金属-绝缘体-金属二极管及制造方法

摘要

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。

说明书

技术领域

本申请一般地涉及金属-绝缘体-金属二极管。

背景技术

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(evanescentwave)，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)。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(workfunction)。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100nm，例如，等于或小于约100nm、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1nm，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(C₆₀)，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0.1eV，例如0.05eV,0.1eV,0.2eV,0.3eV,0.4eV,0.5eV,0.6eV,0.7eV,0.8eV,0.9eV,1eV,2eV,3eV,4eV,4.1,4.55,5eV,6eV,7eV,8eV,9eV,10eV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1nm至约1μm的厚度，例如，1nm,10nm,20nm,30nm,40nm,50nm,60nm,70nm,80nm,90nm,100nm,200nm,300nm,400nm,500nm,600nm,700nm,800nm,900nm,或1000nm，包括在任意两个前述值之间的任意范围。在一些实施例中，第二金属导电层130具有约1nm至约1μm的厚度，例如1nm,10nm,20nm,30nm,40nm,50nm,60nm,70nm,80nm,90nm,100nm,200nm,300nm,400nm,500nm,600nm,700nm,800nm,900nm或1000nm，包括任意两个前述值之间的任意范围。在一些实施例中，第一金属导电层比第二金属导电层厚至少约10％，例如，第一金属导电层比第二金属导电层厚至少1％，例如至少1％,10％,20％,30％,40％,50％,60％,70％,80％,90％,100％,200％,300％,400％,500％,600％,700％,800％,900％,1000％，或更大的厚度，包括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，第二金属导电层130具有比第一金属导电层120大的厚度。在一些实施例中，第二金属导电层比第一金属导电层厚至少1％，例如，1％,10％,20％,30％,40％,50％,60％,70％,80％,90％,100％,200％,300％,400％,500％,600％,700％,800％,900％,1000％，或更大的厚度，包括任意两个前述值之间的任意范围以及任一前述值以上的任意范围。

在一些实施例中，介电基片包括硅晶片和/或是硅晶片的部分。在一些实施例中，介电基片由硅、石英、碳化硅等制成。在一些实施例中，介电基片可以包括SOI、SiC或柔性显示器。

在一些实施例中，金属-绝缘体-金属二极管具有至少约0.2V的导通电压，例如，0.2V,0.3V,0.4V,0.5V,0.6V,0.7V,0.8V,0.9V,1V,2V,3V,4V,5V,6V,7V,8V,9V,10V,100V或更大，包括任意两个前述值之间的任意范围以及任一前述值以上的任意范围。

在一些实施例中，本文提供的金属-绝缘体-金属二极管用于可以使用金属-绝缘体-金属二极管的任意类型的装置。在一些实施例中，金属-绝缘体-金属二极管能够用于IR传感器和/或IR检测器。

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(例如，本文所述那些中的任一种)。该方法可以进一步包括将光致抗蚀剂层施加到导电层上。在一些实施例中，光致抗蚀剂层可以是正性光致抗蚀剂。在一些实施例中，光致抗蚀剂层可以是负性光致抗蚀剂。该方法可以进一步包括：将光致抗蚀剂的一部分暴露于衰逝波，以及将光致抗蚀剂的暴露于衰逝波的至少一部分去除以露出导电层的一部分。该方法可以进一步包括：蚀刻导电层的露出部分以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。

在一些实施例中，该方法可以进一步包括：将第二金属施加到导电层的第一区域上，以及使得导电层的第一区域和施加到导电层的第一区域上的第二金属退火。在一些实施例中，第二金属可以是任何金属元素，例如本文所述的那些中的任一种。

图2A-2G是描绘形成金属-绝缘体-金属二极管的方法的一些实施例的示意图。图2A描绘了基片200的起始构造，在基片200上存在导电层205。在导电层上，定位有光致抗蚀剂210。

