CN103460384B - 包含二极管结构的半导体结构及半导体装置及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示形成在例如电阻性随机存取存储器RRAM等存储器单元及存储器阵列中使用的二极管结构的方法。所述方法包含通过将石墨材料(例如，石墨烯)化学吸附在导电材料上而形成第一电极。可在所述第一电极的通过上覆于所述第一电极的介电材料中的开口而暴露的表面上方形成低k介电材料，接着在所述低k介电材料上方形成高k介电材料。所述开口的剩余部分可使用另一导电材料填充以形成第二电极。所得二极管结构的所述第一电极及所述第二电极具有不同的功函数，且因此提供低热预算、低接触电阻、高正向偏压电流及低反向偏压电流。本发明还揭示包含此二极管结构的存储器单元及存储器阵列。
Description
优先权声明
本申请案主张2011年2月7日申请的“包含二极管结构的半导体结构及半导体装置及其形成方法(SEMICONDUCTOR STRUCTURE AND SEMICONDUCTOR DEVICEINCLUDING A DIODE STRUCTURE AND METHODS OF FORMING SAME)”的第13／022,233号美国专利申请案的申请日期的权利。
技术领域
本发明的实施例涉及形成于半导体存储器中使用的二极管结构的方法，此外，还涉及包含此些二极管结构的半导体结构及装置。
背景技术
电阻性随机存取存储器(RRAM)是利用所谓的“可变电阻材料”的电阻特性的变化来存储数据的非易失性存储器装置。此些可变电阻材料(例如，过渡金属氧化物或相变材料)具有在特定电压下相对显著改变的电阻。当特定电压施加于可变电阻材料时，所述可变电阻材料的电阻减小，这称为所谓的“接通”状态。当重设电压施加于所述可变电阻材料时，所述可变电阻材料的电阻增加，这是称为所谓的“关断”状态。在常规RRAM中，交叉点RRAM具有相对简单的单元结构及相对高的密度。
常规交叉点RRAM包含多个实质上平行的字线及多个实质上平行的位线，所述位线实质上垂直于所述字线而布置。所谓的“交叉点”是形成于所述字线及所述位线的交叉处。在每一交叉点处安置存储器电阻器使之介于字线与位线之间。所述存储器电阻器可具有多层结构，所述多层结构包含(例如)包含存储器元件的层及包含非欧姆装置(例如，金属绝缘体金属(MIM)装置)的至少一层。
交叉点存储器架构提供高装置密度，然而其遭受大量泄漏电流，此可导致功率耗散增加及感测裕度减小。与导电线(即，字线及位线)相关联的寄生电阻可导致输出信号的降级及对阵列大小的限制。
发明内容
在一个实施例中，本发明包含一种形成二极管结构的方法。此方法可包含：在导电材料上方形成石墨材料；组合所述石墨材料的至少一部分与所述导电材料的至少一部分以形成第一电极；在所述第一电极上方形成介电材料；移除所述介电材料的一部分以形成暴露所述第一电极的表面的开口；在所述开口的表面上方形成低k介电材料；在所述低k介电材料上方形成高k介电材料；及用另一导电材料填充所述开口的剩余部分以形成第二电极。
在另一实施例中，本发明包含一种形成半导体装置的方法。此方法可包含：形成多个二极管结构；形成多个电阻器；及在所述多个电阻器上方形成至少一个导电线。所述多个二极管结构可通过以下步骤而形成：将石墨材料的至少一部分化学吸附到导电材料以形成至少一个第一电极；在所述至少一个第一电极上方形成介电材料；在上覆于所述至少一个第一电极的所述介电材料中的多个开口中形成低k介电材料；在所述多个开口中形成高k介电材料；及在所述多个开口中形成另一导电材料以形成多个第二电极。每一电阻器可经形成而与所述多个第二电极中的一者相邻。
