狀 結(jié)構(gòu)為一探針，以量測(cè)置放于該基板上的待測(cè)物的表面輪廓。 依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例， 一種光刻裝置，包括 Z軸方向的位置感應(yīng)器；懸臂，連結(jié)于該Z軸方向的位置感應(yīng)器；前述 的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，形成于該懸臂的一端，其中該基礎(chǔ)層為該懸臂； 一膜層， 順應(yīng)地覆蓋該懸臂及該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上，其中該膜層的材料選自由 W/ZrOx、 W、 LaB6、 Pt及Au所組成的族群；X-Y軸方向的位置感測(cè)器；基 板，設(shè)置于該X-Y軸方向的位置感測(cè)器之上，其上形成有一阻劑層；電源， 其中該電源的正端電性連結(jié)于該基板，而該電源的負(fù)端電性連結(jié)于該膜層； 其中為該膜層所覆蓋的該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)為曝光構(gòu)件，以圖案化該阻劑層。 依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例， 一種光子晶格結(jié)構(gòu)，包括 基板；多個(gè)前述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)設(shè)置于上述基板上，這些中空尖筆狀 結(jié)構(gòu)之間具有一大體接近的間距，且這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的壁面包括含硅的
有機(jī)或無i幾材料。.
為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特
13舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說明如下:


圖l為一剖面圖，顯示一已知相變化裝置存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)；
圖2 6為一系列示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的筆狀結(jié)構(gòu)的制造方
法；
圖7-11為一系列示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的相變化存儲(chǔ)裝置的 制造方法；
圖12為一示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的磁阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存 儲(chǔ)裝置；
圖13為一示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存 儲(chǔ)裝置；
圖14為一示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置； 圖15為一示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的多電子束直寫光刻裝置； 圖16為一示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的高密度磁儲(chǔ)存裝置； 圖17為一示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的原子力顯微裝置； 圖18為一示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光刻裝置； 圖19-25為一系列示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的相變化存儲(chǔ)裝 置的制造方法；
圖26為上視示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光子晶體結(jié)構(gòu)；以及 圖27為一示意圖，顯示了沿圖26內(nèi)線段27-27的剖面情形。 附圖標(biāo)記說明
10 硅基底；
14~介電層；
18 介電層；
22~頂電極；
Do 加熱電極的直徑；
102、 1002~阻劑層；
104、 1050~電子束；
106a 間隔物層的第一部；
108 熱工藝；
12 底電極；
16 加熱電才及；
20 相變化材料層；
24~介電層；
100 基礎(chǔ)層；
102a、 1002a 經(jīng)曝光的阻劑層； 106、 1004 間隔物層； 106b 間隔物層的第二部； 110 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)；
14110a 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的第 一部； 200、 202、 1110、 11t2 導(dǎo)電層； 204、 1008 平坦層； 208、 1114 層間介電層； 212、 1118~導(dǎo)電層； 300、 302 導(dǎo)電層; 304 自由層； 308 釘扎層； 400 介電層； 406、 410 介電層； 412 電才及層； 502 陰極； 506 絕緣層； 512~陽極； 520 電^茲場(chǎng)； 602 半導(dǎo)體層； 650 晶片; 670 電石茲場(chǎng)； 702~懸臂；
800 原子力顯微裝置； 804 光電感硬器； 820 Z軸方向的位置感應(yīng)器； 826 膜層； 842 基板； 卯0 光刻裝置； 860、 862 導(dǎo)線； 1200 光子晶格結(jié)構(gòu)； 1210/1210， 中空尖筆狀結(jié)構(gòu); G 玄室；
D 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的直徑； D, 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的第一部的直徑;
15
110b 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的第二部;
202a 經(jīng)圖案化的導(dǎo)電層；
206、 1006 相變化材料層；
210、 1116 引線孔；
212a、 1118a 圖案化的導(dǎo)電層；
301、 310 介電層;
306 分隔層；
312 電4及層；
402、 404 導(dǎo)電層;
40S 金屬氧化物層；
500 第一基板；
504~導(dǎo)電層；
510 第二基板；
514 圖案化的熒光層；
600 支撐基板；
604 導(dǎo)電層；
660~阻劑層；
700 探針層；
704 導(dǎo)電層；
S02 激光源；
810~激光光束；
S24 懸臂；
S40 X-Y軸方向的位置感測(cè)器；
844 待測(cè)物；
846~阻劑層；
850~電源；
1202~中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的尖端； 0P1、 0P2、 0P3、 0P4 開口； A 氣室；D廣為平坦層所露出的導(dǎo)電層部分的直徑；
P, 中'空尖筆狀結(jié)構(gòu)間的間距；
P廣相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)間的間距；
P3、 P4、 P廣相鄰的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的間距;
H, 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的第二部的高；
H廣中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的第 一部的高；