如图2B中所示的，在一些实施例中，将光致抗蚀剂210暴露于衰逝波可以包括将辐射线施加到光掩模213上。光掩模213可以具有开口216，其宽度小于施加到光掩模213上的辐射线的峰值发射线的波长。衰逝波将在开口216处局部地产生。因此，开口216可以紧密地对应于随后将露出且因此被破坏的光致抗蚀剂237的部分。这样允许精确的操纵光致抗蚀剂210；并且因此，精确操纵待经由光致抗蚀剂210处理的位于光致抗蚀剂下面的任意材料(或者更具体地，在光致抗蚀剂237的受损部分的正下方)，诸如导电层205。产生衰逝波的方式不限于任何特定布置。在一些实施例中，衰逝波能够遍布光掩模213的基片212而产生，开口216用来将波操纵成期望的图案。在一些实施例中，辐射线能够经由开口216按期望的方式被采用且引向光掩模213。

如图2C所示，在一些实施例中，定位于开口216的衰逝波的产生导致光致抗蚀剂210的部分被破坏，从而导致形成导电层205的露出部分218，露出部分具有由光致抗蚀剂210的一部分形成的壁。在一些实施例中，光致抗蚀剂237(图2B)的部分仅损坏，并且能够通过用显影剂清洗或蚀刻来更完全地去除。在一些实施例中，光致抗蚀剂可以包括例如SAL601(RohmandHaas)。在一些实施例中，为了蚀刻10nm的深度，可以采用30nm高的光致抗蚀剂。因此，在一些实施例中，光致抗蚀剂可以为期望高度的大约三倍。

在一些实施例中，随后可以将蚀刻工艺(诸如干法蚀刻)应用于图2C的布置，这允许蚀刻剂在导电层205的沟槽330底部的露出部分218(该沟槽330为光致抗蚀剂237的受损部分)进行蚀刻，同时光致抗蚀剂210能够保护导电层205的其余部分。

如图2D所示，随后能够去除光致抗蚀剂210，得到导电层的第一区域220和导电层的第二区域225由沟槽230分离的布置。在一些实施例中，这允许例如在二极管中形成金属-绝缘体-金属布置。在一些实施例中，能够执行另外的处理。

如图2E和图2F所示，在一些实施例中，能够将第二层金属应用于该布置。在一些实施例中，在添加第二金属240和242之前，能够将第二光致抗蚀剂层235施加到沟槽230和第二区域225上方。随后，可以将第二金属240施加到导电层的第一区域220上。第二金属的施加还能够使得用第二金属242的第二部分对第二光致抗蚀剂层235进行涂层。

该方法可以进一步包括：去除第二光致抗蚀剂层235，这也将使得去除第二金属242的第二部分的一部分。图2F描绘了第二光致抗蚀剂层235(以及因此还有第二金属242的第二部分)被去除时所得到的布置。该布置包括基片200，第二金属240位于第一区域220之上，第一区域220经由沟槽230与第二区域225分开。

最后，在一些实施例中，第一区域220的第一金属和第二金属240能够一起退火而形成退火合金245(如图2G所示)。在一些实施例中，图2G的布置(基片200上的退火合金245，其通过沟槽230与第二区域225分开)可以与上文结合图1所描述的布置(在基片100上，第二导电层130通过沟槽140与第一导电层120分开)相同。该布置能够允许第二导电层130(如图1所示)的特性不同于第一导电层120(如图1所示)的特性。

在一些实施例中，光掩模213的宽度(也即，厚度)等于或小于约1000nm，例如1000nm,100nm,50nm,40nm,30nm,20nm,19nm,18nm,17nm,16nm,15nm,14nm,13nm,12nm,11nm,10nm,9nm,8nm,7nm,6nm,5nm,4nm,3nm,2nm,1nm的宽度，包括任意两个前述值之间的任意范围。在一些实施例中，光掩模的厚度可以为期望高度的约三倍。

在一些实施例中，光掩模213中的开口216由铬图案形成。因此，在一些实施例中，通过使光通过铬图案来制成衰逝波。在一些实施例中，开口216因此可以是图案(诸如铬图案214)中的孔。在一些实施例中，开口等于或小于1000nm，例如900nm,800nm,700nm,600nm,500nm,400nm,300nm或更小，包括在前述任意值以下的任意范围以及在任意两个值之间的任意范围。在一些实施例中，基于所使用的光的波长来选择开口216的尺寸，使得开口的尺寸小于所使用的光的波长，从而产生衰逝波，这依次能够用来雕刻和/或定形光致抗蚀剂210。

