双端子垂直型1T-动态随机存取存储器及其制造方法与流程

文档序号:18191444发布日期:2019-07-17 05:36阅读:157来源:国知局
本发明涉及双端子垂直型1t-动态随机存取存储器及其制造方法,更详细地,涉及通过调节包括第一类型的低浓度半导体层及第二类型的低浓度半导体层的基区的掺杂浓度来根据基区的掺杂浓度执行存储操作的基于晶闸管的双端子垂直型1t-动态随机存取存储器及其制造方法。
背景技术
::根据现有技术的动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory,dram)存储单元由一个金属氧化物半导体场效应晶体管(metaloxidesiliconfieldeffecttransistor,n-mosfet)和一个圆筒形(cylindertype)电容器(capacitor)组成,动态随机存取存储器存储单元晶体管设计规则(例如:栅极长度)已达到20nm级,圆筒形电容器的高度为约1.5um,目前已实现高达64千兆字节(gigabyte)的集成度。但是,为了使动态随机存取存储器存储单元的集成度成为1太比特(terabit),需要将晶体管的设计规则形成为10nm级以下,当电容器的高度为约2.0um以上时,可面临在圆筒形电容器之间产生架桥(bridge)现象的物理限制。尤其,就作为主存储器半导体的动态随机存取存储器而言,目前为止,对于存储器半导体的性能加速要求平均每年按2nm的比例缩小(scalingdown)。然而,根据这种趋势,到2020年将缩小10nm级,从而面临物理限制。在作为其解决手段公知的技术中的一种的基于3端子晶闸管(thyristor)的1-t动态随机存取存储器的情况下,在p-n-p-n结构中,由两端分别为阳极(anode)和阴极(cathode)的双端子以及在中间基(base)区中的一处所形成的栅极单端子组成为3端子,基于绝缘层上硅(silicononinsulator,soi)基板以水平结构形成。在基于3端子晶闸管的1t-动态随机存取存储器中,在对阳极施加高电压的情况下,流过晶闸管的电流变高,p-基区的栅极电容(capacitance)小于与位于p-基区的两侧n区域间的结(junction)电容之和,从而可处于p-基区的电位(potential)变高的“1”状态。在基于3端子晶闸管的1t-动态随机存取存储器中,在对阳极施加低电压的情况下,流过晶闸管的电流变低,p-基区的栅极电容(capacitance)大大高于与位于p-基区的两侧n区域间的结电容之和,从而可处于p-基区的电位(potential)变低的“0”状态。基于3端子晶闸管的1t-动态随机存取存储器利用基区的“0”或“1”状态执行存储操作。并且,在基于3端子晶闸管的1t-动态随机存取存储器中,在p-基区为高(high)的情况下,可引起闩锁效应使读取状态成为“1”,在p-基区为低(low)的情况下,可引起阻塞(blocking)使读取状态成为“0”。由于现有技术的基于3端子晶闸管的1-t动态随机存取存储器要求用于对基区施加电流的栅极端且以水平形成而所要求的面积广,因而在按比例缩小上存在限制。因此,需要提出用于克服上述物理限制的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器及其制造方法。技术实现要素:技术问题本发明提供双端子垂直型1t-动态随机存取存储器及其制造方法。本发明提供通过对第一类型的低浓度半导体层及第二类型的低浓度半导体层添加杂质来调节包括第一类型的低浓度半导体层及第二类型的低浓度半导体层的基区的掺杂浓度的双端子垂直型1t-动态随机存取存储器及其制造方法。本发明提供将基区的掺杂浓度从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3,通过增加基区的掺杂浓度来产生闩锁效应并增加闩锁效应电压,根据闩锁效应电压的增加在基区记录或读取高状态的双端子垂直型1t-动态随机存取存储器及其制造方法。本发明提供将基区的掺杂浓度从1×1016cm-3增加到1×1017cm-3,不根据增加基区的掺杂浓度引起闩锁效应,在基区记录或读取低状态的双端子垂直型1t-动态随机存取存储器及其制造方法。本发明提供第一类型的低浓度半导体层及第二类型的低浓度半导体层的厚度分别大于等于80nm的双端子垂直型1t-动态随机存取存储器及其制造方法。