[發明專利]半導體裝置及其操作方法

無效

• 申請號: 201210041464.8
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN102682849A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 兼松成;柳澤佑輝;巖崎松夫
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G11C17/16
• 分類號: G11C17/16;G11C17/18
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 褚海英;武玉琴

1.一種半導體裝置的操作方法，所述方法包括：

設置一個以上存儲元件，每個所述存儲元件包括第一導電型的第一半導體層、在所述第一半導體層中彼此隔離地布置的第二導電型的第二半導體層和第三半導體層、在所述第一半導體層上的對應于所述第二半導體層和所述第三半導體層之間的部分的區域中設置的下層側的介電膜和上層側的導電膜、與所述第二半導體層電連接的第一電極、與所述第三半導體層電連接的第二電極以及與所述導電膜電連接的第三電極；并且

對所述一個以上存儲元件中的待驅動的存儲元件進行信息寫入操作，

其中，通過在所述第二電極和所述第三電極之間施加等于或大于預定閾值的電壓，使所述介電膜的至少一部分發生介質擊穿而使電流在所述導電膜和所述第三半導體層間流過，從而在所述第二半導體層和所述第三半導體層之間的區域中形成作為將所述第二半導體層和所述第三半導體層電連接的導電通路的絲，從而進行所述信息寫入操作。

2.如權利要求1所述的操作方法，其中，在所述待驅動的存儲元件中，通過在所述第二電極和所述第三電極之間施加等于或大于所述閾值的電壓，同時將所述第一半導體層和所述第二半導體層各設定在地電位，并且將所述導電膜設定在預定電位以避免在所述第一半導體層中的所述第二半導體層和所述第三半導體層之間形成反型層，從而進行所述信息寫入操作。

3.如權利要求2所述的操作方法，其中，在所述信息寫入操作時，使預設的控制晶體管處于導通狀態，從而將所述待驅動的存儲元件中的所述導電膜設在所述預定電位，并且

同時，在除所述信息寫入操作以外的時間內，將所述控制晶體管設于截止狀態。

4.如權利要求1至3中任一項所述的操作方法，其中，通過遷移而移動構成所述第一電極的導電成分和構成所述第二電極的導電成分中的至少一種，從而形成所述絲。

5.如權利要求1至3中任一項所述的操作方法，其中，在未進行所述信息寫入操作的所述存儲元件中，所述第二半導體層和所述第三半導體層處于彼此電隔離的開路狀態，并且

同時，在進行了所述信息寫入操作后的所述存儲元件中，由于形成了所述絲，故所述第二半導體層和所述第三半導體層處于通過電阻成分而彼此電連接的狀態。

6.如權利要求1至3中任一項所述的操作方法，其中，將一個存儲元件和一個選擇晶體管設置為彼此串聯連接在用于施加所述等于或大于所述閾值的電壓的位線與地之間，并且

在通過使所述選擇晶體管處于導通狀態而選擇所述待驅動的存儲元件后，進行所述信息寫入操作。

7.如權利要求6所述的操作方法，其中，所述存儲元件和所述選擇晶體管一體地形成在同一激活區域中。

8.如權利要求1至3中任一項所述的操作方法，其中，在所述第二半導體層和所述第三半導體層中各設有硅化物層。

9.如權利要求8所述的操作方法，其中，通過遷移而移動構成所述第一電極的導電成分、構成所述第二電極的導電成分以及構成所述硅化物層的導電成分中的一種以上，從而形成所述絲。

10.一種半導體裝置，其包括一個以上存儲元件，每個所述存儲元件包括：

第一導電型的第一半導體層；

第二導電型的第二半導體層和第三半導體層，它們彼此隔離地布置于所述第一半導體層中；

下層側的介電膜和上層側的導電膜，它們設置于所述第一半導體層上的對應于所述第二半導體層和所述第三半導體層之間的部分的區域中；

第一電極，其電連接于所述第二半導體層；

第二電極，其電連接于所述第三半導體層；以及

第三電極，其電連接于所述導電膜，

其中，在所述一個以上存儲元件中的至少一部分存儲元件中，

所述介電膜的至少一部分發生介質擊穿，并且

在所述第二半導體層和所述第三半導體層之間的區域中，形成有作為將所述第二半導體層和所述第三半導體層電連接的導電通路的絲。

11.如權利要求10所述的半導體裝置，還包括驅動部，其用于在所述一個以上存儲元件中的待驅動的存儲元件中，通過在所述第二電極和所述第三電極之間施加等于或大于預定閾值的電壓，使所述介電膜的至少一部分發生介質擊穿而使電流在所述導電膜和所述第三半導體層之間流過，從而形成所述絲，從而對所述至少一部分存儲元件進行信息寫入操作。

12.如權利要求10或11所述的半導體裝置，還包括用于從所述一個以上存儲元件中選擇待驅動的存儲元件的選擇晶體管，其中，在同一激活區域中一體地形成有所述存儲元件和所述選擇晶體管。