T 平坦層1008距相變化材料層1006頂面的厚度。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的較佳實(shí)施方式將配合圖2至27作詳細(xì)敘述如下，其中圖2-6 為 一 系列示意圖，用以顯示依據(jù)本發(fā)明 一實(shí)施例的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的制造方 法；而圖7-11則為一系列示意圖，用以顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的相變化存 儲(chǔ)裝置的制造方法；而圖12-18、圖26與圖27則為一系列示意圖，分別顯 示^^據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的電子裝置、制造系統(tǒng)及光子晶格結(jié)構(gòu)，其分別. 應(yīng)用如圖6所示的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，而圖19-25為一系列示意圖，顯示依據(jù) 本發(fā)明另 一實(shí)施例的相變化存儲(chǔ)裝置的制造方法。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，首先提供基礎(chǔ)層100,例如是導(dǎo)電層、絕緣層或基底的一 部分。接著于基礎(chǔ)層IOO上涂布阻劑層102,阻劑層102的材料為不含硅的 阻劑材料，例如為用于電子束(E-beam)或離子束(Ion-beam)方式曝光的斷鍵型 阻劑(chain scission resist)或用于深紫外線(DUV)方式曝光的化學(xué)放大型阻劑 (chemically amplified resist, CAR)，并視后續(xù)采用的光刻曝光技術(shù)而采用適 當(dāng)?shù)淖鑴┎牧稀Ｔ诖?，阻劑?02的材料例如是適用于電子束曝光的 ZEP-520A阻齊'J(由ZEON公司產(chǎn)制)，但不以上述阻劑材料為限，亦可為其 他阻劑材料。阻劑層102的厚度約介于500 I0000埃。
請(qǐng)參照?qǐng)D3,接著采用電子束104直寫部分的阻劑層102以進(jìn)行曝光， 進(jìn)而于阻劑層102內(nèi)形成多個(gè)經(jīng)曝光部102a，這些經(jīng)曝光部分別形成并穿透 阻劑層102。值得注意的是，當(dāng)阻劑層102采用其他類型的阻劑材料時(shí)，其 所應(yīng)用的曝光方式則不以電子束104為限，亦可為如深紫外線(DUV)的其他 曝光光源。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，接著施行顯影程序(未顯示)，以去除位于阻劑層102內(nèi)的 經(jīng)曝光部102a,因而于阻劑層102內(nèi)形成多個(gè)開口 OP1,這些開口 OP1分別露出其下方的基礎(chǔ)層100的一部分。接著，于大體2000rpm的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn) 涂布間隔物層106,以于阻劑層102的表面.以及位于開口 OP1內(nèi)的阻劑層102 的側(cè)壁上形成間隔物層106。在此，間隔物層106亦順應(yīng)地覆蓋為各開口 OP1 所露出的基礎(chǔ)層100的表面。間隔物層106的材料為經(jīng)稀釋的含硅材料，例 如為含硅的有機(jī)或無機(jī)材料，在此是以經(jīng)過曱基異丁基酮(Methyl isobutyl ketone, MIBK)稀釋的含氫硅酸鹽(hydrogen silsesquioxane， HSQ)材料為例， 其中間隔物層106中的曱基異丁基酮與含氳硅酸鹽材料比例需高于3: 1，以 利間隔物層106的形成，且間隔物層106的厚度優(yōu)選地不大于25納米。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，接著于介于140。C 200。C溫度下將如圖4所示的結(jié)構(gòu)施行 熱工藝108，以回流(reflow)阻劑層102并封口先前形成于阻劑層102內(nèi)的開 口 OPl。如圖5所示，于熱工藝108施行之后，間隔物層106便分成形成于 阻劑層102表面的第一部106a以及埋設(shè)于阻劑層102內(nèi)的第二部106b。此 時(shí)，先前開口 0P1于封口后亦形成了具有大體筆狀外型的空室G,且其表面 為間隔物層的第二部106b所覆蓋并密封的。
請(qǐng)參照?qǐng)D6，接著施行干法蝕刻工藝(未顯示)，采用含六氟乙烷(C2F(0的 等離子體，以先行去除間隔物層106的第一部106a并露出阻劑層102。接著， 進(jìn)行另一干法蝕刻工藝(未顯示)，采用含氧氣的等離子體，以完全去除阻劑 層102，因而于基礎(chǔ)層IOO上留下多個(gè)中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110。
如圖6所示，這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110分別由間隔物層106的第二部 106b經(jīng)包覆空室G所形成，其大體區(qū)分為兩個(gè)部分， 一為大體中空柱狀物 的第一部110b,第一部110b具有固定直徑D,以及大體圓形的上視情形(未 顯示)，以及位于第一部110b上為大體中空錐狀物的第二部110a,第二部110a 則具有由下至上微縮的直徑以及大體圓形的上視情形(未顯示)。于圖6內(nèi)的 多個(gè)中空尖筆狀結(jié)構(gòu)IIO繪示為具有等間距P的設(shè)置情形，而中空尖筆狀結(jié) 構(gòu)110的第一部110b的直徑D,約介于300 2000埃，而位于上方的第二部 110a的尖錐則具有小于IOO埃的最小上視直徑，而中空尖筆狀結(jié)構(gòu)IIO的第 一部110b的高H2與第二部110a的高H,間的比例則約介于1: 1 4: 1。
如圖6所示的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110適用于制備電子產(chǎn)品的構(gòu)件的使用， 例如是作為存儲(chǔ)器裝置中的接觸結(jié)構(gòu)、如場(chǎng)發(fā)射顯示裝置或類似電子束光刻 裝置中的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)以及原子力顯微鏡裝置中的掃描構(gòu)件，以下便通過多 個(gè)實(shí)施例以說明如圖6所示的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110的應(yīng)用。
17請(qǐng)參照?qǐng)D7-11所示的一系列剖面圖，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的相變化
存儲(chǔ)裝置的制造方法。在此，相變化存儲(chǔ)裝置中采用了如圖6所示的中空尖
筆狀結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參照?qǐng)D7,首先提供導(dǎo)電層200，例如是鴒化鈦材料的導(dǎo)電層。于導(dǎo) 電層200下方可更形成有其他膜層或基底，而為了簡(jiǎn)化圖示的目的，在此僅 繪示出導(dǎo)電層200。接著于導(dǎo)電層200上形成多個(gè)如圖6所示的中空尖筆狀 結(jié)構(gòu)110，這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110的形成方法如圖2-6所示的工藝。接著 順應(yīng)地形成導(dǎo)電層202，其材料例如為氮化鈦或氮化鉭，以分別覆蓋中空尖 筆狀結(jié)構(gòu)110的表面與導(dǎo)電層200的表面。
請(qǐng)參照?qǐng)D8,接著形成介電層204，其厚度約介于3000-4000埃，其材 料例如是未經(jīng)稀釋的含氫硅酸鹽(HSQ)材料，其形成方法例如是旋轉(zhuǎn)涂布法， 以坦覆地覆蓋導(dǎo)電層202以及各中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110并大體形成平坦表面。 當(dāng)^吏用旋轉(zhuǎn)涂布法形成介電層204時(shí)，其轉(zhuǎn)速范圍為介于2000 6000rpm， 優(yōu)選地介于2000 3000rpm。接著施行蝕刻工藝(未顯示)，例如是采用高度稀 釋(稀釋比例為氫氟酸水^1: 100以上)的氫氟酸溶液的濕法蝕刻工藝，以 部分去除介電層204并部分露出覆蓋于各中空尖筆狀結(jié)構(gòu)IIO的第二部110b 上導(dǎo)電層202。此時(shí)，為介電層204所露出的導(dǎo)電層202大體具有直徑D2， 其可通過控制蝕刻工藝的施行時(shí)間以及蝕刻工藝中所使用的氫氟酸溶液濃 度所控制，此直徑D2優(yōu)選地介于5~80納米，藉以減少導(dǎo)電層202與后續(xù)形 成的構(gòu)件間的接觸面積。在此，于介電層204形成之前可選擇性形成一順應(yīng) 的介電氧化物層(未顯示)于導(dǎo)電層202以及各中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110之上，以 避免介電層204形成時(shí)造成中空尖筆結(jié)構(gòu)IIO的倒塌情形。上述介電氧化物 層的形成方法例如為等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積法(Plasma Enhanced CVD) 或高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法(High Density Plasma CVD)。另外，上述 蝕刻工藝亦可先采用具有相對(duì)高蝕刻率的干法蝕刻回蝕(Etch Back)去除哞交 厚的大部分介電層204的厚度后(殘留的介電層的頂面距中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110 的尖端處的導(dǎo)電層202約30 50納米處)再以前述的具有相對(duì)低蝕刻率的氫 氟酸溶液的濕法蝕刻工藝蝕刻去除相對(duì)少量的介電層204的厚度(約為30~50 納米)直至部分露出尖筆狀端點(diǎn)處的導(dǎo)電層202后即停止。
