[發(fā)明專利]使用肖特基二極管為選通管的相變存儲(chǔ)單元及制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810035940.9
• 申請(qǐng)日: 2008-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101262005A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凌云;宋志棠;封松林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H01L27/24
• 分類號(hào): H01L27/24;H01L23/522;H01L21/822;H01L21/768;G11C11/56;G11C16/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 潘振甦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用肖特基二極管的相變存儲(chǔ)單元及制備方法，屬于微電子技術(shù)中相變存儲(chǔ)器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

存儲(chǔ)器在半導(dǎo)體市場(chǎng)中占有重要地位，僅DRAM(Dynamnic?Randam?AccessMemory)和FLASH兩種就占有整個(gè)市場(chǎng)的15％，隨著便攜式電子設(shè)備的逐步普及，不揮發(fā)存儲(chǔ)器的市場(chǎng)也越來(lái)越大，目前FLASH占不揮發(fā)存儲(chǔ)器的主流，約占90％。但隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，F(xiàn)LASH遇到了越來(lái)越多的技術(shù)瓶頸，首先存儲(chǔ)電荷的浮柵不能隨著集成電路工藝的發(fā)展無(wú)限制地減薄，此外，F(xiàn)LASH技術(shù)的其它一些缺點(diǎn)也限制了它的應(yīng)用，例如數(shù)據(jù)寫入慢、寫數(shù)據(jù)時(shí)需要高電壓因而功耗大，需要特殊的電壓提升結(jié)構(gòu)增加了電路和設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，可擦寫次數(shù)低，必須對(duì)指定的單元塊而不能對(duì)指定的單元進(jìn)寫操作等。鑒于這種情況，目前世界上幾乎所有電子和半導(dǎo)體行業(yè)巨頭及其它相關(guān)研發(fā)機(jī)構(gòu)都在競(jìng)相研發(fā)新一代不揮發(fā)存儲(chǔ)器技術(shù)，以期在未來(lái)激烈的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中保有技術(shù)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì).PCM(Phase?Change?Memory)--相變存儲(chǔ)器作為一種新興的不揮發(fā)存儲(chǔ)技術(shù)，在讀寫速度、讀寫次數(shù)、數(shù)據(jù)保持時(shí)間、單元面積、多值實(shí)現(xiàn)等諸多方面都具有極大的優(yōu)越性，成為未來(lái)不揮發(fā)存儲(chǔ)技術(shù)市場(chǎng)主流產(chǎn)品最有力的競(jìng)爭(zhēng)者之一。

隨著集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，芯片技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入65nm、45nm技術(shù)階段。在典型的1T1R(T：transistor，R：phase?change?resistor)結(jié)構(gòu)中，選通管T通常用MOS管。在相變存儲(chǔ)器中的一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題是寫操作電流大，要達(dá)到1mA左右，當(dāng)集成電路制造技術(shù)進(jìn)入65nm、45nm技術(shù)階段后，顯然MOS選通管提供不了足夠的驅(qū)動(dòng)電流。因此，意法半導(dǎo)體公司提出用雙極性晶體管用于1T1R來(lái)解決相變存儲(chǔ)器中寫操作電流大的問(wèn)題[Bedeschi，F.；Bonizzoni，E.；Casagrande，G.；Gastaldi，R.；Resta，C.；Torelli，G.；ZelLa，D；SET?and?RESET?pulse?characterization?in?BJT-selected?phase-changememories；Circuits?and?Systems，2005.ISCAS?2005.IEEE?InternationalSymposium?on；23-26May?2005Page(s)：1270-1273Vol.2]。然而雙極性晶體管在芯片集成度繼續(xù)提高也有難度。在2006年標(biāo)題為“使用二極管的相變存儲(chǔ)器件及制造方法”的中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN1832190A)中，韓國(guó)三星電子株式會(huì)社公開(kāi)了用PN二極管作為選通管用于相變存儲(chǔ)器的方法來(lái)解決相變存儲(chǔ)存儲(chǔ)器密度進(jìn)一步提高遇到的問(wèn)題[中國(guó)專利公開(kāi)：CN?1832190A，使用單元二極管的相變存儲(chǔ)器及其制造方法]。但是該技術(shù)目前也遇到一些問(wèn)題，比如該方法制備的二極管會(huì)產(chǎn)生寄生的三極管，干擾對(duì)臨近單元的讀寫操作[J.H.Oh，J.H.Park，Y.S.H.S.Lim，Y.T.Oh，J.S.Kim，J.M.Shin，J.H.Park，Y.J.Song，K.C.Ryoo，D.W.Lim，S.S.Park，J.I.Kim，J.H.Kim，J.Yu，F(xiàn).Yeung，C.W.Jeong，J.H.Kong，D.H.Kang，G.H.Koh，G.T.Jeong，H.S.Jeong，and?Kinam?Kim；Full?Integration?of?Highly?Manufacturable?512MbPRAM?based?on?90nm?Technology；Electron?Devices?Meeting，2006.IEDM′06.International，11-13Dec.2006Page(s)：1-4]。本發(fā)明試圖提出的基于肖特基二極管的相變存儲(chǔ)器單元，不但具有可望與PN二極管技術(shù)同樣可以用與高密度相變存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也可望克服產(chǎn)生寄生的三極管缺點(diǎn)，并且還具有工藝與CMOS工藝完全兼容，成本低，開(kāi)關(guān)速度快，驅(qū)動(dòng)電流大等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種使用肖特基二極管為選通管的相變存儲(chǔ)單元及制備方法，以用于高密度相變存儲(chǔ)器，降低成本，提高存儲(chǔ)器性能。

本發(fā)明公開(kāi)了使用肖特基二極管為選通管的相變存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，所提供的相變存儲(chǔ)單元器件具有平行的導(dǎo)電字線，字線與肖特基二極管的一端相連，肖特基二極管的另一段與存儲(chǔ)器件的下電極相連，相變存儲(chǔ)器件的上電極與平行的導(dǎo)電位線相連，這里肖特基二極管是相變存儲(chǔ)器的選通管。