在又另一实施例中，本发明包含一种半导体结构。所述半导体结构可包含：第一电极，其包括经化学吸附在导电材料上的石墨材料；低k介电材料，其上覆于所述第一电极；及高k介电材料，其安置于所述低k介电材料与第二电极之间。
在又另一实施例中，本发明包含一种半导体装置。所述半导体装置包含安置于多个第一导电线与多个第二导电线之间的多个存储器单元，所述多个存储器单元中的每一者包含安置成与二极管结构相邻的电阻器。所述二极管结构包含：第一电极，其包含导电材料及石墨材料；低k介电材料及高k介电材料，其上覆于所述第一电极；及第二电极，其上覆于所述高k介电材料。所述石墨材料是定位于所述导电材料与所述低k介电材料之间的界面处。
附图说明
图1到图7是半导体结构的部分横截面视图且图解说明根据本发明的实施例的形成二极管结构的方法；
图8是本发明的二极管结构的实施例的一部分横截面视图；
图9A及图9B是比较常规二极管结构(图9A)与在图8中所展示的本发明的二极管结构(图9B)的实施例的能带结构的示意图；及
图10是由多个存储器单元形成的交叉点存储器阵列的实施例的透视图，每一存储器单元包含在图8中所展示的二极管结构的实施例。
具体实施方式
本发明揭示形成二极管结构的方法，还揭示包含此些二极管结构的存储器单元及存储器阵列。所述二极管结构可经形成以具有包含石墨材料的至少一个电极。所述石墨材料(例如石墨烯)可结合导电材料一起使用以形成相较于仅采用导电材料的功函数而具有实质上减小的功函数的材料。如本文中所使用，术语“石墨烯”意指且包含布置成二维六角晶格的碳原子的单层膜。所述石墨材料可形成介于低k介电材料与所述至少一个电极的导电材料之间的界面。由于由石墨材料及导电材料形成的材料相较于常规电极材料(即，金属)具有低功函数，因此相较于包含金属电极的常规二极管结构，所述二极管结构可具有实质上增加正向偏压电流及实质上减小反向偏压电流。此外，由石墨材料及导电材料形成的材料可提供具有实质上减小的接触电阻的二极管结构。所述二极管结构可用作为(例如)高密度存储器装置(例如，交叉点电阻性随机存取存储器(RRAM)装置及交叉点相变随机存取存储器(PCRAM))中的切换元件。如本文中所使用，术语“交叉点”意指且包含第一导电线与第二导电线彼此交叉的位置。当涉及存储器阵列时，术语“交叉点”意指且包含存储器阵列，所述存储器阵列包含若干组大体上垂直导电线且在所述若干组导电线之间的交叉处具有存储器单元。
以下描述提供例如材料类型及处理条件等具体细节，以提供本发明的实施例的详尽描述。然而，所属领域的一般技术人员将了解，可在不采用此些具体细节的情况下实践本发明的实施例。实际上，本发明的实施例可结合在业界所采用的常规半导体制造技术一起实践。此外，下文所提供的描述并未形成用于制造半导体装置的完整工艺流程。下文所描述的半导体结构并未形成完整半导体装置。下文仅详细描述了解本发明的实施例所需的所述工艺行为及结构。可通过常规制造技术执行从所述半导体结构形成完整半导体装置的额外行为。
图1到图8是半导体结构100的简化部分横截面视图，其图解说明形成二极管结构的方法的实施例。参考图1，半导体结构100可包含上覆于导电材料(例如，导电线，例如字线104)的石墨材料106，所述导电材料上覆于衬底102。如本文中所使用，术语“衬底”意指且包含其上形成额外材料的基底材料或构造。所述衬底可为半导体衬底、支撑结构上的基底半导体材料、其上形成有一个或一个以上材料、结构或区域的金属电极或半导体衬底。衬底102可为常规硅衬底或包含半导电材料层的其它块体衬底。如本文中所使用，术语“块体衬底”不仅意指且包含硅晶片，而且意指且包含绝缘体上硅(“S0I”)衬底(例如蓝宝石上硅(“SOS”)衬底及玻璃上硅(“SOG”)衬底)、在基底半导体基座上的外延硅层及其它半导体或光电材料(例如硅锗、锗、砷化镓、氮化镓或磷化铟)。衬底102可经掺杂或未经掺杂。
