[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙極晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器、陣列及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010602513.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102544076A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明;張康瑋;龍世兵;劉琦;呂杭炳;王艷花
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/73
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/73;H01L21/331;H01L27/24;H01L45/00
• 代理公司: 北京市立方律師事務(wù)所 11330
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙極晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器及其制造方法。

背景技術(shù)

阻變存儲(chǔ)器(RRAM)由于具有寫(xiě)入操作電壓低、寫(xiě)入擦除時(shí)間短、保持時(shí)間長(zhǎng)、非破壞性讀取、多值存儲(chǔ)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及所需面積小等優(yōu)點(diǎn)，因此逐漸成為目前新型非揮發(fā)性存儲(chǔ)器件中的研究重點(diǎn)，而如何提高阻變存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密度更是一個(gè)重要的方向。

RRAM主要包括MOS(metal?oxide?semiconductor)晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器和雙極型晶體管(BJT)選通的阻變存儲(chǔ)器，而選通的晶體管的面積是決定存儲(chǔ)單元面積的一個(gè)方面，由于雙極晶體管(BJT)的面積小于場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，因此用雙極晶體管代替MOSFET選通存儲(chǔ)單元也是一種提高RRAM存儲(chǔ)密度的有效辦法，如圖1所示，為PNP型雙極型晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)示意圖，基極102位于集電極101和發(fā)射極103之間，在發(fā)射極103之上電連接包括上下電極及阻變層的阻變存儲(chǔ)器104。但為了更好的提高RRAM存儲(chǔ)密度，有必要提出具有更高存儲(chǔ)密度的雙極晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種多發(fā)射極的雙極晶體管，所述晶體管包括：集電極；形成于所述集電極上的基極；形成于所述基極上的至少兩個(gè)發(fā)射極，所述發(fā)射極間隔排列；其中，所述基極是所有所述發(fā)射極的共有基極，所述集電極是所有所述發(fā)射極的共有集電極。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提出了基于上述多發(fā)射極晶體管的雙極晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器單元，所述阻變存儲(chǔ)單元包括：集電極；形成于所述集電極上的基極；形成于所述基極上的至少兩個(gè)發(fā)射極，所述發(fā)射極由絕緣層分隔開(kāi)；形成于每個(gè)所述發(fā)射極上的阻變存儲(chǔ)器；其中，所述基極是所有所述發(fā)射極的共有基極，所述集電極是所有所述發(fā)射極的共有集電極。

此外，本發(fā)明還提供了根據(jù)上述存儲(chǔ)單元形成的雙極晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器陣列，包括多個(gè)上述雙極晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器單元，其中所述雙極晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器單元平行排列且具有共同的集電極，每個(gè)所述阻變存儲(chǔ)器單元間的基極和發(fā)射極由第二絕緣層隔離。

此外，本發(fā)明還提供了形成上述阻變存儲(chǔ)器單元的制造方法，所述方法包括：A、提供具有第一摻雜類(lèi)型的半導(dǎo)體襯底；B、在所述半導(dǎo)體襯底上形成具有第二類(lèi)型摻雜的第一重?fù)诫s層；C、在所述第一重?fù)诫s層上形成具有第一摻雜類(lèi)型的第二重?fù)诫s層，并將所述第二重?fù)诫s層用絕緣層分隔為至少兩個(gè)發(fā)射極，以及在每個(gè)所述發(fā)射極上形成阻變存儲(chǔ)器；其中第一摻雜類(lèi)型的半導(dǎo)體襯底為集電極，第二類(lèi)型摻雜的第一重?fù)诫s層為基極，所述基極是所有所述發(fā)射極的共有基極，所述集電極是所有所述發(fā)射極的共有集電極。

根據(jù)本發(fā)明的多發(fā)射極的雙極晶體管，由于多個(gè)發(fā)射極共用基極和集電極，從而減小雙極晶體管的面積，而采用該多發(fā)射極的雙極晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器，由于減小了選通晶體管的面積，進(jìn)而提高了阻變存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密度。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1示出了雙極型晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多發(fā)射極的雙極晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3-圖15示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙極晶體管選通的阻變存儲(chǔ)器各個(gè)制造階段的示意圖。

具體實(shí)施方式

下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開(kāi)，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。