[发明专利]半导体结构及其制备方法

说明书

本公开实施例涉及一种半导体结构及其制备方法，半导体结构包括：衬底以及位于衬底内的第一掺杂区以及第二掺杂区；第一选择晶体管以及第二选择晶体管；导电层，导电层位于第一掺杂区与第二掺杂区之间；阻变介质层，导电层、第一掺杂区以及与第一掺杂区正对的阻变介质层构成第一可变电阻，导电层、第二掺杂区以及与第二掺杂区正对的阻变介质层构成第二可变电阻；隔离介质层，隔离介质层位于导电层与衬底之间。本公开实施例有利于提高RRAM存储器的存储密度。

技术领域

本公开实施例涉及半导体领域，特别涉及一种半导体结构及其制备方法。

背景技术

阻变式存储器(Resistive Random Access Memory，RRAM)是以介质材料的电阻在外加电场作用下，在高阻态和低阻态之间实现可逆转换为基础的非易失性存储器。RRAM通常具有MIM(金属-介质层-金属)结构，MIM结构从上至下依次由上电极、阻变介质层、下电极构成，因此，MIM的尺寸较大。

然而，随着集成电路技术的快速发展，对存储器的存储容量以及尺寸要求越来越高。因此，如何提高RRAM存储器的存储密度成了亟待解决的问题。

发明内容

本公开实施例提供一种半导体结构及其制备方法，至少有利于提高RRAM存储器的存储密度。

本公开实施例提供一种半导体结构，包括：衬底以及位于衬底内的第一掺杂区以及第二掺杂区；第一选择晶体管以及第二选择晶体管；导电层，导电层位于第一掺杂区与第二掺杂区之间；阻变介质层，导电层、第一掺杂区以及与第一掺杂区正对的阻变介质层构成第一可变电阻，导电层、第二掺杂区以及与第二掺杂区正对的阻变介质层构成第二可变电阻；隔离介质层，隔离介质层位于导电层与衬底之间。

在一些实施例中，在第一选择晶体管指向导电层的方向上，导电层到第一选择晶体管的距离等于导电层到第二选择晶体管的距离。

在一些实施例中，衬底还包括：阱层，阱层位于第一掺杂区底部以及第二掺杂区底部，阱层的掺杂离子类型与第一掺杂区以及第二掺杂区的掺杂离子类型不同，且部分导电层还位于阱层中，隔离介质层位于阱层与导电层之间。

在一些实施例中，隔离介质层与阻变介质层为一体成型膜层。

在一些实施例中，导电层顶面低于第一掺杂区顶面以及第二掺杂区顶面，半导体结构还包括：盖层，盖层位于导电层顶面且位于衬底内，其中，阻变介质层还位于盖层朝向第一掺杂区的侧面以及朝向第二掺杂区的侧面。

在一些实施例中，朝向第一掺杂区的阻变介质层与第一掺杂区相接触，朝向第二掺杂区的阻变介质层与第二掺杂区相接触。

在一些实施例中，半导体结构还包括：氧化层，氧化层位于阻变介质层与第一掺杂区之间，且还位于阻变介质层与第二掺杂区之间。

在一些实施例中，第一选择晶体管以及第二选择晶体管均包括：字线，字线位于衬底内，字线与导电层处于同层且材料相同。

在一些实施例中，第一选择晶体管以及第二选择晶体管均还包括：栅介质层，栅介质层位于字线侧壁以及底部，且栅介质层与阻变介质层的材料相同。

在一些实施例中，还包括：两个第三掺杂区，第三掺杂区位于衬底内，且一第三掺杂区为第一选择晶体管的源极或者漏极中的一者，另一第三掺杂区为第二选择晶体管的源极或者漏极中的另一者；电连接结构，电连接结构与第三掺杂区相接触。

相应地，本公开实施例还提供一种半导体结构的制备方法，包括：提供衬底；在衬底内形成第一掺杂区以及第二掺杂区；在衬底内形成第一选择晶体管以及第二选择晶体管；形成导电层，导电层位于第一掺杂区以及第二掺杂区之间；形成阻变介质层，导电层、第一掺杂区以及与第一掺杂区正对的阻变介质层构成第一可变电阻，导电层、第二掺杂区以及与第二掺杂区正对的阻变介质层构成第二可变电阻；形成隔离介质层，隔离介质层位于导电层与衬底之间。