[发明专利]电阻转换存储器

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及一种存储器，尤其涉及一种电阻转换存储 器。

背景技术

电阻转换存储器是目前新一代非易失性存储器研究的热点，它集高速、高密 度、结构简单、成本低廉、抗辐照、非易失性等优点于一身，是目前被广泛看好 的下一代存储器，具有广阔的市场前景，它将有机会替代目前广泛使用的闪存存 储器，从而在电子存储器领域占据重要一席。目前的电阻转换存储器主要有：相 变存储器和电阻随机存储器，两种类型的电阻转换存储器都是目前国际上广为看 好的下一代存储器。前者是建立在器件中的相变材料的可逆相变造成的电阻转 换，而后者则是建立在非相变的基础上。

信息时代信息量的急剧膨胀使得高密度电阻转换存储器成为电阻转换存储 器发展的重要方向，为了提升电阻转换存储器的密度，可采用二极管(包括PN 管和肖特基管)取代MOSFET(场效应晶体管)来选通存储单元，同比下二极管 的单位面积远小于MOSFET管。二极管在电阻转换存储器中的应用将大大提高电 阻转换存储器的集成度，从而使电阻转换存储器更具竞争力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种构造简单的电阻转换存储器，其制 造方法简便，且与半导体工艺完全兼容，有助于降低成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种实施方式为一种PN二极管选通的电阻转换存储器，其采用PN二极管选 通电阻转换存储器单元，且采用的选通PN二极管被两深度不同的浅沟道隔离相 互分隔开。结构中较深的浅沟道用以隔离各导电字线，较浅的浅沟道用以隔离同 一字线上方的分立二极管，浅沟道隔离采用的材料为绝缘材料。导电字线为第一 导电类型重掺杂半导体，同一导电字线上方拥有数个分立的二极管。第一导电类 型重掺杂半导体字线与字线上方的至少一层第二导电类型的半导体之间形成PN 二极管。导电字线上方的至少一层的第二导电类型半导体是与第一导电类型重掺 杂半导体字线一体，或是通过薄膜沉积制备到第一导电类型重掺杂半导体字线 上，或是通过圆晶键合到第一导电类型重掺杂半导体字线上。进一步地，所述电 阻转换存储器器件数据存储的方法是通过电信号对存储材料的编程实现器件电 阻的改变。

本发明的第二种实施方式为一种肖特基二极管选通的电阻转换存储器结构， 采用肖特基二极管选通电阻转换存储器单元，且采用的选通肖特基二极管被两深 度不同的浅沟道隔相互离开。结构中较深的浅沟道用以隔离各字线，较浅的浅沟 道用以隔离同一字线上方的分立肖特基二极管，浅沟道隔离采用的材料为绝缘材 料。导电字线为第一导电类型重掺杂半导体，同一导电字线上方拥有数个分立的 肖特基二极管。结构中第一导电类型重掺杂半导体字线上有第一导电类型轻掺杂 的半导体，在轻掺杂半导体上方有金属层，且金属层与第一导电类型轻掺杂层之 间形成肖特基接触。导电字线上方的轻掺杂半导体是与字线一体，或是通过薄膜 沉积制备到字线上，或是通过圆晶键合到字线上。电阻转换存储器器件数据存储 的方法是通过电信号对存储材料的编程实现器件电阻的改变。

本发明的第三种实施方式为一种双极型晶体管选通的电阻转换存储器结构， 采用双极型晶体管选通电阻转换存储器单元，且采用的选通双极型晶体管被两深 度不同的浅沟道隔相互离开。结构中较深的浅沟道用以隔离各字线，浅沟道隔离 的材料为绝缘材料，较浅的浅沟道用以隔离同一字线上方的分立二极管。结构中， 第一导电类型重掺杂的导电字线上方的是第二导电类型掺杂的半导体，第二导电 类型掺杂的半导体的上方则又是第一导电类型掺杂的半导体，三层半导体之间形 成了双极型晶体管结构。而导电字线上方的形成双极型晶体管必须的至少两层半 导体是与第一导电类型重掺杂半导体字线为一体，或是通过薄膜沉积制备到第一 导电类型重掺杂半导体字线上，或是通过圆晶键合到第一导电类型重掺杂半导体 字线上。电阻转换存储器器件数据存储的方法是通过电信号对存储材料的编程实 现器件电阻的改变。

本发明的有益效果在于：本发明提供几种电阻转换存储器的器件结构，包括 了PN二极管、肖特基二极管和双极型晶体管选通的器件结构，这些结构的特点 在于构造简单，因此其制造方法简便，且与半导体工艺完全兼容，有助于降低成 本，使采用该技术的高密度电阻转换存储器更具竞争力。另外，电阻转换存储器 采用的选通元器件是具有双浅沟道结构，两浅沟道的深度不同，起到电学隔离的 对象也不同。

附图说明