請(qǐng)參照?qǐng)D8，此時(shí)為介電層204所部分露出的這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110 內(nèi)中空錐狀間隔物的尖端處上方的導(dǎo)電層202大體具有介于5 100納米的上
18視直徑。
請(qǐng)參照?qǐng)D9,接著沉積相變化材料層206,例如為結(jié)合了蝕刻硬掩模(Etch Hardmask)(例如氮化硅、鴒化鈦、氮化鉭(TaNx)或其他適合的硬掩模材料)以 及如Ge-Te-Sb三元硫?qū)倩衔锘騎e-Sb 二元碌,屬化合物的硫?qū)倩衔锏南嘧?化材料的復(fù)合型態(tài)膜層或僅為包括如Ge-Te-Sb三元硫?qū)倩衔锘騎e-Sb二元 硫?qū)倩衔锏牧驅(qū)倩衔锏膯我恍蛻B(tài)膜層。在此，為介電層204所露出的導(dǎo) 電層202部分則實(shí)體接觸了相變化材料層206內(nèi)的相變化材料部分。接著施 行光刻與蝕刻工藝(皆未顯示)，以定義部分的相變化材料層206、平坦層204 以及導(dǎo)電層202a,進(jìn)而于這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110間的膜層內(nèi)形成多個(gè)開口 0P2,進(jìn)而形成了多個(gè)相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，這些相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)間具 有間距P2約大于1.5倍D,。于上述蝕刻工藝中，亦可部分蝕刻導(dǎo)電層200(未 顯示)，藉以確保這些存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)間的絕緣關(guān)系。上述開口 0P2具有介于 200~5000埃的間距，可視存儲(chǔ)單元密度而決定采用適當(dāng)?shù)拈g距。
請(qǐng)參照?qǐng)D10，接著坦覆地形成層間介電層208于圖9所示的結(jié)構(gòu)上，其 形成方法例如為等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積法(PECVD),其施行溫度不高. 于350。C，層間介電層208的材料例如為氧化硅、氮化硅或上述材料的組合
于相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)間沉積形成層間介電層208時(shí)同時(shí)形成了氣室(air gap)A。接著通過光刻與蝕刻工藝的施行(皆未顯示)，以于層間介電層208內(nèi) 形成多個(gè)引線孔(via hole)210,這些引線孔210大體分別位于各相變化存儲(chǔ) 單元結(jié)構(gòu)之上并部分露出相變化材料層206的頂面。接著更坦覆地沉積導(dǎo)電 層212，以覆蓋層間介電層208。導(dǎo)電層212的材料例如為鋁且于導(dǎo)電層與 層間介電層208之間可更選擇性地形成有阻障層(未顯示)，例如為氮化鈦或 氮化鉭材料的阻障層。
請(qǐng)參照?qǐng)D11，接著施行光刻與蝕刻工藝(未顯示)，以部分去除導(dǎo)電層 212，進(jìn)而留下多個(gè)電性獨(dú)立的導(dǎo)電構(gòu)件212a于各相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)之上， 并使的分別接觸了相變化材料層206。
在如圖11所示的相變化存儲(chǔ)裝置中，于各相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)中是通 過覆蓋于本發(fā)明的中空筆狀接觸結(jié)構(gòu)的尖端部分的導(dǎo)電層(即導(dǎo)電層202a)作 為加熱電極之用，因而可大幅縮小導(dǎo)電構(gòu)件與相變化材料層的接觸面積，進(jìn) 而達(dá)到降低工作電流以及維持電流密度的效能。此外，由于導(dǎo)電層202a下方的筆狀結(jié)構(gòu)為中空(具有空室G)且鄰近于各相變化存儲(chǔ)單元內(nèi)的層間介電
層208內(nèi)形成有;氣室A，因此于加熱相變化材料層206時(shí)亦具有絕熱的效果J 而改善加熱電極的加熱效率，以避免相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)內(nèi)散熱過快的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的應(yīng)用并不以圖11所示的相變化存儲(chǔ)裝置為 限，其亦可應(yīng)用于其他存儲(chǔ)裝置、電子裝置與制造設(shè)備中。圖12-18、圖26 以及圖27為一系列示意圖，分別顯示了如圖6所示的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)于其 他應(yīng)用方面的實(shí)施情形。
請(qǐng)參照?qǐng)D12，部分顯示依據(jù)本發(fā)明 一實(shí)施例的磁阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ) (Magnetic Random Access Memory, MRAM)裝置，其包括導(dǎo)電層300。于導(dǎo) 電層300下方可更形成有其他膜層或基底，而為了簡(jiǎn)化圖示的目的，在此僅 繪示出導(dǎo)電層300。于導(dǎo)電層300上形成有介電層301，而于介電層301內(nèi) 則形成有多個(gè)中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110,其結(jié)構(gòu)相同于圖6中所示的中空尖筆狀 結(jié)構(gòu)，其埋設(shè)于介電層301之內(nèi)并具有突出于介電層301的一部分。于這些 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110的表面則覆蓋有導(dǎo)電層302。于介電層301之上則設(shè)置 有介電層310,其內(nèi)埋設(shè)有多個(gè)鐵磁存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，分別包括依序堆疊形成 的自由層(free layer)304 、分隔層(spacer layer)306以及釘扎層(pinned layer)308。于釘扎層310之上則形成有電極層312并與4丁扎層310相連結(jié)。 在此，自由層304的材料例如為鈷鐵硼、鈷鐵或鎳鐵/鈷鐵疊層，而分隔層 306的材料例如為氧化鋁或氧化鎂，而釘扎層308的材料例如為鈷鐵硼、鈷 鐵、鈷鐵鎳或鎳鐵/鈷鐵疊層。
于如圖12所示的磁阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置中，于各鐵磁存儲(chǔ)單元 結(jié)構(gòu)中是通過覆蓋于本發(fā)明的中空筆狀接觸結(jié)構(gòu)的尖端部分的導(dǎo)電層(即導(dǎo) 電層302)作為導(dǎo)電電極之用，因而可大幅縮小導(dǎo)電構(gòu)件與自由層304的接觸 面積，進(jìn)而達(dá)到降低工作電流以及維持電流密度的效能，以利于其內(nèi)存儲(chǔ)單 元結(jié)構(gòu)的微縮。
請(qǐng)參照?qǐng)D13,部分顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ) (Resistive Random Access Memory, RRAM)裝置，其包括介電層400以及其 上的導(dǎo)電層402，于導(dǎo)電層402上形成有如圖6所示的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110。
而于這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110的表面則覆蓋有導(dǎo)電層404。因此，介電層406亦露出導(dǎo)電層404的一部分。于介電層406之上則設(shè)置有介電層410,其內(nèi) 埋設(shè)金屬氧化物層408。于金屬氧化物層408之上則形成有電極層412并與 的連結(jié)。金屬氧化物層408的材料例如為Ti-doped NiOx、 CuOx、 FeOx、 ZnFex〇Y、 GdOx。
