[发明专利]半导体装置及其操作方法

权利要求书

1.一种半导体装置的操作方法，所述方法包括：

设置一个以上存储元件，每个所述存储元件包括第一导电型的第一半导体层、在所述第一半导体层中彼此隔离地布置的第二导电型的第二半导体层和第三半导体层、在所述第一半导体层上的对应于所述第二半导体层和所述第三半导体层之间的部分的区域中设置的下层侧的介电膜和上层侧的导电膜、与所述第二半导体层电连接的第一电极、与所述第三半导体层电连接的第二电极以及与所述导电膜电连接的第三电极；并且

对所述一个以上存储元件中的待驱动的存储元件进行信息写入操作，

其中，通过在所述第二电极和所述第三电极之间施加等于或大于预定阈值的电压，使所述介电膜的至少一部分发生介质击穿而使电流在所述导电膜和所述第三半导体层间流过，从而在所述第二半导体层和所述第三半导体层之间的区域中形成作为将所述第二半导体层和所述第三半导体层电连接的导电通路的丝，从而进行所述信息写入操作。

2.如权利要求1所述的操作方法，其中，在所述待驱动的存储元件中，通过在所述第二电极和所述第三电极之间施加等于或大于所述阈值的电压，同时将所述第一半导体层和所述第二半导体层各设定在地电位，并且将所述导电膜设定在预定电位以避免在所述第一半导体层中的所述第二半导体层和所述第三半导体层之间形成反型层，从而进行所述信息写入操作。

3.如权利要求2所述的操作方法，其中，在所述信息写入操作时，使预设的控制晶体管处于导通状态，从而将所述待驱动的存储元件中的所述导电膜设在所述预定电位，并且

同时，在除所述信息写入操作以外的时间内，将所述控制晶体管设于截止状态。

4.如权利要求1至3中任一项所述的操作方法，其中，通过迁移而移动构成所述第一电极的导电成分和构成所述第二电极的导电成分中的至少一种，从而形成所述丝。

5.如权利要求1至3中任一项所述的操作方法，其中，在未进行所述信息写入操作的所述存储元件中，所述第二半导体层和所述第三半导体层处于彼此电隔离的开路状态，并且

同时，在进行了所述信息写入操作后的所述存储元件中，由于形成了所述丝，故所述第二半导体层和所述第三半导体层处于通过电阻成分而彼此电连接的状态。

6.如权利要求1至3中任一项所述的操作方法，其中，将一个存储元件和一个选择晶体管设置为彼此串联连接在用于施加所述等于或大于所述阈值的电压的位线与地之间，并且

在通过使所述选择晶体管处于导通状态而选择所述待驱动的存储元件后，进行所述信息写入操作。

7.如权利要求6所述的操作方法，其中，所述存储元件和所述选择晶体管一体地形成在同一激活区域中。

8.如权利要求1至3中任一项所述的操作方法，其中，在所述第二半导体层和所述第三半导体层中各设有硅化物层。

9.如权利要求8所述的操作方法，其中，通过迁移而移动构成所述第一电极的导电成分、构成所述第二电极的导电成分以及构成所述硅化物层的导电成分中的一种以上，从而形成所述丝。

10.一种半导体装置，其包括一个以上存储元件，每个所述存储元件包括：

第一导电型的第一半导体层；

第二导电型的第二半导体层和第三半导体层，它们彼此隔离地布置于所述第一半导体层中；

下层侧的介电膜和上层侧的导电膜，它们设置于所述第一半导体层上的对应于所述第二半导体层和所述第三半导体层之间的部分的区域中；

第一电极，其电连接于所述第二半导体层；

第二电极，其电连接于所述第三半导体层；以及

第三电极，其电连接于所述导电膜，

其中，在所述一个以上存储元件中的至少一部分存储元件中，

所述介电膜的至少一部分发生介质击穿，并且

在所述第二半导体层和所述第三半导体层之间的区域中，形成有作为将所述第二半导体层和所述第三半导体层电连接的导电通路的丝。

11.如权利要求10所述的半导体装置，还包括驱动部，其用于在所述一个以上存储元件中的待驱动的存储元件中，通过在所述第二电极和所述第三电极之间施加等于或大于预定阈值的电压，使所述介电膜的至少一部分发生介质击穿而使电流在所述导电膜和所述第三半导体层之间流过，从而形成所述丝，从而对所述至少一部分存储元件进行信息写入操作。

12.如权利要求10或11所述的半导体装置，还包括用于从所述一个以上存储元件中选择待驱动的存储元件的选择晶体管，其中，在同一激活区域中一体地形成有所述存储元件和所述选择晶体管。