在一些实施例中，将光致抗蚀剂层施加到导电层上能够通过旋涂法来实现。在一些实施例中，自组装单层(SAM)能够用于图案形成。

在一些实施例中，去除光致抗蚀剂237的暴露于辐射线的至少一部分以露出导电层205包括将显影剂施加到光致抗蚀剂的受损部分上。在一些实施例中，在施加了显影剂之后，随后可以蚀刻导电层205的露出部分218以形成将导电层的第一区域220和第二区域225分离的沟槽230。在一些实施例中，蚀刻能够通过包括例如干法蚀刻在内的任何蚀刻工艺来实现。

在一些实施例中，将导电层205设置在介电基片200上包括将第一金属喷溅在介电基片上而形成导电层。

在一些实施例中，制作金属-绝缘体-金属二极管的工艺包括处理硅晶片。

在一些实施例中，第一金属和第二金属可以包括任何适合的金属，包括上述的那些，诸如铬，钨，钼，钆，铝，铌，镍，金，钛，钽，铂或其任意组合。

在一些实施例中，导电层被制成使其具有适合的厚度，包括本文提供的任意厚度，诸如约1nm至约1μm的厚度。

在一些实施例中，使得导电层的第一区域和施加到导电层的第一区域上的第二金属退火包括将导电层的第一区域和施加到导电层的第一区域上的第二金属加热到约100℃至约1000℃的温度，例如100℃,200℃,300℃,400℃,500℃,600℃,700℃,800℃,900℃或1000℃，包括任意两个前述值之间的任意范围。

在一些实施例中，沟槽具有等于或小于约100nm的宽度。在一些实施例中，这能够通过将具有衰逝波的光掩模213在光致抗蚀剂210上方反复移动来实现，直到实现露出部分218的期望宽度。在一些实施例中，最终的沟槽的宽度等于或小于50nm，例如50nm,40nm,30nm,20nm,10nm,9nm,8nm,7nm,6nm,5nm或更少的纳米数，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，不是采用衰逝波，该工艺能够采用辐射线来削弱光致抗蚀剂。在一些实施例中，制成金属-绝缘体-金属二极管的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。在一些实施例中，该方法可以进一步包括：将光致抗蚀剂层施加到导电层上，将光致抗蚀剂的部分暴露于一定量的辐射线，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而形成沟槽。沟槽将导电层的第一区域和导电层的第二区域分开。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，本文结合涉及到衰逝波的方法所描述的任意工艺或方案同样能够在该方法中使用。

在一些实施例中，辐射源能够与衰逝波工艺相结合来使用。例如，衰逝波能够用于产生第一区域与第二区域之间的沟槽，但是辐射源能够用于后续经由随后的光致抗蚀剂的操纵(诸如通过在图2E的布置中使用正性光致抗蚀剂)。

如上所述，在一些实施例中，该方法包括：将第二金属施加到导电层的第一区域上，以及使得导电层的第一区域和施加到导电层的第一区域的第二金属退火。因此，第一区域可以具有不同于第二区域的电特性。

在一些实施例中，上述的方法能够通过各种装置、工艺和/或系统来实施。图3是示出可以制作金属-绝缘体金属二极管的系统300的一些实施例的示意图。在一些实施例中，该系统包括控制器360，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。控制器能够控制一个或多个装置310，用于制成上述的金属-绝缘体-金属二极管。在一些实施例中，控制器360能够直接控制一个或多个装置310。在一些实施例中，控制器360能够经由网络连接350来控制一个或多个装置。在一些实施例中，任意装置310能够分离地可控，通过单一控制器360，或者通过多个控制器。在一些实施例中，制造工艺的状况、任意装置310的状态和/或系统内的属性通常能够经由监控器365或其他输出装置来提供给用户。

在一些实施例中，一个或多个物理蒸汽沉积装置320能够与控制器360耦合。在一些实施例中，物理蒸汽沉积装置320经由控制器360配置在一起而将导电层施加到基片上。

在一些实施例中，系统可以进一步包括与控制器360耦合的一个或多个旋涂机330。一个或多个旋涂机330一起经由控制器360来配置而将第一光致抗蚀剂层施加到导电层上。在一些实施例中，光致抗蚀剂层可以是负性光致抗蚀剂层。在一些实施例中，光致抗蚀剂层可以是正性光致抗蚀剂层。