于如圖13所示的電阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置中，于存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)中 是通過覆蓋于本發(fā)明的中空筆狀接觸結(jié)構(gòu)的尖端部分的導(dǎo)電層(即導(dǎo)電層 404)作為導(dǎo)電電極之用，因而可大幅縮小導(dǎo)電構(gòu)件與金屬氧化物層408的接 觸面積，進(jìn)而達(dá)到降低工作電流以及維持電流密度的效能，以利于其內(nèi)存儲(chǔ) 單元結(jié)構(gòu)的微縮。
請(qǐng)參照?qǐng)D14,部分繪示了依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置(fieki emission display, FED),其包括第一基板500、位于第一基板上的陰極502。 于陰極502上則形成有多個(gè)中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110,且于這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu) 110與陰極502的表面上順應(yīng)地覆蓋有導(dǎo)電層5(M,以利電子(未顯示)的發(fā)射。 在此，導(dǎo)電層504僅部分覆蓋陰極502的表面且覆蓋于中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110 及陰極502表面上的導(dǎo)電層504為相互電性隔絕。
此外，于這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110之上形成有絕緣層506且于絕緣層506 中形成有多個(gè)開口 508,其分別大體準(zhǔn)直于中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110，以利電子 的發(fā)射。另外，上述場(chǎng)發(fā)射顯示裝置中還包括有第二基板510,其上形成有 陽極512,于陽極512上則形成有多個(gè)圖案化的熒光層514,并于外部(恒定) 電磁場(chǎng)520地加速了射出電子至其上而可顯示出如紅、藍(lán)或綠等色彩。
請(qǐng)參照?qǐng)D15,部分顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的多電子束直寫光刻裝置， 其大體相似于公開號(hào)為WO 03/017317號(hào)的國際專利申請(qǐng)案內(nèi)所揭示有的采 用MAPPER LITHOGRAPHY系統(tǒng)的光刻裝置。在此，于圖15中僅部分繪 示了不同于上述專利申請(qǐng)案內(nèi)的構(gòu)件，其余光刻裝置的構(gòu)件則基于簡(jiǎn)化圖示 的目的而不再繪示于圖15內(nèi)。
請(qǐng)參照?qǐng)D15,大體顯示了一場(chǎng)發(fā)射陣列物(field emitter array),其包括支 撐基板600,基板600的材料例如為對(duì)于射向支撐基板600表面的光子束射 線(未顯示)波長(zhǎng)具有極低光吸收因子的材料。于基板600上則形成有半導(dǎo)體 層602且于半導(dǎo)體層602上形成有多個(gè)中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110,于這些中空尖 筆狀結(jié)構(gòu)110上則形成有導(dǎo)電層604,其中—導(dǎo)電層604僅部分設(shè)置于半導(dǎo)體 層602之上且覆蓋于這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110上的導(dǎo)電層604之間為相互電性隔絕。導(dǎo)電層604的材料例如為ZrOx/W、 W、 LaB6、 Pt、 Au、碳及碳納 米管(CNT)。 '
如此，于如圖15所示光刻裝置中，旅行并穿透支撐基板600的光子于 抵達(dá)半導(dǎo)體層602后將產(chǎn)生自由電子。而這些自由電子將可自覆蓋于中空尖 筆狀結(jié)構(gòu)110的尖端部的導(dǎo)電層604處離開半導(dǎo)體層600,并通過外部(恒定) 電磁場(chǎng)670以加速了射出的電子(未顯示)朝向晶片650前進(jìn)，進(jìn)而曝光形成 于晶片650上的阻劑層660。上述于半導(dǎo)體層602與晶片650間的電磁場(chǎng)670 優(yōu)選地為平行電場(chǎng)。前述中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110與晶片650(含阻劑層660)間可 以選擇性外加互相垂直方向(XY)的兩個(gè)電子束偏折器及空乏器(Beam Blanker)微積電結(jié)構(gòu)使得電子束是否射到阻劑層660或射到的位置可以被調(diào) 控。如此即可產(chǎn)生圖案樣型(Pattem)。
請(qǐng)參照?qǐng)D16,顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的高密度磁儲(chǔ)存裝置，其相似于
的高密度磁儲(chǔ)存裝置。在此，為了簡(jiǎn)化圖示的目的，于圖16中僅部分繪示 了應(yīng)用于此高密度磁儲(chǔ)存裝置內(nèi)中的探針層700以及連結(jié)于此探針層700的 懸臂702以作為解說，此高密度磁儲(chǔ)存裝置內(nèi)的探針層則更連結(jié)有數(shù)以千計(jì) 之上述懸臂702，而此高密度磁儲(chǔ)存裝置內(nèi)其余構(gòu)件則相同于US 6,680,808 號(hào)美國專利中的高密度磁儲(chǔ)存裝置所披露的構(gòu)件。
如圖16所示，于懸臂702的一端則形成有中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110,而于懸 臂702的表面上亦形成有一導(dǎo)電層704。在此，為導(dǎo)電層704所覆蓋的中空 尖筆狀結(jié)構(gòu)IIO是作為數(shù)據(jù)寫入的寫入構(gòu)件。
請(qǐng)參照?qǐng)D17,大體顯示了一種原子力顯微裝置800，其包括Z軸方向的 位置感應(yīng)器820,其連結(jié)有懸臂824，而于懸臂824上的一端處則形成有中 空尖筆狀結(jié)構(gòu)110,另外于懸臂824表面上亦涂布有膜層826,膜層826并 覆蓋了中空尖筆狀結(jié)構(gòu)110的表面，進(jìn)而構(gòu)成了一探針。膜層826的材料例 如為SiOx、 SiNx、如鎢(W)金屬膜層或如Dip Pen Lithography廠商nanoINK 所用的Inks膜層均可。
此外，原子力顯微鏡裝置800亦包括X-Y軸方向的位置感測(cè)器840，于 上述X-Y軸方向的位置感測(cè)器840的上方設(shè)置有基板842,于基板842上則 可設(shè)置待測(cè)物844，并通過上述探針而量測(cè)出待測(cè)物844的表面輪廓。再者， 于此原子力顯微裝置800中亦包括激光源802，其是照射激光光束810至于懸臂824上的探針且經(jīng)過光電感應(yīng)器804以感測(cè)來反射自上述探針處的激光 光束810。 -
在此，若將前述圖15所示的"多電子束直寫光刻裝置"的尖筆針頭所 采用的金屬材料應(yīng)用并取代上述原子力顯微鏡裝置800內(nèi)的SiOx或SiNx材 料并將的形成于上述膜層826則可使得此原子力顯微鏡裝置轉(zhuǎn)變成為掃描穿 隧式顯微鏡(Scanning Tunnling Microscopy, STM)之用。
請(qǐng)參照?qǐng)D18，顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光刻裝置900。在此，光刻裝 置900改良自如圖17所示的原子力顯微裝置800,其主要構(gòu)件與圖17所示 的原子力顯微裝置800相同，在此僅解說兩者間結(jié)構(gòu)上相異處。請(qǐng)參照?qǐng)D18, 此時(shí)于基板842上涂布有阻劑層846且于基板842與懸臂824之間設(shè)置有電 源850。在此，電源850的正端透過導(dǎo)線860而連結(jié)于基4反842，而電源850 的負(fù)端透過導(dǎo)線862而連結(jié)于懸臂824的膜層826，此時(shí)膜層826的材料例 如為W/ZrOx、 W、 LaB6、 Pt或Au、碳及碳納米管(CNT)，進(jìn)而構(gòu)成了曝光 構(gòu)件并可于用于圖案化阻劑層846。
