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专利号: 2019800003918
申请人: 深圳市汇顶科技股份有限公司
专利类型:其他
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种1T1R阻变式存储器,其特征在于,包括:多个1T1R阻变式存储单元构成的存储单元阵列,每个1T1R阻变式存储单元包括一晶体管和一阻变器件(30);

所述晶体管包括沟道层(201)、与所述沟道层(201)绝缘的栅极层(204)以及设置在所述沟道层(201)上的漏极层(203)和源极层(202),且所述漏极层(203)和源极层(202)在所述沟道层(201)上纵向分布;

所述阻变器件(30)靠近所述漏极层(203)设置且所述阻变器件(30)的两端分别用于与所述漏极层(203)和位线相连,所述栅极层(204)用于与字线电连接,所述源极层(202)用于与源线相连;

所述沟道层(201)为柱状结构,所述栅极层(204)围绕所述柱状结构的侧壁设置;

还包括:掩膜层(207),所述掩膜层(207)至少覆盖在所述源极层(202)上,或者所述掩膜层(207)至少覆盖在所述漏极层(203)上;

还包括:埋氧层(208),所述埋氧层(208)和所述掩膜层(207)中的其中一层至少覆盖在所述源极层(202)上,另一层至少覆盖在所述漏极层(203)上。

2.根据权利要求1所述的1T1R阻变式存储器,其特征在于,所述沟道层(201)的顶端和底端中的其中一端上设有漏极层(203),另一端上设有源极层(202)。

3.根据权利要求2所述的1T1R阻变式存储器,其特征在于,所述栅极层(204)围设在所述沟道层(201)的外侧壁上,且所述栅极层(204)和所述沟道层之间设有栅极介质层(205)。

4.根据权利要求3所述的1T1R阻变式存储器,其特征在于,还包括:隔离层(206),所述隔离层(206)围设在所述栅极层(204)的外侧面上,所述隔离层(206)用于将相邻的所述晶体管进行隔离。

5.根据权利要求4所述的1T1R阻变式存储器,其特征在于,还包括:第一介质层(41),所述第一介质层(41)设在所述晶体管的其中一端面上,且所述第一介质层(41)中至少设有第一金属连线(401),所述第一金属连线(401)用于将所述源极层(202)和所述漏极层(203)中靠近所述第一介质层(41)的一个与对应的连线电连接。

6.根据权利要求5所述的1T1R阻变式存储器,其特征在于,还包括:第二介质层(42),所述第二介质层(42)设在所述晶体管背离所述第一介质层的另一端面上,且所述第二介质层(42)中至少设有第二金属连线(402),所述第二金属连线(402)用于将所述源极层(202)和所述漏极层(203)中靠近所述第二介质层(42)的一个与对应的连线电连接。

7.根据权利要求6所述的1T1R阻变式存储器,其特征在于,所述第一介质层(41)或所述第二介质层(42)中还设有第三金属连线(403),所述第三金属连线(403)用于将所述栅极层(204)与对应的所述字线电连接。

8.根据权利要求6所述的1T1R阻变式存储器,其特征在于,还包括:载片晶圆(70),所述载片晶圆(70)设在所述第一介质层(41)和所述第二介质层(42)中远离所述埋氧层(208)的一个介质层上。

9.根据权利要求1‑8任一所述的1T1R阻变式存储器,其特征在于,所述阻变器件(30)包括依次层叠设置的下电极(33)、阻变层(32)和上电极(31),其中所述下电极(33)与所述漏极层(203)电连接,所述上电极(31)与所述位线电连接。

10.根据权利要求7所述的1T1R阻变式存储器,其特征在于,所述第一金属连线(401)、所述第二金属连线(402)以及所述第三金属连线(403)均包括至少一层接触孔和至少一层金属层,所述栅极层(204)、所述源极层(202)和所述漏极层(203)分别通过所述接触孔与对应的所述金属层电连接,且所述第一介质层(41)中的所述金属层与所述第一介质层(41)上裸露的第一焊盘(501)电连接,所述第二介质层(42)中的所述金属层与所述第二介质层(42)上裸露的第二焊盘(502)电连接。

11.根据权利要求10所述的1T1R阻变式存储器,其特征在于,所述沟道层(201)为柱状结构,所述栅极层(204)为围绕所述柱状结构的侧壁设置的环形结构。

12.根据权利要求5‑8任一所述的1T1R阻变式存储器,其特征在于,所述掩膜层、所述埋氧层、所述隔离层和所述栅极介质层材料均为氧化硅。

13.一种晶体管,其特征在于,包括沟道层(201)、与所述沟道层绝缘的栅极层(204)以及设置在所述沟道层(201)上的漏极层(203)和源极层(202),且所述漏极层(203)和源极层(202)在所述沟道层(201)上纵向分布;

所述沟道层(201)为柱状结构,所述栅极层(204)围绕所述柱状结构的侧壁设置;

还包括:掩膜层(207),所述掩膜层(207)至少覆盖在所述源极层(202)上,或者所述掩膜层(207)至少覆盖在所述漏极层(203)上;

