[发明专利]使用肖特基二极管为选通管的相变存储单元及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用肖特基二极管的相变存储单元及制备方法，属于微电子技术中相变存储器领域。

背景技术

存储器在半导体市场中占有重要地位，仅DRAM(Dynamnic Randam AccessMemory)和FLASH两种就占有整个市场的15％，随着便携式电子设备的逐步普及，不挥发存储器的市场也越来越大，目前FLASH占不挥发存储器的主流，约占90％。但随着半导体技术的进步，FLASH遇到了越来越多的技术瓶颈，首先存储电荷的浮栅不能随着集成电路工艺的发展无限制地减薄，此外，FLASH技术的其它一些缺点也限制了它的应用，例如数据写入慢、写数据时需要高电压因而功耗大，需要特殊的电压提升结构增加了电路和设计的复杂度，可擦写次数低，必须对指定的单元块而不能对指定的单元进写操作等。鉴于这种情况，目前世界上几乎所有电子和半导体行业巨头及其它相关研发机构都在竞相研发新一代不挥发存储器技术，以期在未来激烈的半导体产业竞争中保有技术和市场优势.PCM(Phase Change Memory)--相变存储器作为一种新兴的不挥发存储技术，在读写速度、读写次数、数据保持时间、单元面积、多值实现等诸多方面都具有极大的优越性，成为未来不挥发存储技术市场主流产品最有力的竞争者之一。

随着集成电路制造技术的发展，芯片技术已经进入65nm、45nm技术阶段。在典型的1T1R(T：transistor，R：phase change resistor)结构中，选通管T通常用MOS管。在相变存储器中的一个关键的问题是写操作电流大，要达到1mA左右，当集成电路制造技术进入65nm、45nm技术阶段后，显然MOS选通管提供不了足够的驱动电流。因此，意法半导体公司提出用双极性晶体管用于1T1R来解决相变存储器中写操作电流大的问题[Bedeschi，F.；Bonizzoni，E.；Casagrande，G.；Gastaldi，R.；Resta，C.；Torelli，G.；ZelLa，D；SET and RESET pulse characterization in BJT-selected phase-changememories；Circuits and Systems，2005.ISCAS 2005.IEEE InternationalSymposium on；23-26May 2005Page(s)：1270-1273Vol.2]。然而双极性晶体管在芯片集成度继续提高也有难度。在2006年标题为“使用二极管的相变存储器件及制造方法”的中国专利(公开号CN1832190A)中，韩国三星电子株式会社公开了用PN二极管作为选通管用于相变存储器的方法来解决相变存储存储器密度进一步提高遇到的问题[中国专利公开：CN 1832190A，使用单元二极管的相变存储器及其制造方法]。但是该技术目前也遇到一些问题，比如该方法制备的二极管会产生寄生的三极管，干扰对临近单元的读写操作[J.H.Oh，J.H.Park，Y.S.H.S.Lim，Y.T.Oh，J.S.Kim，J.M.Shin，J.H.Park，Y.J.Song，K.C.Ryoo，D.W.Lim，S.S.Park，J.I.Kim，J.H.Kim，J.Yu，F.Yeung，C.W.Jeong，J.H.Kong，D.H.Kang，G.H.Koh，G.T.Jeong，H.S.Jeong，and Kinam Kim；Full Integration of Highly Manufacturable 512MbPRAM based on 90nm Technology；Electron Devices Meeting，2006.IEDM′06.International，11-13Dec.2006Page(s)：1-4]。本发明试图提出的基于肖特基二极管的相变存储器单元，不但具有可望与PN二极管技术同样可以用与高密度相变存储器的优点，同时也可望克服产生寄生的三极管缺点，并且还具有工艺与CMOS工艺完全兼容，成本低，开关速度快，驱动电流大等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用肖特基二极管为选通管的相变存储单元及制备方法，以用于高密度相变存储器，降低成本，提高存储器性能。

本发明公开了使用肖特基二极管为选通管的相变存储单元结构，所提供的相变存储单元器件具有平行的导电字线，字线与肖特基二极管的一端相连，肖特基二极管的另一段与存储器件的下电极相连，相变存储器件的上电极与平行的导电位线相连，这里肖特基二极管是相变存储器的选通管。