如圖18所示的光刻裝置900所應(yīng)用的光刻技術(shù)為所謂的"Dip-Pen nanolithography"光刻技術(shù)并已見于如US 6,642,129號(hào)美國專利及nanoINK inc.公司網(wǎng)站(http: 〃www.nanoink.net/)中，基于簡(jiǎn)化圖式的目的，在此則不 描述光刻裝置900的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)及其操作原理。
請(qǐng)參照?qǐng)D26與圖27,則部分顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光子晶體 (photonic crystal)結(jié)構(gòu)1200,其適用于波導(dǎo)光4冊(cè)(waveguide)、光纖(fiber)、發(fā) 光二極管(LED)、光源(light source)裝置及全向反射器(omnidirectional reflectors)等光學(xué)構(gòu)件與光學(xué)裝置的應(yīng)用，其中圖26為上視示意圖而圖27為 沿圖26中線段27-27的剖面示意圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D26，在此光子晶體結(jié)構(gòu)1200包括設(shè)置于基板1202上的多個(gè)中 空尖筆狀結(jié)構(gòu)U10/1210',其內(nèi)具有空室G，而這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu) 1210/1210'的尖端處1.212與相鄰的兩中空尖筆狀結(jié)構(gòu)1210/1210，間保有間距 Pl、 P2與P3。這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu)1210/1210'可采用如圖2-6的實(shí)施方式 所形成且具有類似的結(jié)構(gòu)與材料，而基板1202例如為半導(dǎo)體基板。
如圖26所示，在此Pp P4與P5繪示為大體等距的情形，即這些中空尖
筆狀結(jié)構(gòu)1210/1210，采用大體正三角形'晶格型態(tài)排列，但并不已此為限，可 依據(jù)實(shí)際需求而改變中空尖筆狀結(jié)構(gòu)1210/1210，的排列型態(tài)而不以圖26所示的大體正三角形型態(tài)為限。而這些中空尖筆狀結(jié)構(gòu)1210/1210'具有直徑 D(其柱狀部分)，例如為0.1微米，而其間距P3、 P4與Ps(定義為相鄰的中空
尖筆狀結(jié)構(gòu)的尖端處1212間的距離)則約為上述直徑的1 5倍，例如為0.3微米。
如圖27所示，顯示了沿圖26內(nèi)線段27-27的剖面情形，此時(shí)于兩鄰近 的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)1210間則見有位于相對(duì)前排的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)1210，，因 而顯示為中空尖筆狀結(jié)構(gòu)1210與相對(duì)前排的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)1210，交互穿插 的剖面型態(tài)。
于圖12所示的磁阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置以及于圖13所示的電阻式 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置中，通過如圖6所示的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)IIO的設(shè)置， 有利于制備出尺寸更為縮減且具有較低工作電流及一定電流密度的接觸電 極，因而有助于存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)尺寸的微縮。而于圖14所示的場(chǎng)發(fā)射顯示裝 置、于圖15所示的多電子束直寫光刻裝置以及于圖16所示的高密度數(shù)據(jù)儲(chǔ) 存裝置中，通過如圖6所示的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)IIO的設(shè)置，則有利于制備出 尺寸較小的電子發(fā)射構(gòu)件以及數(shù)據(jù)寫入構(gòu)件，有助于提升上述裝置單位面積 內(nèi)的像素表現(xiàn)以及工藝產(chǎn)能，并可因而提升上述裝置的效能與產(chǎn)能。而于圖 17所示的原子力顯微裝置，以及圖18所示的采用上述原子力顯微裝置的光 刻裝置內(nèi)，由如圖6所示的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)IIO的設(shè)置，則有利于制備出尺 寸較小的探針構(gòu)件以及曝光構(gòu)件，有助于提升上述裝置感測(cè)靈敏度以及光刻 能力。于第26與27圖所示的光子晶體結(jié)構(gòu)，通過如類似圖6所示的中空尖 筆狀結(jié)構(gòu)的設(shè)置，則有利于制備出尺寸較小的光學(xué)構(gòu)件，有助于提升其所應(yīng) 用的光學(xué)裝置的光學(xué)表現(xiàn)性質(zhì)。
另外，圖19-25為一系列示意圖則顯示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的相變化 存儲(chǔ)裝置的制造方法。
請(qǐng)參照?qǐng)D19，首先提供導(dǎo)電層IOOO，導(dǎo)電層IOOO形成于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之上 例如為絕緣層或基底的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，在此為了簡(jiǎn)化圖示，故僅繪示出導(dǎo)電層 IOOO部分而未繪示出其下方膜層。接著于導(dǎo)電層IOOO上涂布阻劑層1002, 阻劑層1002的材料為不含硅的阻劑材料，例如為用于電子束(E-beam)或離子 束(Ion-beam)方式曝光的斷鍵型阻劑(chain scission resist)或用于深紫外線 (DUV)方式曝光的化學(xué)放大型阻劑(chemically amplified resist, CAR),并視 后續(xù)采用的光刻曝光技術(shù)而采用適當(dāng)?shù)淖鑴┎牧稀Ｔ诖?，阻劑?002的材
24料例如是適用于電子束曝光的ZEP-520A阻劑(由ZEON公司產(chǎn)制)，但不以 上述阻劑材料為限，亦可為其他阻劑材料。阻劑層1002的厚度約介于 500—10000埃。
接著采用電子束1050直寫部分的阻劑層1002以進(jìn)行曝光，進(jìn)而于阻劑 層1002內(nèi)形成多個(gè)經(jīng)曝光部1002a,這些經(jīng)曝光部分別形成并穿透阻劑層 1002。值得注意的是，當(dāng)阻劑層1002采用其他類型的阻劑材料時(shí)，其所應(yīng) 用的曝光方式則不以電子束1050為限，亦可為如深紫外線(DUV)的其他曝 光光源。
請(qǐng)參照?qǐng)D20,接著施行顯影程序(未顯示)，以去除位于阻劑層1002內(nèi) 的經(jīng)曝光部1002a,因而于阻劑層1002內(nèi)形成多個(gè)開口 OP3，這些開口 OP3 分別露出其下方的導(dǎo)電層1000的一部分。在此，開口 OP3具有介于1: 1 10: 1的高寬比(請(qǐng)補(bǔ)充)。接著，于大體2000 3000 rpm的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)涂布間隔 物層1004，以于阻劑層1002的表面形成間隔物層1004并填滿上述開口 OP3。 在此，間隔物層1004大體高出于阻劑層1002的表面。接著施行干法或濕法 飪刻工藝(未顯示)，以回蝕刻間隔物層1004并去除間隔物層1004高出阻劑 層1002表面的部分，進(jìn)而于各開口 OP3內(nèi)留下間隔物層1004，其頂面大體 與阻劑層1002的頂面等高。
在此，間隔物層1004的材料為經(jīng)稀釋的含硅材料，例如為含硅的有機(jī) 或無機(jī)材料，在此是以含氫硅酸鹽(hydrogen silsesquioxane, HSQ)材料，其 未經(jīng)過任何溶劑的稀釋。