字线104可(例如)通过以下步骤形成：在所述衬底102中的沟渠中形成导电材料；及使用例如化学机械抛光(CMP)工艺等常规研磨平坦化工艺移除上覆于衬底102的导电材料的部分。用以形成字线104的导电材料可使用例如化学气相沉积(CVD)工艺、原子层沉积(ALD)工艺或物理气相沉积(PVD)工艺等常规沉积工艺而形成于衬底102上方。通过实例但不限于，字线104可由金属(例如镍(Ni)、钴(Co)、钯(Pd)、钨(W)或铂(Pt))或含金属材料(例如氮化钛(TiN))形成。
石墨材料106可使用例如CVD工艺或高度定向热解石墨(HOPG)的机械剥离等常规工艺而形成于字线104上方。举例来说，可使用将含碳前驱物及金属字线104采用为催化剂的CVD工艺执行石墨材料106在字线104上的催化生长。此CVD工艺可在相对较低的温度(即，低于约1000℃的温度)下执行。在字线104是由镍形成且石墨材料106是由石墨烯形成的实施例中，用以在金属上方形成石墨烯的化学沉积工艺可包含在约600℃与约700℃之间的温度下且更特定来说在约650℃的温度下使镍暴露于含碳前驱物。所述含碳前驱物可为(例如)乙炔(C2H2)、乙烯(C2H4)或甲烷(CH4)。字线104暴露于所述含碳前驱物的暴露时间可经变更以控制字线104上的石墨材料106的厚度。在字线104是由镍形成且石墨材料106是由石墨烯形成的实施例中，所述暴露时间可经控制以形成所要数目个石墨烯单层。例如，石墨材料106可包含单一石墨烯单层。相较于字线104的导电材料，石墨材料106可具有实质上减小的功函数。通过非限制性实例，石墨材料106可具有小于约4.6eV的功函数。
如在图2中所展示，可在石墨材料106(如关于图1所描述)沉积期间形成及／或通过在石墨材料106沉积之后执行的选用退火工艺形成包含石墨材料106与字线104的导电材料的混合物的石墨／导电材料108。举例来说，可通过使图1的半导体结构100暴露于在约400℃与约800℃之间的温度且更特定来说约600℃的温度而执行所述退火工艺以形成所述石墨／导电材料108。在所述沉积工艺及／或所述选用退火工艺期间，可通过字线104的导电材料与石墨材料106的交叉扩散或通过将石墨材料106化学吸附到字线104的导电材料上而形成石墨／导电材料108。如本文中所使用，术语“化学吸附”、“经化学吸附”及“正化学吸附”意指且包含将材料化学键结到另一材料的表面上。在石墨材料106是由石墨烯形成且字线104是由例如镍等金属形成的实施例中，所述石墨烯可经化学吸附在所述金属上，从而导致作为石墨／导电材料108的石墨烯-金属材料的形成。归因于所述石墨烯与所述金属之间的相互作用，所述石墨烯-金属材料可展现所述石墨烯及所述金属的混合特性或性质。通过实例但不限于，石墨／导电材料108可包含掺杂有字线104的导电材料的石墨材料106，或可包含石墨材料106与字线104的导电材料的化学络合物。在所述沉积工艺及／或所述退火工艺期间，石墨材料106可实质上与字线104的导电材料完全混合以形成石墨／导电材料108，或石墨材料106的一部分(以虚线展示)可留在石墨／导电材料108上方。
相较于常规电极材料(例如，镍、钴、钯、钨、铂及氮化钛)，石墨／导电材料108可具有实质上减小的功函数。例如，石墨／导电材料108的功函数可为小于约5eV。通过实例但不限于，字线104可由镍形成且石墨材料106可由石墨烯形成且在所述沉积工艺及／或所述退火工艺期间形成的石墨／导电材料108可为石墨烯-镍材料。所述石墨烯-镍材料可包含石墨烯与镍的络合物且可具有约3.7eV的功函数。如下文将描述，可使用石墨／导电材料108(例如，石墨烯-镍材料)以形成相较于常规金属电极材料而具有实质上减小的功函数及电阻的二极管结构的第一电极120(参见图8)。