在一些实施例中，系统300进一步包括衰逝波装置，该衰逝波装置通常可以是光源340，当与光掩模341中的适当尺寸的开口216配对时配置成提供衰逝波且因此允许衰逝波施加到第一光致抗蚀剂层上。衰逝波能够在第一光致抗蚀剂层中提供开口以露出导电层的一部分。在一些实施例中，光源可以是任何辐射源。在一些实施例中，衰逝波装置包括适当波长和位置的光源从而产生衰逝波(例如，通过全内部反射或者通过施加具有比光掩模中的间隙的尺寸大的波长的光)。

在一些实施例中，系统进一步包括与控制器360耦合的等离子蚀刻装置344。等离子蚀刻装置344能够经由控制器360来操纵而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，可以包括干法蚀刻系统，从而去除抗蚀剂的任何已经被衰逝波破坏的部分。

在一些实施例中，光源340与控制器耦合。在一些实施例中，光源340经由控制器360配置而发射利于通过旋涂机330将施加到至少沟槽和导电层的第二区域上的第二光致抗蚀剂层342图案化的辐射线。在一些实施例中，光源340能够用于产生衰逝波。在一些实施例中，不同的光源用于产生衰逝波(与第二光致抗蚀剂的图案化形成对比)。因此，在一些实施例中，装置310和/或系统300可以包括两个或更多的光源。

在一些实施例中，该系统进一步包括光掩模，光掩模构造为向第二光致抗蚀剂层提供利于获得第二光致抗蚀剂层中的开口以露出导电层的第一区域的一部分的辐射图案。在一些实施例中，光掩模构造为向第一光致抗蚀剂层提供辐射图案以露出导电层的表面。在一些实施例中，单个光掩模能够用于产生衰逝波并且用于对任何额外的光致抗蚀剂的任何额外的调节。在一些实施例中，存在两个或更多光掩模。在一些实施例中，单个光掩模可以包括用于产生衰逝波的期望尺寸的间隙，以及用于在不使用衰逝波的情况下操纵光致抗蚀剂的图案。

在一些实施例中，系统300进一步包括加热装置346。在一些实施例中，加热装置可以构造为(例如，能够通过控制器360来控制)以使得对通过物理蒸汽沉积装置320施加到基片的导电层和施加到导电层的部分上的第二金属进行退火。在一些实施例中，加热器能够构造为在本文提供的任意方法全程的其他时间施加热。

在一些实施例中，有单个光源340。在一些实施例中，单个光源能够充当加热装置346以及产生用于衰逝波的光的可选物。在一些实施例中，光源能够发射可见光和/或UV光。在一些实施例中，不同的过滤器能够定位在光源前面，使得发射期望的波长。在一些实施例中，控制器360能够控制采用哪种过滤器。

在一些实施例中，能够采用一个或多个单独的光源。因此，在一些实施例中，光源无需是广谱光源，而是能够使用具有更特定波长的光源，减少或免除了对于过滤器的需要。在一些实施例中，不需要过滤器，即使使用广谱光源。

在一些实施例中，衰逝波装置包括具有布置在透明基片上的铬图案的第二光掩模342。在一些实施例中，能够采用任何具有窄到足以形成衰逝波的间隙的光掩模。在一些实施例中，至少一个光源构造为发射紫外辐射线。在一些实施例中，至少一个光源构造为发射红外辐射线。

在一些实施例中，至少一个旋涂机构造为将金属施加到导电层上。金属可以包括铬，钨，钼，钆，铝，铌，镍，金，钛，钽和铂中的至少一种。在一些实施例中，金属的供给与旋涂机相连通。

在一些实施例中，使用衰逝波来处理光致抗蚀剂层(正性的或负性的)能够用于其他系统或方法(在金属-绝缘体-金属二极管之外)。在一些实施例中，衰逝波可以用于正性光致抗蚀剂上。在一些实施例中，衰逝波可以用在负性光致抗蚀剂上。

在一些实施例中，第一光致抗蚀剂层是负性光致抗蚀剂。在一些实施例中，第二光致抗蚀剂层是负性光致抗蚀剂。在一些实施例中，第一光致抗蚀剂层是正性光致抗蚀剂。在一些实施例中，第二光致抗蚀剂层是正性光致抗蚀剂。