請(qǐng)參照?qǐng)D21,接著施行千法蝕刻工藝(未顯示)，采用含氧氣的等離子體， 以完全去除阻劑層1002,因而于導(dǎo)電層1000上留下多個(gè)實(shí)心柱狀結(jié)構(gòu)(由間 隔物層1004所構(gòu)成)。接著則順應(yīng)地沉積相變化材料層1006于導(dǎo)電層1000 之上并覆蓋這些實(shí)心柱狀結(jié)構(gòu)，相變化材料層1006的材料例如為包括如 Ge-Te-Sb三元硫?qū)倩衔锘騎e-Sb 二元硫?qū)倩衔锏牧驅(qū)倩衔?。接著涂?一平坦層1008于相變化材料層1006之上，以得到平坦化的表面。平坦層1008 的材料例如為含硅的有機(jī)或無機(jī)材料，在此是以含氫硅酸鹽(hydrogen silsesquioxane, HSQ)材料，其未經(jīng)過任何溶劑的稀釋。相變化材料層1006 的厚度則介于30 2000埃。
請(qǐng)參照?qǐng)D22，接著施行蝕刻工藝(未顯示)，以去除高于位于間隔物層 1004頂面上相變化材料層1006表面的平坦層1008部分，以部分露出相變化材料層1006并使得平坦層1002略低于或略高于相變化材料層1006厚度T, 此厚度T約介于:100 300埃。接著坦覆并依序沉積導(dǎo)電層1110以及1112于 平坦層1008上并接觸為平坦層1008所露出的相變化材料層1006部分。在 此，導(dǎo)電層1110例如為鴒化鈦膜層，而導(dǎo)電層1112例如為氮化鉭膜層，通 過導(dǎo)電層1110以及1112的結(jié)合，以作為位于下方的相變化材料層1006于 后續(xù)蝕刻工藝中的硬掩模(hard mask)層之用。
請(qǐng)參照?qǐng)D23，接著施行光刻與蝕刻工藝(皆未顯示)，以定義部分的導(dǎo)電 層1110以及1112、相變化材料層1006及平坦層1008，進(jìn)而于這些實(shí)心柱 狀結(jié)構(gòu)之間的膜層內(nèi)形成多個(gè)開口 OP4,進(jìn)而形成了多個(gè)相變化存儲(chǔ)單元結(jié) 構(gòu)。上述開口 OP4具有介于200 5000埃的間距，可視存儲(chǔ)單元密度而決定 采用適當(dāng)?shù)拈g距。
請(qǐng)參照?qǐng)D24，接著坦覆地形成一層間介電層1114于圖23所示的結(jié)構(gòu)上， 其形成方法例如為等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積法(PECVD),其施行溫度不 高于350。C，層間介電層1114的材料例如為氧化硅、氮化硅或上述材料的組
而于相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)間沉積形成層間介電層1114時(shí)同時(shí)形成了氣室(air gap)A。接著通過光刻與蝕刻工藝的施行(皆未顯示)，以于層間介電層1114 內(nèi)形成多個(gè)引線孔(via hole) 1116,這些引線孔1116大體分別位于各相變化存 儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)之上并部分露出導(dǎo)電層1112的頂面。接著更坦覆地沉積導(dǎo)電層 1118,以覆蓋層間介電層1114。導(dǎo)電層1118的材料例如為鋁且于導(dǎo)電層1118 與層間介電層1114之間可更選擇性地形成有阻障層(未顯示)，例如為氮化鈦 或氮化鉭材料的阻障層。
請(qǐng)參照?qǐng)D25,接著施行光刻與蝕刻工藝(未顯示)，以部分去除導(dǎo)電層 1118,進(jìn)而留下多個(gè)電性獨(dú)立的導(dǎo)電構(gòu)件1118a于各相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)之 上，并使的分別透過導(dǎo)電層1112及1110而電性接觸了相變化材料層1006。
于如圖25所示的相變化存儲(chǔ)裝置中，于各相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)中是通 過覆蓋于本發(fā)明的實(shí)心柱狀接觸結(jié)構(gòu)表面的相變化材料層1004，由于此處的 相變化材料層1004與位于上方的導(dǎo)電層1110以及位于下方的導(dǎo)電層1000 間的接觸面積可通過控制其膜層厚度而改變其間的接觸面積，因而不會(huì)如圖 1所示的已知相變化存儲(chǔ)單元裝置的受限于所采用的光刻技術(shù)的能力限制， 因而可較大幅縮小導(dǎo)電構(gòu)件與相變化材料層的接觸面積，進(jìn)而達(dá)到降低工作
26電流以及維持電流密度的效能。此外，由于鄰近于各相變化存儲(chǔ)單元內(nèi)的層
間介電層1114內(nèi)形成有氣室A，因此于加熱相變化材料層1006時(shí)亦具有絕 熱的效果而改善加熱電極的加熱效率，以避免相變化存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)內(nèi)散熱過 快的缺點(diǎn)。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng) 域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因 此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，包括中空柱狀間隔物，位于一基礎(chǔ)層上；以及中空錐狀間隔物，堆疊于該中空柱狀間隔物上；其中該中空錐狀間隔物、該中空柱狀間隔物與該基礎(chǔ)層間形成一空室，而該中空柱狀間隔物與該中空錐狀間隔物的壁面包括含硅的有機(jī)或無機(jī)材料。
2. 如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該基礎(chǔ)層為介電層、導(dǎo)電 層或基板的一部分。
3. 如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該中空柱狀間隔物具有介 于300 2000埃的直徑，且該直徑為由上到下的固定直徑。
4. 如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該中空錐狀間隔物上方尖 錐具有小于IOO埃的最小上方直徑，且該直徑由上往下遞增至與前述中空柱 狀間隔物直徑相同。
5. 如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該中空柱狀間隔物具有第 一高度而該中空錐狀間隔物具有第二高度，該第一高度與該第二高度的比例 介于1: 1~4: 1。
6. 如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該中空柱狀間隔物與該中空錐狀間隔物的該壁面具有不大于25納米的厚度。
7.一種中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的制造方法，包括提供一基礎(chǔ)層；坦覆地形成一阻劑層于該基礎(chǔ)層上，該阻劑層不含硅；定義該阻劑層以于該阻劑層內(nèi)形成開口 ，該開口露出該基礎(chǔ)層的 一部分以及該阻劑層的側(cè)壁；順應(yīng)地形成一間隔物層于該阻劑層的頂面上、該阻劑層中為該開口所露出的該側(cè)壁上以及為該開口所露出的該基礎(chǔ)層的該部的表面上，其中該間隔物層含硅；施行一熱工藝，以回流該阻劑層并封閉該開口 ，并將該間隔物層分為第 一部與第二部，其中該間隔物層的該第一部覆蓋該阻劑層的該頂面，而該間 隔物層的該第二部則埋設(shè)該阻劑層內(nèi)并結(jié)合該基礎(chǔ)層而形成一空室；以及依序去除該間隔物層的該第 一部以及該第 一 阻劑層，以露出該基礎(chǔ)層以 及由該間隔物層的該第二部結(jié)合該基礎(chǔ)層所形成的該空室；其中該間隔物層的該第二部包括位于該基礎(chǔ)層上 一 中空柱狀間隔物以 及堆疊于該中空柱狀間隔物上的中空錐狀間隔物且具有中空尖筆狀的剖面。
8. 如權(quán)利要求7所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該中空柱狀間隔物具有介于3 00-2000埃的由上至下的固定直徑。
9. 如權(quán)利要求7所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該中空錐狀間 隔物具有少于100埃的直徑，且該直徑由上往下遞增。
10. 如權(quán)利要求7所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該中空柱狀間 隔物具有第一高度而該中空錐狀間隔物具有第二高度，該第一高度與該第二 高度的比例介于l: 1~4: 1。
11. 如權(quán)利要求7所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該間隔物層的 該第二部具有不大于25納米的厚度。
12. 如權(quán)利要求7所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該熱工藝是在 介于140。C 200。C溫度下實(shí)施。