参考图3，可在石墨／导电材料108上方或石墨材料106的剩余部分(如果存在)上方形成介电材料110。介电材料110可包含氮化物(例如，氮化硅)或氧化物(例如，氧化硅)。介电材料110可使用常规气相沉积工艺(例如物理气相沉积(PVD)工艺或化学气相沉积(CVD)工艺)而形成在石墨／导电材料108的暴露表面上方且与所述暴露表面接触。
如在图4中所展示，可贯穿介电材料110形成至少一个开口112以暴露石墨／导电材料108的表面或石墨材料106的剩余部分的表面(如果存在)。开口112可通过使用(例如)在集成电路制造技术中已知的常规光刻技术(例如，掩蔽及蚀刻)移除介电材料110的一部分而形成。在介电材料110是由氮化硅形成的实施例中，可在介电材料110上方形成上覆于将形成开口112的介电材料110的区域的具有孔的二氧化硅掩模(未展示)且可在约180℃的温度下将磷酸(H3PO4)溶液引入到介电材料110以形成开口112。通过实例但不限于，开口112可纵向延伸到图4的平面中。开口112可具有(例如)在约1：1与约20：1之间且更特定来说在约5：1与约10：1之间的长宽比。
参考图5，可在半导体结构100的表面(即，介电材料110、石墨／导电材料108或石墨材料106的剩余部分(如果存在)的暴露表面)上方形成低k介电材料114。举例来说，低k介电材料114可通过在介电材料110及石墨／导电材料108或石墨材料106(如果存在)的暴露表面上方且与所述暴露表面接触地沉积例如二氧化硅(SiO2)等介电材料而形成。低k介电材料114可使用常规气相沉积工艺(例如物理气相沉积(PVD)工艺或化学气相沉积(CVD)工艺)而形成。通过实例但不限于，低k介电材料114可经形成以具有在约0.5nm与约3nm之间且更特定来说在约1nm与约2nm之间的厚度。低k介电材料114可经实质上保形沉积使得使用低k介电材料114为通过开口112暴露的介电材料110及石墨／导电材料108或石墨材料106(如果存在)的表面加衬里，从而使开口112的一部分保持未填充。
如图6中所展示，可在低k介电材料114的暴露表面上方形成高k介电材料116。举例来说，可通过在低k介电材料114上方沉积过渡金属氧化物材料(例如二氧化铪(HfO2)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化镍(例如，Ni2O3)或氧化锌(ZnO))而形成高k介电材料116。高k介电材料116可使用常规气相沉积工艺(例如物理气相沉积(PVD)工艺或化学气相沉积(CVD)工艺)而形成。通过实例但不限于，高k介电材料116可经形成以具有小于约5nm且更特定来说在约1nm与约2nm之间的厚度。高k介电材料116可经实质上保形沉积于低k介电材料114的表面上方，使得开口112的一部分保持未填充。
参考图7，可在高k介电材料116上方形成导电材料118。导电材料118可通过在开口112中沉积金属(例如，镍(Ni)、钴(Co)、钯(Pd)、钨(W)、铂(Pt)、氮化钛(TiN)或其合金)而形成。导电材料118可使用常规沉积工艺(例如化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或物理沉积工艺)形成。相较于所述石墨／导电材料108，导电材料118可具有实质上增加的功函数。通过非限制性实例，导电材料118可经形成以具有足以实质上填充开口112的剩余部分(即，未填充部分)的厚度。通过实例但不限于，导电材料118可经形成以具有在约1nm与约10nm之间且更特定来说约5nm的厚度。