在一些实施例中，任何形式的衰逝波(其包含诸如“衰逝光”和“衰逝场”的术语)能够用于调节和/或操纵光致抗蚀剂。在一些实施例中，波能够通过在边界处经过全内部反射的光来产生。在一些实施例中，该边界可以位于间隙216处，使得场能够穿过间隙且与光致抗蚀剂237的部分相互作用。

由于1)非均匀厚度，以及2)绝缘体层的差的品质，常规的平面金属-绝缘体-金属二极管会遭遇经由绝缘体层的漏电流。另外，由于寄生电容的增加，二极管的电流/电压(IV)特性降级，导致二极管电阻增加。在一些实施例中，本文所列出的一种或多种方法的使用(例如，采用衰逝波)当如本文提供的进行采用时，能够解决和/或减轻这些问题中的一个或两个。

在一些实施例中，能够使用衰逝光刻来对纳米间隙图案化，用于制造金属-绝缘体-金属器件。在一些实施例中，金属-绝缘体-金属二极管中的金属电极的功函数能够通过本文所列出的工艺(诸如随后添加另一金属且使得金属形成合金)来选择性地修正。在一些实施例中，不需要除了本文所列出的以及用于常规的半导体工艺的那些常规装备之外的额外装备。

在一些实施例中，金属-绝缘体-金属二极管能够用作嵌入IRTHz装置中的整流器。在一些实施例中，整流器能够允许进一步减小寄生电阻，以便改进检测精度。在一些实施例中，如本文所描述制成的金属-绝缘体-金属二极管能够允许进一步使得绝缘体层的厚度减尺寸。在一些实施例中，这是可能的，因为其允许更均匀厚度和/或更高品质的绝缘体层。另外，在一些实施例中，在该布置中电流-电压特性不如此降级，从而允许较低的二极管电阻。

在说明性的实施例中，此处所描述的任意的操作、工艺等能够实现为存储于计算机可读介质上的计算机可读指令。计算机可读指令能够由移动单元、网络元件和/或任何其他计算设备的处理器来执行。

在系统方案的硬件实现和软件实现之间保留了极小的区别；硬件或软件的使用通常是(但并不总是，因为在一些背景下硬件和软件之间的选择会变得重要)表示成本相对于效率权衡的设计选择。存在各种可以实现(例如，硬件、软件和/或固件)本文所描述的过程和/或系统和/或其它技术的媒介物，并且优选的媒介物将随着部署过程和/或系统和/或其它技术的背景而变化。例如，如果实施者判定速度和精度重要，则实施者可以选择主硬件和/或固件媒介物；如果灵活性重要，则实施者可以选择主软件实现；或者，另外可选地，实施者可以选择硬件、软件和/或固件的一些组合。

前面的详细说明已经通过框图、流程图和/或示例阐述了设备和/或过程的各个实施例。在这些框图、流程图和/或示例包含一项或多项功能和/或操作的程度上，本领域技术人员将理解的是可以通过各种各样的硬件、软件、固件或几乎其任意组合来单独地和/或统一地实现这些框图、流程图或示例内的每项功能和/或操作。在一个实施例中，本文所描述的主题的多个部分可经由专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其它集成格式来实现。然而，本领域技术人员将理解的是，在本文公开的实施例的一些方案可以整体地或部分地等同地实现为集成电路、在一个或多个计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，实现为在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序)、在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，实现为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)、固件、或几乎任何组合，并且根据本公开的内容，设计电路和/或编写用于软件和/或固件的代码将在本领域技术人员的技能范围内。另外，本领域技术人员将理解的是，本文所描述的主题的机制能够以各种形式分布为程序产品，并且本文所描述的主题的示例性实施例适用，无论实际上用于实施分布的特定类型的信号承载介质如何。信号承载介质的示例包括但不限于以下：可记录型介质，诸如软盘、硬盘驱动器、压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、数字带、计算机存储器等；以及传输型介质，诸如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤电缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。