13. 如權(quán)利要求7所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的制造方法，其中形成該間隔物 層的方法為旋轉(zhuǎn)涂布法，其轉(zhuǎn)速范圍為2000 6000rpm。
14. 如權(quán)利要求7所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的制造方法，其中去除該間隔物 層的該第 一部的方法為干法蝕刻法，該干法蝕刻法使用含六氟乙烷的等離子 體。
15. 如權(quán)利要求7所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的制造方法，其中去除該第 一 阻 劑層的方法為干法蝕刻法，該干法蝕刻法采用含氧氣的等離子體。
16. —種相變化存儲(chǔ)裝置，包括如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該基礎(chǔ)層為第一導(dǎo)電層；第二導(dǎo)電層，順應(yīng)地形成于該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上并形成于鄰近該 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的部分該第一導(dǎo)電層上；第一介電層，部分覆蓋該第二導(dǎo)電層上并露出覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的 該中空錐狀間隔物的尖端處的該第二導(dǎo)電層；相變化材料層，形成于該第 一介電層上并接觸覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的 該中空錐狀間隔物的該尖端處的該第二導(dǎo)電層；以及第三導(dǎo)電層，形成于該相變化材料層上。
17. 如權(quán)利要求16所述的相變化存儲(chǔ)裝置，還包括第二介電層形成于該 -.相變化材料層上以覆蓋相變化材料層、該第一介電層、該第二導(dǎo)電層與該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，而該第三導(dǎo)電層部分埋設(shè)于該第二介電層中且部分覆蓋該第 二介電層。
18. 如權(quán)利要求16所述的相變化存儲(chǔ)裝置，還包括一氣室，形成于該第二介電層中并鄰近該第二導(dǎo)電層、該第一介電層與該相變化材料層。
19. 如權(quán)利要求16所述的相變化存儲(chǔ)裝置，其中為該第一介電層所露出 的覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的該尖端處的該第二導(dǎo)電層 具有介于5~100納米的薄膜厚度。
20. 如權(quán)利要求16所述的相變化存儲(chǔ)裝置，其中該相變化材料層包括硫 屬化合物。
21. —種相變化存儲(chǔ)裝置的制造方法，包括提供多個(gè)如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該中空尖筆狀結(jié)構(gòu) 共用一基礎(chǔ)層且該基礎(chǔ)層為第一導(dǎo)電層；順應(yīng)地形成第二導(dǎo)電層以覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)與該第一導(dǎo)電層；形成第一介電層，以覆蓋該第二導(dǎo)電層并提供大體平坦的表面；蝕刻該第一介電層，部分露出分別覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)內(nèi)該中空錐狀 間隔物的尖端處的該第二導(dǎo)電層；形成一相變化材料層于該第一介電層上并覆蓋為該第一介電層所部分 露出的該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)內(nèi)該中空錐狀間隔物的該尖端處的該第二導(dǎo)電層；于該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)之間的該相變化材料層、該第一介電層、該第二導(dǎo) 電層分別形成開口并圖案化該相變化材料層v該第一介電層與該第二導(dǎo)電 層，進(jìn)而形成多個(gè)存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，該開口分別部分露出該第一導(dǎo)電層的一部 分，且該存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)分別包括圖案化的第二導(dǎo)電層，順應(yīng)地形成于該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上并形成 于鄰近該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的部分該第一導(dǎo)電層上；圖案化的第一介電層，部分覆蓋該圖案化的第二導(dǎo)電層上并露出覆蓋該 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的該尖端處的該第二導(dǎo)電層；以及圖案化的相變化材料層，形成于該第一介電層上并接觸覆蓋該中空尖筆 狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的該尖端處的該第二導(dǎo)電層；形成第二介電層于該圖案化的相變化材料層上并填入該開口內(nèi)；形成多個(gè)引線孔于該第二介電層中，以分別露出該存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)內(nèi)的該 圖案化的相變化材料層的一部分；以及—,二、形成第三導(dǎo)電層于該第二介電層上，分別填入于該引線孔之一內(nèi)且覆蓋 為該引線孔所露出的該圖案化的相變化材料層的該部。
22. 如權(quán)利要求21所述的相變化存儲(chǔ)裝置的制造方法，其中該第一介電 層的形成方法為旋轉(zhuǎn)涂布法，該第 一介電層的材料為未經(jīng)稀釋的含氫硅酸鹽 材料。
23. 如權(quán)利要求21所述的相變化存儲(chǔ)裝置的制造方法，其中蝕刻該第一 介電層以部分露出分別覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)內(nèi)該中空錐狀間隔物的該尖 端處的該第二導(dǎo)電層的方法包括施行一干法蝕刻工藝，以去除較厚部分的該第一介電層至距離該中空錐 狀間隔物的該尖端處的該第二導(dǎo)電層約30 50納米處；以及施行一濕法蝕刻工藝，以去除30 50納米的該第一介電層的厚度，并露 出分別覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)內(nèi)該中空錐狀間隔物的該尖端處的該第二導(dǎo) 電層。
24. 如權(quán)利要求21所述的相變化存儲(chǔ)裝置的制造方法，其中為該第一介 電層所部分露出的該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)內(nèi)該中空錐狀間隔物的該尖端處的該 第二導(dǎo)電層具有介于5 100納米的上視直徑。
25. 如權(quán)利要求21所述的相變化存儲(chǔ)裝置的制造方法，其中形成于該存 儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)間的該開口具有介于200~5000埃的間距。
26. —種磁阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置，包括如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該基礎(chǔ)層為第一導(dǎo)電層；第二導(dǎo)電層，順應(yīng)地形成于該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上并形成于鄰近該 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的部分該第一導(dǎo)電層上；第一介電層，部分覆蓋該第二導(dǎo)電層上并露出覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的 該中空錐狀間隔物的尖端處的該第二導(dǎo)電層；堆疊結(jié)構(gòu)，位于該第一介電層上，包括依序堆疊形成于該第一介電層上 的自由層、分隔層以及釘扎層，其中該自由層包覆了為該第一介電層所露出 的覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的該尖端處的該第二導(dǎo)電層； 以及第三導(dǎo)電層，形成于該堆疊結(jié)構(gòu)上。