在图7中所展示的半导体结构100的暴露表面可经受例如研磨平坦化工艺(例如，化学机械抛光(CMP)工艺或机械抛光工艺)等材料移除工艺，以移除上覆于介电材料110的低k介电材料114、高k介电材料116及导电材料118中的每一者的部分以形成如图8中所展示的包含第二电极122的二极管结构101。所述材料移除工艺可是使用常规化学机械抛光设备及实现材料(例如，在图7中所展示的低k介电材料114、高k介电材料116及导电材料118)的移除以形成二极管结构101的浆液而执行的化学机械抛光工艺。在移除上覆于介电材料110的低k介电材料114、高k介电材料116及导电材料118中的每一者的部分之后，二极管结构101的表面可为实质上平坦。
在图8中所展示的二极管结构101中，石墨／导电材料108可形成字线104与低k介电材料114之间的界面。因此，二极管结构101可包含具有不同于第二电极122的功函数的第一电极120。第一电极120的功函数与第二电极122的功函数之差可大于约1eV。第一电极120可包含字线104、石墨／导电材料108及石墨材料106(如果存在)。通过非限制性实例，相较于第二电极122的功函数，第一电极120的石墨／导电材料108可具有实质上减小的功函数。在第一电极120的石墨／导电材料108包含石墨烯与镍的混合物(即，石墨烯-镍材料)且第二电极122包含镍的实施例中，石墨烯-镍材料可具有约3.7eV的功函数且所述镍可具有约5.01eV的功函数。相较于第二电极122，石墨／导电材料108的存在为所述第一电极120提供实质上减小的功函数。由于第一电极120的功函数实质上小于第二电极122的功函数，所以相较于常规二极管结构，二极管结构101可具有减小热预算及接触电阻、增加正向偏压电流及减小反向偏压电流。常规二极管结构是使用多晶硅形成，这需要高温退火(例如，暴露于约1000℃的温度下)以活化其中的掺杂剂。由于未使用多晶硅，故所揭示的方法提供用于形成二极管结构的低热预算工艺。
参考图9A及图9B，分别展示常规二极管结构201的能带结构及本发明的二极管结构101的实施例的能带结构。在图9A中所展示的常规二极管结构201包含氮化钛电极220、222及安置在氮化钛电极220、222之间的低k介电材料214及高k介电材料216。如在图9A中所展示，常规二极管结构201的氮化钛电极220、222中的每一者的正向偏压方案的能障高度(Φf)及反向偏压方案的能障高度(Φr)为约4.6eV。在图9B中展示的本发明的二极管结构101的实施例包含：第一电极120，其包含在低k介电材料114与字线104的镍之间的界面处的石墨烯-镍材料(石墨／导电材料108)；镍第二电极122；及高k介电材料116，其介于低k介电材料114与第二电极122之间。如在图9B中所示，石墨烯-镍材料(石墨／导电材料108)具有约3.7eV的功函数且镍第二电极122具有约5eV的功函数。因此，相较于常规二极管结构201(图9A)，二极管结构101具有实质上减小的正向能障高度。归因于实质上减小的正向能障高度(Φf)，二极管结构101(图9B)展现相较于常规二极管结构201(图9A)的实质上增加正向偏压电流。归因于实质上增加的反向能障高度(Φr)，二极管结构101(图9B)还展现相较于常规二极管结构201(图9A)的实质上减小的反向偏压电流。
如在图10中所展示，可形成包含一个二极管一个电阻器(1D-1R)存储器单元302的多个层级L1、L2的交叉点存储器阵列300。存储器单元302中的每一者可包含与电阻器304串联的二极管结构101(例如在图8中所示的二极管结构)。通过实例但不限于，存储器单元302可布置成在第一方向X及第二方向Y上延伸的多个行。在图10中展示的交叉点存储器阵列300包含在第一方向X上的三(3)行及在第二方向Y上的三(3)行。然而，交叉点存储器阵列300可包含在第一方向X及第二方向Y上的任何数目个行。此外，在所述第一方向X上对准的存储器单元302的行可实质上垂直于在所述第二方向Y上对准的存储器单元302的行。
