[发明专利]一种基于绝缘体上硅工艺的相变存储器结构

说明书

本发提供一种基于绝缘体上硅工艺的相变存储器结构，属于半导体技术领域，包括：绝缘体层；沉积衬底；阱区；多个存储器单元，形成在n型阱区上并构成存储器单元阵列，位于同一行的多个存储器单元之间由浅沟槽隔离，位于相邻两行的多个存储器单元之间由深沟槽隔离；存储器单元由位于上方的存储部分和位于下方的选通部分构成，选通部分包括由上至下依次连接的顶部电极、覆盖层、相变材料、电热电极以及接触孔，存储部分为PN结结构；多个字线，连接同一行的存储器单元；多个位线，连接同一列的存储器单元。本发明的有益效果：减少基于绝缘体上硅工艺的相变存储器结构工艺步骤和复杂度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种基于绝缘体上硅工艺的相变存储器结构。

背景技术

绝缘体上硅(Silicon On Insulator，SOI)绝缘体上硅技术是指在半导体制造中使用分层硅-绝缘体-硅衬底代替传统硅衬底，尤其是微电子，以减少寄生器件电容，从而提高性能。优点是可以较易提升时脉，并减少电流漏电成为省电的IC，在工艺上还可以省略部分光掩模以节省成本，因此不论在工艺上或是电路上都有其优势。

全耗尽绝缘体上硅(fully-depleted silicon-on-insulator，FD-SOI)是将绝缘体上硅进行全耗尽沟道的处理，更加优化了包括漏电流在内的绝缘体上硅的性能。

相变存储器(Phase-change memory，PCM)是一种非易失性存储器装置。参数随机存取存储器(parameter random access memory，PRAM)使用含一种或多种硫族化物的玻璃(Chalcogenide glass)制成，目前的主流为GeSbTe系合金。硫属玻璃的特性是，经由加热可以改变它的状态，成为晶体(Crystalline)或非晶体(Amorphous)。这些不同状态具有相应的电阻值。因此PRAM可以用来存储不同的数值。它是未来可能取代快闪存储器的技术之一。

全耗尽绝缘体上硅工艺的入门成本要比鳍式场效应管低，同时能够提供很好低功耗和高性能体验；目前来看，全耗尽绝缘体上硅工艺的设计成本比鳍式场效应管更低；像射频、嵌入式非易失性存储器这样的应用使用全耗尽绝缘体上硅工艺将会更加有效。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明涉及一种基于绝缘体上硅工艺的相变存储器结构。

本发明采用如下技术方案：

一种基于绝缘体上硅工艺的相变存储器结构，包括：

晶圆衬底；

绝缘层，于所述晶圆衬底上表面沉积绝缘物质生成所述绝缘层；

沉积衬底，于所述绝缘层上表面沉积n型硅生成所述沉积衬底；

n型阱区，于所述沉积衬底上部掺杂n型杂质形成所述n型阱区，所述n型阱区的下表面高于所述沉积衬底的下表面；

多个存储器单元，所述多个存储器单元形成在所述n型阱区上并构成具有多行和多列的存储器单元阵列，位于同一行的多个所述存储器单元之间由沿所述n型阱区的上表面向下延伸到所述n型阱区内部的浅沟槽进行隔离，位于相邻两行的多个所述存储器单元之间由沿所述沉积衬底的上表面向下延伸到所述绝缘层内部且低于所述沉积衬底的下表面的深沟槽进行隔离；

所述存储器单元由位于上方的存储部分和位于下方的选通部分构成，所述选通部分包括由上至下依次连接的顶部电极、覆盖层、相变材料、电热电极以及接触孔，所述接触孔由上到下延伸至所述存储器单元的p型掺杂区的上表面，所述电热电极一端连接所述相变材料，另一端设置在所述接触孔的内壁，所述存储部分包括与所述接触孔连接的所述p型掺杂区和位于所述p型掺杂区下方的所述n型阱区，所述p型掺杂区由位于同一行的相邻所述浅沟槽之间的所述n型阱区的上部掺杂p型杂质后形成，所述p型掺杂区和所述n型阱区构成PN结二极管；