27. —種電阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置，包括如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該基礎(chǔ)層為第一導(dǎo)電層；第二導(dǎo)電層，順應(yīng)地形成于該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上并形成于鄰近該 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的部分該第一導(dǎo)電層上；第一介電層，部分覆蓋該第二導(dǎo)電層上并露出覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的 該中空錐狀間隔物的尖端處的該第二導(dǎo)電層；金屬氧化物層，位于該第一介電層上，其中該金屬氧化物層包覆了為該 第一介電層所露出的覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的該中空錐狀間隔物的該尖端 處的該第二導(dǎo)電層；以及第三導(dǎo)電層，形成于該金屬氧化物層上。
28. —種場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，包括多個(gè)如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)共用 一基礎(chǔ)層且該基礎(chǔ)層為位于第一基板上的陰極層；導(dǎo)電層，順應(yīng)地覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上及該陰極層上，其中該 中空尖筆狀結(jié)構(gòu)上的該導(dǎo)電層為相互電性隔絕；第二基板，相對(duì)該第一基板而設(shè)置，其上形成有陽極層；以及多個(gè)熒光層，設(shè)置于該陽極層上，且大體對(duì)準(zhǔn)分別于為該導(dǎo)電層所覆蓋 的該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)之一。
29. —種多電子束直寫光刻裝置，包括多個(gè)如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，其中該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)共用 一基礎(chǔ)層且該基礎(chǔ)層為位于支撐基板上的半導(dǎo)體層；以及導(dǎo)電層，順應(yīng)地覆蓋該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上及該半導(dǎo)體層上，其中 該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)及該半導(dǎo)體層上的該導(dǎo)電層為相互電性隔絕。
30. —種高密度磁儲(chǔ)存裝置，包括 探針層；懸臂，連結(jié)于該探針層；如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，位于該懸臂的一端上，其中該基 礎(chǔ)層為該懸臂；以及導(dǎo)電層，順應(yīng)地覆蓋該懸臂及該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上，其中為該導(dǎo) 電層所覆蓋的該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)為寫入構(gòu)件。
31. —種原子力顯微裝置，包括Z軸方向的位置感應(yīng)器；懸臂，連結(jié)于該Z軸方向的位置感應(yīng)器；如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，形成于該懸臂的一端，其中該基礎(chǔ)層為該懸臂；膜層，順應(yīng)地覆蓋該懸臂及該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的表面上，其中該膜層的 材料選自于由SiOx、 SiNx及鎢所組成的族群； X-Y軸方向的位置感測(cè)器；以及 基板，設(shè)置于該X-Y軸方向的位置感測(cè)器之上；其中為該膜層所覆蓋的該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)為探針，以量測(cè)置放于該基板 上的待測(cè)物的表面輪廓。
32. —種光刻裝置，包括 Z軸方向的位置感應(yīng)器；\懸臂，連結(jié)于該Z軸方向的位置感應(yīng)器；如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)，形成于該懸臂的一端，其中該基 礎(chǔ)層為該懸臂；膜層，順應(yīng)地覆蓋該懸臂及該中空尖、筆狀結(jié)構(gòu)的表面上，其中該膜層的 材料選自由W/ZrOx、 W、 LaB6、 Pt及Au、碳及碳納米管所組成的族群； X-Y軸方向的位置感測(cè)器；基板，設(shè)置于該X-Y軸方向的位置感測(cè)器之上，其上形成有一阻劑層；以及電源，其中該電源的正端電性連結(jié)于該基板，而該電源的負(fù)端電性連結(jié) 于該膜層；其中為該膜層所覆蓋的該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)為曝光構(gòu)件，以圖案化該阻劑層。
33. —種相變化存儲(chǔ)裝置，包括 第一導(dǎo)電層；多個(gè)實(shí)心柱狀物，位于該第一導(dǎo)電層之上，其中該實(shí)心柱狀住包括含硅 的有機(jī)或無機(jī)材料；相變化材料層，順應(yīng)地形成于該實(shí)心柱狀物的表面上；第二導(dǎo)電層，分別位于該相變化材料層的頂面上；第 一介電層，設(shè)置于該實(shí)心柱狀物之間并覆蓋該第 一導(dǎo)電層以及部分的該第二導(dǎo)電層；以及■ 第三導(dǎo)電層，形成于第一介電層之上并穿透該第一介電層而接觸該第二 導(dǎo)電層。
34.如權(quán)利要求33所述的相變化存儲(chǔ)裝置，還包括一氣室，形成于該第 一介電層中并鄰近該相變化材料層。
35 如權(quán)利要求33所述的相變化存儲(chǔ)裝置，其中為該相變化材料層具有 介于3~200納米的厚度。
36. 如權(quán)利要求33所述的相變化存儲(chǔ)裝置，其中該相變化材料層包括硫 屬化合物。
37. —種光子晶格結(jié)構(gòu)，包括 基板；多個(gè)如權(quán)利要求1所述的中空尖筆狀結(jié)構(gòu)設(shè)置于該基板上，該中空尖筆 狀結(jié)構(gòu)之間具有大體接近的間距，且該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的壁面包括含硅的有 才幾或無纟幾材津+。
38. 如權(quán)利要求37所述的光子晶格結(jié)構(gòu)，其中該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)具有大 體三角形的上視排列情形。
39. 如權(quán)利要求37所述的光子晶格結(jié)構(gòu)，其中該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的間距 約為該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)的柱狀部分直徑的1~5倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中空尖筆狀結(jié)構(gòu)及其制造方法，以及包含其的相變化存儲(chǔ)裝置、磁阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置、電阻式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置、場(chǎng)發(fā)射顯示裝置、多電子束直寫光刻裝置、高密度磁儲(chǔ)存裝置、原子力顯微裝置、光刻裝置、光子晶體結(jié)構(gòu)及其制造方法。該中空尖筆狀結(jié)構(gòu)包括中空柱狀間隔物，位于一基礎(chǔ)層上；以及中空錐狀間隔物，堆疊于該中空柱狀間隔物上，其中該中空錐狀間隔物、該中空柱狀間隔物與該基礎(chǔ)層間形成一空室，而該中空柱狀間隔物與該中空錐狀間隔物的壁面包括含硅的有機(jī)或無機(jī)材料。
文檔編號(hào)H01J31/12GK101504948SQ20081007435
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月5日
發(fā)明者陳維恕 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院;力晶半導(dǎo)體股份有限公司;南亞科技股份有限公司;茂德科技股份有限公司;華邦電子股份有限公司