为形成交叉点存储器阵列300，可如关于图1到图8先前所述的形成多个二极管结构101。可在单一字线104上形成一个或一个以上二极管结构101的第一电极120。可通过(例如)沉积至少一个电阻性材料形成电阻器304使之与二极管结构101中的每一者的第二电极(未展示)相邻。可在实质上垂直于字线104的方向上将导电线306形成于一个或一个以上电阻器304上方且使导电线306与一个或一个以上电阻器304接触。因此，将存储器单元302的各者安置在字线104中的一者与导电线306中的一者(其经安置实质上垂直于字线104)之间以形成交叉点存储器阵列300。在交叉点存储器阵列300的操作期间，二极管结构101可阻断通过邻近存储器单元302的非所要泄漏电流路径。字线104及／或导电线306可与选择晶体管(未展示)电耦合，所述选择晶体管实现从存储器单元302读取信息或写入信息到存储器单元302。二极管结构101的第一电极120与第二电极122(图8)之间的功函数之差(例如，大于约1eV)提供实质上增加的正向偏压电流及实质上减小的反向偏压电流。此外，第一电极120的石墨／导电材料108(图8)(例如，石墨烯-镍材料)使用所述交叉点存储器阵列300的操作而提供改进的热稳定性及实质上减小的接触电阻。
虽然本发明易于以多种修改及替代形式呈现，但已在图式中通过实例展示且已在本文中详细描述特定实施例。然而，本发明不希望限制于所揭示的特定形式。实际上，本发明旨在涵盖在如通过以下随附权利要求书及其合法等效物所定义的本发明的范围内的所有修改、等效物及替代。
Claims (29)
1.一种形成二极管结构的方法，其包括：
将石墨烯化学吸附到导电材料上以形成第一电极；
在所述第一电极上方形成介电材料；
移除所述介电材料的一部分以形成暴露所述第一电极的表面的开口；
在所述开口的表面上方形成低k介电材料；
在所述低k介电材料上方形成高k介电材料；及
用另一导电材料填充所述开口的剩余部分以形成第二电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将石墨烯化学吸附到导电材料上包括：将所述石墨烯化学吸附到镍、钴、钯、钨、铂及氮化钛中的至少一者上。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将石墨烯化学吸附到导电材料上包括：在所述导电材料上方形成所述石墨烯，同时组合所述石墨烯与所述导电材料的至少一部分。
4.根据权利要求1所述的方法，其中将石墨烯化学吸附到导电材料上包括：在600℃与650℃之间的温度下使所述导电材料暴露于含碳前驱物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中将石墨烯化学吸附到导电材料上包括：使所述石墨烯及所述导电材料的至少一部分暴露于在600℃与700℃之间的温度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中移除所述介电材料的一部分以形成暴露所述第一电极的表面的开口包括：移除所述介电材料的一部分以形成暴露包括所述石墨烯及镍的材料的表面的开口。
7.根据权利要求1所述的方法，其中移除所述介电材料的一部分以形成暴露所述第一电极的表面的开口包括：移除所述介电材料的一部分以形成暴露上覆在包括所述石墨烯及所述导电材料的材料的所述石墨烯的表面的开口。
8.根据权利要求1所述的方法，其中将石墨烯化学吸附到所述导电材料上包括：将所述石墨烯吸附到镍上。
9.根据权利要求1所述的方法，其中将石墨烯化学吸附到所述导电材料上包括：在小于700℃的温度下使所述导电材料暴露于含碳前驱物。