还包括:埋氧层(208),所述埋氧层(208)和所述掩膜层(207)中的其中一层至少覆盖在所述源极层(202)上,另一层至少覆盖在所述漏极层(203)上。

14.根据权利要求13所述的晶体管,其特征在于,所述沟道层(201)的顶端和底端中的其中一端上设有漏极层(203),另一端上设有源极层(202)。

15.根据权利要求13或14所述的晶体管,其特征在于,所述栅极层(204)围设在所述沟道层(201)的外侧壁上,且所述栅极层(204)和所述沟道层之间设有栅极介质层(205)。

16.根据权利要求15所述的晶体管,其特征在于,还包括:隔离层(206),所述隔离层(206)围设在所述栅极层(204)的外侧面上,所述隔离层(206)用于将相邻的所述晶体管进行隔离。

17.一种设备,其特征在于,包括权利要求1‑12任一项所述的1T1R阻变式存储器。

18.一种设备,其特征在于,包括权利要求13‑16任一项所述的晶体管。

19.一种1T1R阻变式存储器的制作方法,其特征在于,所述方法包括:提供一衬底,且所述衬底包括依次层叠设置的支撑层、埋氧层和硅层;

在所述硅层上形成掩膜层;

从所述掩膜层向所述埋氧层延伸形成单个或多个间隔设置的环形凹槽,以使所述衬底上形成单个或多个柱状结构,且所述环形凹槽的槽底延伸到所述埋氧层中;

在所述环形凹槽的侧壁上形成热氧化层;

在所述环形凹槽内填充多晶硅,以形成栅极层;

在所述柱状结构朝向所述掩膜层的一端中注入P型掺杂元素或N型掺杂元素,以形成源极层;

在所述柱状结构中所述硅层与所述埋氧层接触的一端中注入P型掺杂元素或N型掺杂元素,以形成漏极层;

靠近所述漏极层设置阻变器件,且所述阻变器件的一端与所述漏极层电连接。

20.根据权利要求19所述的制作方法,其特征在于,所述在所述柱状结构朝向所述掩膜层的一端中注入P型掺杂元素或N型掺杂元素之前,还包括:将所述掩膜层的厚度减少至8nm 20 nm。

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21.根据权利要求19所述的制作方法,其特征在于,所述在所述环形凹槽的侧壁上形成热氧化层,包括:

在所述环形凹槽的内圈侧壁上形成第一热氧化层,所述第一热氧化层用于将所述栅极层与所述柱状结构中的所述硅层绝缘;

在所述环形凹槽的外圈侧壁上形成第二热氧化层,所述第二热氧化层用于将相邻两个所述栅极层进行隔绝。

22.根据权利要求19‑21任一所述的制作方法,其特征在于,所述在所述柱状结构中所述硅层与所述埋氧层接触的一端中注入P型掺杂元素或N型掺杂元素之前,还包括:去除所述支撑层;

将所述埋氧层的厚度减少至8nm 20 nm。

~

23.根据权利要求22所述的制作方法,其特征在于,所述在所述柱状结构朝向所述掩膜层的一端中注入P型掺杂元素或N型掺杂元素之后,还包括:在所述掩膜层上以及所述栅极层靠近所述掩膜层的一端端面上形成下介质层;

在所述下介质层上形成栅极金属层、源极金属层以及与栅极金属层和源极金属层电连接的第一焊盘;

在形成所述栅极金属层、所述源极金属层以及所述第一焊盘的所述下介质层上覆盖第一金属间介质层,且所述栅极金属层和所述源极金属层分别通过接触孔与所述栅极层和所述源极层电连接;

在所述第一金属间介质层上设置载片晶圆。

24.根据权利要求23所述的制作方法,其特征在于,所述在所述柱状结构中所述硅层与所述埋氧层接触的一端中注入P型掺杂元素或N型掺杂元素之后,还包括:在所述埋氧层和所述栅极层靠近所述埋氧层的一端端面上形成上介质层;

所述靠近所述漏极层设置阻变器件,包括:在所述上介质层上与所述漏极层对应的位置设置所述阻变器件,所述阻变器件包括层叠设置的下电极、阻变层和上电极,且所述下电极通过接触孔与所述漏极层电连接。

25.根据权利要求24所述的制作方法,其特征在于,所述在所述上介质层上与所述漏极层对应的位置设置所述阻变器件之后,还包括:在形成所述阻变器件的所述上介质层上设置第二金属间介质层;

在所述第二金属间介质层上形成漏极金属层以及与所述漏极金属层电连接的第二焊盘,且所述漏极金属层通过接触孔与所述上电极电连接;

在形成所述漏极金属层和所述第二焊盘的所述第二金属间介质层上覆盖第三金属间介质层。

26.根据权利要求25所述的制作方法,其特征在于,所述在形成所述漏极金属层和所述第二焊盘的所述第二金属间介质层上覆盖第三金属间介质层之后,还包括:在所述第三金属间介质层上与所述第一焊盘和所述第二焊盘对应的位置分别开设第一开口和第二开口,其中,所述第一开口延伸到所述第一焊盘的表面,所述第二开口延伸到所述第二焊盘的表面。