[發明專利]半導體存儲器件及其訪問方法

有效

• 申請號: 201210031886.7
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN103247627A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 朱正勇;駱志炯
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L27/108
• 分類號: H01L27/108;H01L21/8242
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

1.一種半導體存儲器件，包括氧化物異質結晶體管，所述氧化物異質結晶體管包括氧化物襯底；位于氧化物襯底上的氧化物薄膜，其中氧化物襯底和氧化物薄膜之間的界面層表現出二維電子氣的特性；位于氧化物薄膜上并且與界面層電連接的源電極和漏電極；位于氧化物薄膜上的前柵；以及位于氧化物襯底下表面上的背柵，

其中，氧化物異質結晶體管的源電極和漏電極分別與用于執行讀取操作的第一字線和第一位線相連接，前柵和背柵分別與用于執行寫入操作的第二字線和第二位線相連接。

2.根據權利要求1所述的半導體存儲器件，其中氧化物襯底由選自以下材料構成的組中的至少一種材料組成：鋁酸鑭、鈦酸鍶、鉭酸鉀、鉭酸鋰、鈮酸鋰、鈦酸鉛、鋯酸鉛、鈦酸鋇、釩酸鑭、鉿酸鈣、鈧酸釓、鈧酸鏑、鋯酸鍶、氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅、氧化鋅、氧化鉭、氧化鉿、氧化鑭、氧化鎳、氧化鈮、氧化鎢、氧化銅、氧化鈦和氧化鋯。

3.根據權利要求1所述的半導體存儲器件，其中氧化物襯底是摻雜或未摻雜的。

4.根據權利要求1所述的半導體存儲器件，其中氧化物襯底是單晶襯底。

5.一種半導體存儲器件，包括氧化物異質結晶體管，所述氧化物異質結晶體管包括半導體襯底；位于半導體襯底中的掩埋的背柵；位于背柵上的氧化物基底層；位于氧化物基底層上的氧化物薄膜，其中氧化物基底層和氧化物薄膜之間的界面層表現出二維電子氣的特性；位于氧化物薄膜上并且與界面層電連接的源電極和漏電極；以及位于氧化物薄膜上的前柵，

其中，氧化物異質結晶體管的源電極和漏電極分別與用于執行讀取操作的第一字線和第一位線相連接，前柵和背柵分別與用于執行寫入操作的第二字線和第二位線相連接。

6.根據權利要求5所述的半導體存儲器件，其中氧化物基底層由選自以下材料構成的組中的至少一種材料組成：鋁酸鑭、鈦酸鍶、鉭酸鉀、鉭酸鋰、鈮酸鋰、鈦酸鉛、鋯酸鉛、鈦酸鋇、釩酸鑭、鉿酸鈣、鈧酸釓、鈧酸鏑、鋯酸鍶、氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅、氧化鋅、氧化鉭、氧化鉿、氧化鑭、氧化鎳、氧化鈮、氧化鎢、氧化銅、氧化鈦和氧化鋯。

7.根據權利要求5所述的半導體存儲器件，其中氧化物基底層是摻雜或未摻雜的。

8.根據權利要求5所述的半導體存儲器件，其中氧化物基底層是外延層。

9.根據權利要求1或5所述的半導體存儲器件，其中氧化物薄膜由選自以下材料構成的組中的至少一種材料組成：鋁酸鑭、鈦酸鍶、鉭酸鉀、鉭酸鋰、鈮酸鋰、鈦酸鉛、鋯酸鉛、鈦酸鋇、釩酸鑭、鉿酸鈣、鈧酸釓、鈧酸鏑、鋯酸鍶、氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅、氧化鋅、氧化鉭、氧化鉿、氧化鑭、氧化鎳、氧化鈮、氧化鎢、氧化銅、氧化鈦和氧化鋯。

10.根據權利要求1或5所述的半導體存儲器件，其中氧化物薄膜是摻雜或未摻雜的。

11.根據權利要求1或5所述的半導體存儲器件，其中氧化物薄膜是外延層。

12.根據權利要求1或5所述的半導體存儲器件，還包括位于氧化物薄膜上的保護層。

13.一種訪問根據權利要求1-12中任一項所述的半導體存儲器件的方法，包括：

在讀取操作中，通過第一字線和第一位線，向源電極和漏電極施加恒定的電流，并測量源電極和漏電極上的電壓，以獲得界面層的電阻態；以及

在寫入操作中，在保持第一字線和第一位線浮置的同時，通過第二字線和第二位線，向前柵和背柵施加偏壓，以改變界面層的電阻態。

14.根據權利要求13所述的方法，其中在寫入操作中，如果所述偏壓為負并且其絕對值大于第一閾值V_t1，則在半導體存儲器件中寫入數字“1”；如果所述偏壓為正并且其絕對值大于第二閾值V_t2，則在半導體存儲器件中寫入數字“0”。