10.根据权利要求1所述的方法，其中在所述开口的表面上方形成低k介电材料包括：在所述介电材料及所述第一电极上方形成二氧化硅。
11.根据权利要求1所述的方法，其中在所述低k介电材料上方形成高k介电材料包括：在所述低k介电材料上方形成二氧化铪。
12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：移除上覆在所述介电材料的所述低K介电材料、所述高K介电材料及所述另一导电材料的部分以形成所述第二电极。
13.一种形成半导体装置的方法，其包括：
形成多个二极管结构，其包括：
将石墨烯化学吸附到导电材料以形成至少一个第一电极；
在所述至少一个第一电极上方形成介电材料；
在所述介电材料中的多个开口中形成上覆在所述至少一个第一电极的低k介电材料；
在所述多个开口中形成高k介电材料；及
在所述多个开口中形成另一导电材料以形成多个第二电极；
形成多个电阻器，每一电阻器与所述多个第二电极中的一者相邻；及
在所述多个电阻器上方形成至少一个导电线。
14.根据权利要求13所述的方法，其中将石墨烯化学吸附到导电材料以形成至少一个第一电极包括：将含碳前驱物引入到所述导电材料以于其上化学吸附所述石墨烯。
15.根据权利要求14所述的方法，其中将含碳前驱物引入到所述导电材料包括：在小于700℃的温度下将乙炔、乙烯及甲烷中的至少一者引入到所述导电材料。
16.根据权利要求13所述的方法，其中将石墨烯化学吸附到导电材料以形成至少一个第一电极包括：
在下伏导电材料上方沉积所述石墨烯；及
退火所述石墨烯及所述导电材料。
17.根据权利要求13所述的方法，其中在所述多个电阻器上方形成至少一个导电线包括：以垂直于多个所述第一电极的方向形成多个导电线。
18.一种半导体结构，其包括：
第一电极，其包括：
字线，其包括导电材料；以及
石墨材料，其经化学吸附在所述字线上，且包括石墨烯和所述导电材料的混合物；
低k介电材料，其上覆在所述第一电极；及
高k介电材料，其安置在所述低k介电材料与第二电极之间。
19.根据权利要求18所述的半导体结构，其中所述导电材料包括镍、钴、钯、钨、铂及氮化钛中的至少一者。
20.根据权利要求18所述的半导体结构，其中所述第一电极包括经化学吸附在镍材料上的所述石墨烯与镍的复合物。
21.根据权利要求18所述的半导体结构，其中所述第一电极的功函数低于所述第二电极的功函数。
22.根据权利要求18所述的半导体结构，其中所述第一电极具有小于5eV的功函数。
23.根据权利要求18所述的半导体结构，其中所述第二电极包括镍。
24.根据权利要求18所述的半导体结构，其进一步包括邻近所述第二电极而安置的电阻器。
25.一种半导体装置，其包括：
多个存储器单元，其安置在多个第一导电线与第二导电线之间，所述多个存储器单元中的每一者包括邻近二极管结构而安置的电阻器，所述二极管结构包括：
第一电极，其包括经化学吸附到导电材料上的石墨烯；
低K介电材料及高K介电材料，其上覆在所述第一电极，所述石墨烯定位于在所述导电材料与所述低K介电材料之间的界面处；及
第二电极，其上覆在所述高K介电材料。
26.根据权利要求25所述的半导体装置，其中所述第一电极包括所述多个第一及第二导电线的所述第一导电线中的一者的一部分。
27.根据权利要求25所述的半导体装置，其中所述多个第一及第二导电线的所述第一导电线中的每一者实质上垂直于所述多个第一及第二导电线的所述第二导电线而安置。
28.根据权利要求25所述的半导体装置，其中所述半导体材料由镍组成。
29.根据权利要求25所述的半导体装置，其中所述第一电极的功函数与所述第二电极的功函数之差是大于或等于1eV。
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