[發(fā)明專利]電子系統(tǒng)、與寬帶隙半導(dǎo)體器件集成的可編程電阻存儲器及其操作方法

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• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114792688A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊建祥
• 申請（專利權(quán)）人: 上峰科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/112
• 分類號: H01L27/112;G11C16/04;G11C16/10
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 張燕華;祁建國

1.一種與寬帶隙半導(dǎo)體器件集成的可編程電阻存儲器，其特征在于，包括：

多個(gè)可編程電阻性存儲單元，至少有一可編程電阻性存儲單元包括：

一端耦合到第一電源電壓線的可編程電阻組件(PRE)；及

一選擇器，具有至少一個(gè)主動區(qū)，被柵極分成至少第一主動區(qū)和第二主動區(qū),其中該第一主動區(qū)具有一第一類型摻雜或本質(zhì)上沒有額外的摻雜劑，該第二主動區(qū)具有一第一類型或第二類型摻雜，該第一主動區(qū)域提供該選擇器的一第一端而該第二主動區(qū)提供該選擇器的一第二端，該第一主動區(qū)和該第二主動區(qū)都建立在半導(dǎo)體或絕緣體基體上的寬帶隙半導(dǎo)體材料，該第一主動區(qū)耦合到PRE，而該第二主動區(qū)耦合到一第二電源電壓線；

在半導(dǎo)體材料層上制造的該柵極中間夾有電介質(zhì)；該柵極耦合到一第三電源電壓線，并且其中PRE被配置為通過向該第一、第二和/或第三電源電壓線施加電壓從而改變其邏輯狀態(tài)而可編程。

2.如權(quán)利要求1所述的可編程電阻存儲器，其特征在于，該基體包括硅、寬帶隙半導(dǎo)體或藍(lán)寶石中的至少一種。

3.如權(quán)利要求1所述的可編程電阻存儲器，其特征在于，其中該半導(dǎo)體材料由帶隙明顯寬于硅的IV族、IV-IV族、III-V族或II-VI族半導(dǎo)體中的至少一種構(gòu)成。

4.如權(quán)利要求3所述的可編程電阻式存儲器，其特征在于，該半導(dǎo)體材料或該基體由碳化硅或氮化鎵中的至少一種構(gòu)成。

5.如權(quán)利要求1所述的可編程電阻存儲器，其特征在于，其中該可編程電阻組件包括金屬、多晶硅、硅化多晶硅或熱絕緣寬帶隙半導(dǎo)體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程電阻存儲器，其特征在于，其中該可編程電阻組件包括至少一MOS器件以俘獲電荷或擊穿柵極氧化物以決定編程狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程電阻存儲器，其特征在于，該可編程電阻組件在其兩端最近的兩個(gè)接點(diǎn)之間具有可編程電阻組件本體，該可編程電阻組件本體的長寬比為2至7。

8.如權(quán)利要求1所述的可編程電阻存儲器，其特征在于，其中該可編程電阻組件在一端具有比另一端更多的接點(diǎn)。

9.一種電子系統(tǒng)，其特征在于，包括：

一電路塊，由寬帶隙半導(dǎo)體制造；及

一可編程電阻組件存儲器可操作地連接到該電路塊，該可編程電阻存儲器包括多個(gè)可編程電阻單元，至少一該可編程電阻單元包括：

一可編程電阻組件，被耦合到一第一電源電壓線；及

一選擇器，具有至少一個(gè)主動區(qū)，被柵極分成至少第一主動區(qū)和第二主動區(qū),其中該第一主動區(qū)具有一第一類型摻雜或本質(zhì)上沒有額外的摻雜劑，該第二主動區(qū)具有一第一類型或第二類型摻雜，該第一主動區(qū)域提供該選擇器的一第一端而該第二主動區(qū)提供該選擇器的一第二端，該第一主動區(qū)和該第二主動區(qū)都建立在半導(dǎo)體或絕緣體基體上的寬帶隙半導(dǎo)體材料，該第一主動區(qū)耦合到PRE，而該第二主動區(qū)耦合到一第二電源電壓線；

在半導(dǎo)體材料層上制造的該柵極中間夾有電介質(zhì)；該柵極耦合到一第三電源電壓線，并且其中PRE被配置為通過向該第一、第二和/或第三電源電壓線施加電壓從而改變其邏輯狀態(tài)而可編程。

10.如權(quán)利要求9所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，該半導(dǎo)體材料或該基體，實(shí)質(zhì)上由寬帶隙半導(dǎo)體中的至少一種構(gòu)成。

11.如權(quán)利要求9所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，該可編程電阻組件具有至少一種金屬、多晶硅、硅化多晶硅或隔熱寬帶隙半導(dǎo)體。