本领域技术人员将理解的是，在本领域内常见的是以本文阐述的方式来描述设备和/或过程，此后利用工程实践将这些所描述的设备和/或过程集成到数据处理系统中。也即，本文所描述的设备和/或过程的至少一部分可以通过合理量的实验集成到数据处理系统中。本领域技术人员将理解的是，典型的数据处理系统通常包括如下中的一种或多种：系统单元壳体、视频显示设备、诸如易失性和非易失性存储器的存储器、诸如微处理器和数字信号处理器的处理器、诸如操作系统的计算实体、驱动器、图形用户接口、和应用程序、诸如触摸板或触摸屏的一个或多个交互设备、和/或包括反馈环和控制电动机(例如，用于感测位置和/或速度的反馈；用于移动和/或调整部件和/或量的控制电动机)的控制系统。典型的数据处理系统可利用任何适合的商业上提供的部件来实现，诸如在数据计算/通信和/或网络计算/通信系统中常见的部件。

本文所描述的主题有时说明了包含在不同的其它部件内的不同部件或与不同的其它部件连接的不同部件。应理解的是，这些所描绘的体系结构仅是示例性的，并且实际上可以实施实现相同功能的许多其它体系结构。在概念意义上，实现相同功能的任何部件的布置有效地“关联”，使得实现期望功能。因此，在此处组合以实现特定功能的任何两个部件可视为彼此“关联”，使得实现期望功能，无论体系结构或中间部件如何。同样，任意两个如此关联的部件还可视为彼此“可操作地连接”、或“可操作地耦合”以实现期望的功能，并且能够如此关联的任意两个部件还可视为彼此“能够可操作地耦合”以实现期望功能。能够可操作耦合的具体示例包括但不限于能够物理上连接和/或物理交互的部件和/或能够无线交互和/或无线交互的部件和/或逻辑上交互和/或能够逻辑上交互的部件

本公开不受在本申请中所描述的特定实施例限制，这些特定实施例意在为各个方案的示例。本领域技术人员显而易见的是，能够进行各种改进和变型，而不偏离其精神和范围。根据前面的说明，除了本文列举的那些之外，在本公开范围内的功能上等同的方法和装置对于本领域技术人员而言将是显而易见的。旨在这些改进方案和变型例落在随附权利要求书的范围内。连同这些权利要求书所给予权利的等同方案的整个范围内，本公开仅受随附权利要求书限制。将理解的是，本公开不限于特定的方法、试剂、化合物、组成物或生物系统，当然这些可以变化。还应理解的是，本文所使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而不意在限制。

关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员能够根据上下文和/或应用适当地从复数变换成单数和/或从单数变换成复数。为了清晰的目的，本文中明确地阐明了各单数/复数的置换。

本领域技术人员将理解，一般地，本文所使用的术语，尤其是随附权利要求(例如，随附权利要求的主体)中所使用的术语，通常意在为“开放式”术语(例如，术语“包括”应当解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，等等)。本领域技术人员还理解，如果意图表达引导性权利要求记述项的具体数量，该意图将明确地记述在权利要求中，并且在不存在这种记述的情况下，不存在这样的意图。例如，为辅助理解，下面的随附权利要求可能包含了引导性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引导权利要求记述项。然而，这种短语的使用不应解释为暗指不定冠词“一”或“一个”引导权利要求记述项将包含该所引导的权利要求记述项的任何特定权利要求局限于仅包含一个该记述项的实施例，即使当同一权利要求包括了引导性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一”或“一个”的不定冠词(例如，“一”和/或“一个”应当解释为表示“至少一个”或“一个或多个”)；这同样适用于对于用于引导权利要求记述项的定冠词的使用。另外，即使明确地记述了被引导的权利要求记述项的具体数量，本领域技术人员将理解到这些记述项应当解释为至少表示所记述的数量(例如，没有其它修饰语的裸记述“两个记述项”表示至少两个记述项或两个以上的记述项)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯用法的那些实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解该惯用法的含义(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯用法的那些实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解该惯用法的含义(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统)。本领域技术人员将进一步理解，呈现两个以上可选项的几乎任何分离词和/或短语，无论是在说明书、权利要求或附图中，都应理解为设想包括一项、任一项或两项的可能性。例如，术语“A或B”将理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

