一种半导体结构及其制备方法与流程

专利2025-06-23  9


本公开涉及半导体,尤其涉及一种半导体结构及其制备方法。


背景技术:

1、阻变式随机存取存储器(resistive random access memory,rram)是一种利用材料的可变电阻特性来存储信息的非易失性(non-volatile)存储器,具有功耗低、密度高、读写速度快、耐久性好等优点。

2、但是现有的2t2r结构中,一个晶体管控制一个r,并且存在reset困难,所需的reset操作电压较高,以及尺寸微缩困难,会面临晶体管驱动不足的问题。


技术实现思路

1、本公开提供了一种半导体结构及其制备方法,以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

2、根据本公开的第一方面,提供了一种半导体结构,所述半导体结构包括:

3、衬底,所述衬底包括多个沿第一方向和第二方向呈阵列排布的有源区;

4、每个所述有源区上形成有一个晶体管单元,所述晶体管单元包括第一晶体管和第二晶体管,所述第一晶体管和所述第二晶体管共用一个漏区;

5、每个所述漏区上形成有一个阻变单元,每个所述阻变单元包括第一忆阻器和第二忆阻器;

6、多条沿所述第二方向延伸的字线,其中,每个所述晶体管单元中,所述第一晶体管与一条字线连接,所述第二晶体管与另一条字线连接。

7、在一可实施方式中,所述阻变单元的延伸方向与所述第一方向相交,并呈一预设角度,所述预设角度的范围为30°~60°。

8、在一可实施方式中,所述第一忆阻器和所述第二忆阻器均包括由下至上设置的下电极、阻变层和上电极,其中,所述第一忆阻器和所述第二忆阻器共用一个下电极。

9、在一可实施方式中,所述半导体结构还包括:

10、多条沿所述第一方向延伸的位线,其中,每排沿所述第一方向排列的所述有源区上的阻变单元中,全部所述第一忆阻器与同一条所述位线连接,全部所述第二忆阻器与另一条所述位线连接。

11、在一可实施方式中,所述半导体结构还包括:

12、多条沿所述第一方向延伸的源极线,每个所述晶体管单元中,所述第一晶体管的源区与一条源极线连接,所述第二晶体管的源区与另一条源极线连接;其中,相邻两排沿所述第一方向排列的所述有源区上的晶体管单元中,其中一排的全部所述第一晶体管的源区和另一排的全部所述第二晶体管的源区连接至同一条源极线。

13、根据本公开的第一方面,提供了一种半导体结构的制备方法,所述方法包括:

14、提供衬底,所述衬底包括多个沿第一方向和第二方向呈阵列排布的有源区;

15、在每个所述有源区上形成一个晶体管单元,所述晶体管单元包括第一晶体管和第二晶体管,所述第一晶体管和所述第二晶体管共用一个漏区;

16、形成多条沿所述第二方向延伸的字线,其中,每个所述晶体管单元中,所述第一晶体管与一条字线连接,所述第二晶体管与另一条字线连接;

17、在每个所述漏区上形成一个阻变单元,每个所述阻变单元包括第一忆阻器和第二忆阻器。

18、在一可实施方式中,所述阻变单元的延伸方向与所述第一方向相交,并呈一预设角度,所述预设角度的范围为30°~60°。

19、在一可实施方式中,所述第一忆阻器和所述第二忆阻器均包括由下至上设置的下电极、阻变层和上电极,其中,所述第一忆阻器和所述第二忆阻器共用一个下电极。

20、在一可实施方式中,所述方法还包括:

21、在形成所述阻变单元后,形成多条沿所述第一方向延伸的位线,其中,每排沿所述第一方向排列的所述有源区上的阻变单元中,全部所述第一忆阻器与同一条所述位线连接,全部所述第二忆阻器与另一条所述位线连接。

22、在一可实施方式中,所述方法还包括:

23、在形成所述晶体管单元后,形成多条沿所述第一方向延伸的源极线,每个所述晶体管单元中,所述第一晶体管的源区与一条源极线连接,所述第二晶体管的源区与另一条源极线连接;其中,相邻两排沿所述第一方向排列的所述有源区上的晶体管单元中,其中一排的全部所述第一晶体管的源区和另一排的全部所述第二晶体管的源区连接至同一条源极线。

24、本公开的半导体结构及其制备方法,通过两个晶体管共用漏区,然后在漏区上形成两个忆阻器(r),所以两根字线通过两个晶体管可以控制其中任意一个忆阻器,如此会比2t1r结构多一个r,同时后续也可以通过两条源极线同时施加激励来控制任意一个忆阻器,并且提高了驱动能力,解决了reset困难问题。

25、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。



技术特征:

1.一种半导体结构,其特征在于,所述半导体结构包括:

2.根据权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述半导体结构还包括:

5.根据权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述半导体结构还包括:

6.一种半导体结构的制备方法,其特征在于,所述方法包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,

9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:


技术总结
本公开提供了一种半导体结构及其制备方法,其中,所述半导体结构包括:衬底,所述衬底包括多个沿第一方向和第二方向呈阵列排布的有源区;每个所述有源区上形成有一个晶体管单元,所述晶体管单元包括第一晶体管和第二晶体管,所述第一晶体管和所述第二晶体管共用一个漏区;每个所述漏区上形成有一个阻变单元,每个所述阻变单元包括第一忆阻器和第二忆阻器;多条沿所述第二方向延伸的字线,其中,每个所述晶体管单元中,所述第一晶体管与一条字线连接,所述第二晶体管与另一条字线连接。

技术研发人员:程恩萍,邱泰玮,李武新
受保护的技术使用者:厦门半导体工业技术研发有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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