[发明专利]用于忆阻器阵列接口的竖直JFET器件

权利要求书

1.一种用于驱动忆阻器阵列的器件，所述器件包括：

衬底，所述衬底包括具有底部层、第一壁以及第二壁的阱，所述衬底由第一半导体材料制成的应变层形成；以及

竖直结型场效应晶体管(JFET)，所述竖直JFET形成在所述阱中，所述竖直JFET包括：

竖直栅极区，所述竖直栅极区形成在所述阱的中间部分中，其中，栅极区高度小于所述阱的深度；

沟道区，所述沟道区由围绕所述竖直栅极区的第二半导体形成；

竖直源极区，所述竖直源极区形成在所述竖直栅极区的第一端的两侧上；以及

竖直漏极区，所述竖直漏极区形成在所述竖直栅极区的第二端的两侧上。

2.根据权利要求1所述的器件，其中，所述第一半导体材料包括硅锗材料。

3.根据权利要求1所述的器件，其中所述竖直栅极区包括p+掺杂多晶硅材料。

4.根据权利要求1所述的器件，其中，所述沟道区是U形外延层并且延伸到所述竖直栅极区的下方。

5.根据权利要求1所述的器件，其中，所述竖直栅极区包括平行于所述第一壁和所述第二壁的竖直板。

6.根据权利要求1所述的器件，其中，所述竖直源极区包括平行于所述竖直栅极区的两个或更多个n+掺杂多晶硅柱。

7.根据权利要求1所述的器件，其中，所述竖直漏极区包括平行于所述竖直栅极区的两个或更多个n+掺杂多晶硅柱。

8.一种装置，包括：

忆阻器阵列，所述忆阻器阵列包括以行和列布置的多个忆阻器元件；以及

多个驱动器器件，所述多个驱动器器件被配置为切换所述多个忆阻器元件，每个驱动器器件包括竖直结型场效应晶体管(JFET)，

其中，所述竖直JFET包括：

竖直栅极区，所述竖直栅极区形成在阱内，并且栅极区高度小于所述阱的深度；

沟道区，所述沟道区由围绕所述竖直栅极区的第二半导体制成的U形外延层形成；

竖直源极区，所述竖直源极区形成在所述竖直栅极区的第一端的两侧上；以及

竖直漏极区，所述竖直漏极区形成在所述竖直栅极区的第二端的两侧上。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述竖直JFET嵌入在由应变硅锗生长形成的具有底部层、第一壁和第二壁的U形衬底中。

10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第一壁和所述第二壁由应变硅锗生长形成。

11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述竖直栅极区包括平行于所述第一壁和所述第二壁的板并且包括p+掺杂多晶硅材料。

12.根据权利要求8所述的装置，其中，所述竖直源极区和所述竖直漏极区中的每一个均包括平行于所述竖直栅极区的n+掺杂多晶硅柱。

13.一种制造竖直结型场效应晶体管(JFET)的方法，所述方法包括：

形成第一半导体材料制成的应变层；

移除所述第一半导体材料的部分以形成具有底部层、第一壁和第二壁的阱；

生长第二半导体制成的外延层以形成所述JFET的填充所述阱的沟道区；

在所述阱的中间部分中形成竖直栅极区；

在所述竖直栅极区的第一端的两侧上形成竖直源极柱；以及

在所述竖直栅极区的第二端的两侧上形成竖直漏极柱，

其中，形成所述竖直栅极区包括形成高度小于所述阱的深度的竖直板并在所述竖直栅极区和所述底部层之间留有沟道区的层。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一半导体材料包括硅锗材料，并且其中，所述竖直栅极区由p+掺杂多晶硅形成。