另外，在根据马库什组(Markushgroup)描述本公开的特征或方案的情况下，本领域技术人员将理解的是本公开也因此以马库什组的任何独立成员或成员的子组来描述。

本领域技术人员将理解的是，为了任何以及全部的目的，诸如在提供所撰写的说明书方面，本文所公开的全部范围也涵盖了任何和全部的可能的子范围及其子范围的组合。能够容易地认识到任何所列范围都充分地描述了同一范围并且使同一范围分解成至少均等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等等。作为非限制示例，本文所论述的每个范围能够容易地分解成下三分之一、中三分之一和上三分之一，等等。本领域技术人员还将理解的是，诸如“多达”、“至少”等所有的语言包括所记述的数量并且是指如上文所论述的随后能够分解成子范围的范围。最后，本领域技术人员将理解的是，范围包括每个独立的成员。因此，例如，具有1-3个单元的组是指具有1个、2个或3个单元的组。类似地，具有1-5个单元的组是指具有1个、2个、3个、4个、或5个单元的组，等等。

通过前面的论述，将理解到本文已经为了示例的目的描述了本公开的各实施例，并且可以在不偏离本公开的范围和精神的情况下进行各种改进。因此，本文所公开的各个实施例不意在限制，真正的范围和精神是通过随附的权利要求表示的。

示例1

经由衰逝波来操纵光致抗蚀剂

本示例描述了利用衰逝波将负性抗蚀剂图案化的方法。第一金属钨通过化学蒸汽沉积而沉积在基片上。负性抗蚀剂随后沉积到钨层上。

然后，提供光刻光掩模。光掩模包括基片，在基片上有铬图案。铬图案包括宽度小于500nm的格栅。光掩模随后暴露于具有600nm或更长的波长的光，从而使用光掩模在格栅处来产生衰逝波。

衰逝波将定位在格栅中的间隙周围。然后，该波用来破坏负性抗蚀剂层。通过将负性抗蚀剂浸入显影剂中，将负性抗蚀剂的受损区域蚀刻掉。这使得产生图案化的负性抗蚀剂层。该工艺允许在负性抗蚀剂中形成位于第一金属钨层上方的极精确的图案。

示例2

制成金属-绝缘体-金属二极管的方法

本示例描述了如何形成金属-绝缘体-金属二极管。提供如示例1中所列出的覆有图案化的负性抗蚀剂的第一金属层(钨)。然后，利用负性抗蚀剂作为干法蚀刻掩模，经由氩等离子体将钨金属层图案化。这使得钨金属层被划分成第一区域和第二区域，在两个区域之间有绝缘沟槽。抗蚀剂掩模随后被洗掉。

然后，正性光致抗蚀剂沉积到金属表面上，通过光刻法将正性光致抗蚀剂层图案化。第二金属(铂)随后蒸发到基片的表面上。正性光致抗蚀剂随后由有机溶液清洗掉，将铂仅留在第一区域上，而不是第二区域上(第二区域被正性光致抗蚀剂层阻挡)。结果是，第一金属(钨)的第一区域上现将具有第二金属(铂)，第一金属(也是钨)的第二区域上将没有第二金属，并且绝缘沟槽将第一区域与第二区域分开。

基片随后经过退火而将第一金属和第二金属制成合金。这将得到位于二极管的第一区域(其可以具有目标功函数φ)上的钨和铂的合金，该第一区域经由沟槽与仅由钨制成的第二区域分开。上述衰逝波的使用允许在金属的两个区域之间精确的形成沟槽，以便得到优良的金属-绝缘体-金属二极管。

示例3

使用制造金属-绝缘体-金属二极管的系统的方法

本示例概括了使用一种系统来制备金属-绝缘体-金属二极管。提供了用于制造金属-绝缘体-金属二极管的系统。该系统可以包括控制器，该控制器构造为执行利于制成金属-绝缘体-金属二极管的指令。该系统包括物理蒸汽沉积装置，其与控制器耦合而使得控制器能够控制物理蒸汽沉积装置。该系统进一步包括与控制器耦合的旋涂机。该系统进一步包括光源，其构造为对第一光致抗蚀剂施加衰逝波。光源与控制器耦合且由控制器来控制。该系统进一步包括与控制器耦合的等离子蚀刻装置。

通过控制器，用户将导电钨层施加到基片上。然后，控制器用来经由旋涂机将负性光致抗蚀剂层施加到钨之上。通过控制器，随后用衰逝波来处理负性光致抗蚀剂以破坏负性光致抗蚀剂的希望去除的部分。控制器随后用来控制等离子蚀刻装置以将钨层蚀刻成两个单独的区域。

上述衰逝波的使用允许在金属的两个区域之间精确的形成沟槽。