[發(fā)明專利]電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910046487.6
• 申請(qǐng)日: 2009-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN101488514A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張挺;宋志棠;劉波;封松林;陳邦明
• 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;H01L21/762;G11C16/02
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所
• 代理人: 余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種存儲(chǔ)器，尤其涉及一種電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ) 器。

背景技術(shù)

電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器是目前新一代非易失性存儲(chǔ)器研究的熱點(diǎn)，它集高速、高密 度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、抗輻照、非易失性等優(yōu)點(diǎn)于一身，是目前被廣泛看好 的下一代存儲(chǔ)器，具有廣闊的市場(chǎng)前景，它將有機(jī)會(huì)替代目前廣泛使用的閃存存 儲(chǔ)器，從而在電子存儲(chǔ)器領(lǐng)域占據(jù)重要一席。目前的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器主要有：相 變存儲(chǔ)器和電阻隨機(jī)存儲(chǔ)器，兩種類型的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器都是目前國(guó)際上廣為看 好的下一代存儲(chǔ)器。前者是建立在器件中的相變材料的可逆相變?cè)斐傻碾娮柁D(zhuǎn) 換，而后者則是建立在非相變的基礎(chǔ)上。

信息時(shí)代信息量的急劇膨脹使得高密度電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器成為電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ) 器發(fā)展的重要方向，為了提升電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器的密度，可采用二極管(包括PN 管和肖特基管)取代MOSFET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)來選通存儲(chǔ)單元，同比下二極管 的單位面積遠(yuǎn)小于MOSFET管。二極管在電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器中的應(yīng)用將大大提高電 阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器的集成度，從而使電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器更具競(jìng)爭(zhēng)力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器，其制 造方法簡(jiǎn)便，且與半導(dǎo)體工藝完全兼容，有助于降低成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種實(shí)施方式為一種PN二極管選通的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器，其采用PN二極管選 通電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器單元，且采用的選通PN二極管被兩深度不同的淺溝道隔離相 互分隔開。結(jié)構(gòu)中較深的淺溝道用以隔離各導(dǎo)電字線，較淺的淺溝道用以隔離同 一字線上方的分立二極管，淺溝道隔離采用的材料為絕緣材料。導(dǎo)電字線為第一 導(dǎo)電類型重?fù)诫s半導(dǎo)體，同一導(dǎo)電字線上方擁有數(shù)個(gè)分立的二極管。第一導(dǎo)電類 型重?fù)诫s半導(dǎo)體字線與字線上方的至少一層第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體之間形成PN 二極管。導(dǎo)電字線上方的至少一層的第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體是與第一導(dǎo)電類型重?fù)? 雜半導(dǎo)體字線一體，或是通過薄膜沉積制備到第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s半導(dǎo)體字線 上，或是通過圓晶鍵合到第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s半導(dǎo)體字線上。進(jìn)一步地，所述電 阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器器件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法是通過電信號(hào)對(duì)存儲(chǔ)材料的編程實(shí)現(xiàn)器件電 阻的改變。

本發(fā)明的第二種實(shí)施方式為一種肖特基二極管選通的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)， 采用肖特基二極管選通電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器單元，且采用的選通肖特基二極管被兩深 度不同的淺溝道隔相互離開。結(jié)構(gòu)中較深的淺溝道用以隔離各字線，較淺的淺溝 道用以隔離同一字線上方的分立肖特基二極管，淺溝道隔離采用的材料為絕緣材 料。導(dǎo)電字線為第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s半導(dǎo)體，同一導(dǎo)電字線上方擁有數(shù)個(gè)分立的 肖特基二極管。結(jié)構(gòu)中第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s半導(dǎo)體字線上有第一導(dǎo)電類型輕摻雜 的半導(dǎo)體，在輕摻雜半導(dǎo)體上方有金屬層，且金屬層與第一導(dǎo)電類型輕摻雜層之 間形成肖特基接觸。導(dǎo)電字線上方的輕摻雜半導(dǎo)體是與字線一體，或是通過薄膜 沉積制備到字線上，或是通過圓晶鍵合到字線上。電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器器件數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 的方法是通過電信號(hào)對(duì)存儲(chǔ)材料的編程實(shí)現(xiàn)器件電阻的改變。

本發(fā)明的第三種實(shí)施方式為一種雙極型晶體管選通的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)， 采用雙極型晶體管選通電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器單元，且采用的選通雙極型晶體管被兩深 度不同的淺溝道隔相互離開。結(jié)構(gòu)中較深的淺溝道用以隔離各字線，淺溝道隔離 的材料為絕緣材料，較淺的淺溝道用以隔離同一字線上方的分立二極管。結(jié)構(gòu)中， 第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的導(dǎo)電字線上方的是第二導(dǎo)電類型摻雜的半導(dǎo)體，第二導(dǎo)電 類型摻雜的半導(dǎo)體的上方則又是第一導(dǎo)電類型摻雜的半導(dǎo)體，三層半導(dǎo)體之間形 成了雙極型晶體管結(jié)構(gòu)。而導(dǎo)電字線上方的形成雙極型晶體管必須的至少兩層半 導(dǎo)體是與第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s半導(dǎo)體字線為一體，或是通過薄膜沉積制備到第一 導(dǎo)電類型重?fù)诫s半導(dǎo)體字線上，或是通過圓晶鍵合到第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s半導(dǎo)體 字線上。電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器器件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法是通過電信號(hào)對(duì)存儲(chǔ)材料的編程實(shí) 現(xiàn)器件電阻的改變。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供幾種電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器的器件結(jié)構(gòu)，包括 了PN二極管、肖特基二極管和雙極型晶體管選通的器件結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 在于構(gòu)造簡(jiǎn)單，因此其制造方法簡(jiǎn)便，且與半導(dǎo)體工藝完全兼容，有助于降低成 本，使采用該技術(shù)的高密度電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器更具競(jìng)爭(zhēng)力。另外，電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器 采用的選通元器件是具有雙淺溝道結(jié)構(gòu)，兩淺溝道的深度不同，起到電學(xué)隔離的 對(duì)象也不同。

附圖說明