技术方案根据本发明的一实施例,双端子垂直型1t-动态随机存取存储器包括:阴极(cathode)层,由第一类型的高浓度半导体层形成;基区,包括形成于上述阴极层的第二类型的低浓度半导体层及形成于上述第二类型的低浓度半导体层的第一类型的低浓度半导体层;以及阳极(anode)层,在上述第一类型的低浓度半导体层上由第二类型的高浓度半导体层形成。根据本发明的一实施例,上述第一类型的高浓度半导体层包括n+型半导体层及p+型半导体层中的一种,上述第二类型的高浓度半导体层包括n+型半导体层及p+型半导体层中的一种,在上述第一类型的高浓度半导体层为n+型半导体层的情况下,上述第二类型的高浓度半导体层为p+型半导体层,在上述第一类型的高浓度半导体层为p+型半导体层的情况下,上述第二类型的高浓度半导体层为n+型半导体层。根据本发明的一实施例,上述第一类型的低浓度半导体层包括p型半导体层及n型半导体层中的一种,上述第二类型的低浓度半导体层包括p型半导体层及n型半导体层中的一种,在上述第一类型的低浓度半导体层为p型半导体层的情况下,上述第二类型的低浓度半导体层为n型半导体层,在上述第一类型的低浓度半导体层为n型半导体层的情况下,上述第二类型的低浓度半导体层为p型半导体层。根据本发明的一实施例,上述基区的掺杂浓度根据杂质添加程度从1×1016cm-3增加到1×1017cm-3或者从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3。根据本发明的一实施例,在上述基区中,在上述基区的掺杂浓度从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3的情况下,通过产生闩锁效应来增加闩锁效应电压,并通过增加上述闩锁效应电压来将上述基区的状态确定为高。根据本发明的一实施例,在上述基区中,在上述基区的掺杂浓度从1×1016cm-3增加到1×1017cm-3的情况下,将上述基区的状态确定为低。根据本发明的一实施例,上述阴极层通过固定注入浓度为1×1020cm-3的用于形成上述第一类型的高浓度半导体层的离子来形成。根据本发明的一实施例,上述阳极层通过固定注入浓度为1×1020cm-3的用于形成上述第二类型的高浓度半导体层的离子来形成。根据本发明的一实施例,上述第一类型的低浓度半导体层及上述第二类型的低浓度半导体层的厚度大于等于80nm。根据本发明的一实施例,双端子垂直型1t-动态随机存取存储器的制造方法包括:形成由第一类型的高浓度半导体层形成的阴极层的步骤;形成包括形成于上述阴极层的第二类型的低浓度半导体层及形成于上述第二类型的低浓度半导体层的第一类型的低浓度半导体层的基区的步骤;以及形成在上述第一类型的低浓度半导体层上由第二类型的高浓度半导体层形成的阳极层的步骤。根据本发明的一实施例,形成上述基区的步骤包括为了使掺杂浓度随着杂质添加程度从1×1016cm-3增加到1×1017cm-3或者从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3而调节上述基区的掺杂浓度的步骤。根据本发明的一实施例,将上述基区的掺杂浓度从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3的步骤包括:通过增加上述基区的掺杂浓度开产生闩锁效应并增加闩锁效应电压的步骤;以及通过增加上述闩锁效应电压的增加来将上述基区的状态确定为高的步骤。根据本发明的一实施例,将上述基区的掺杂浓度从1×1016cm-3增加到1×1017cm-3的步骤包括通过增加上述基区的掺杂浓度来将上述基区的状态确定为低的步骤。根据本发明的一实施例,上述第一类型的低浓度半导体层及上述第二类型的低浓度半导体层的厚度大于等于80nm。发明效果根据本发明的一实施例,双端子垂直型1t-动态随机存取存储器由包括阴极端子及阳极端子且不包括栅极端的双端子构成,垂直层叠第一类型的高浓度半导体层、第二类型的低浓度半导体层、第一类型的低浓度半导体层及第二类型的高浓度半导体层而成,可通过变更包括第一类型的低浓度半导体层及第二类型的低浓度半导体层的基区的掺杂浓度来最优化掺杂浓度。并且,根据本发明的一实施例,在双端子垂直型1t-动态随机存取存储器中,可通过最优化基区的掺杂浓度来在没有栅极端的情况下执行1-t动态随机存取存储器的读取及写入操作。并且,根据本发明的一实施例,在双端子垂直型1t-动态随机存取存储器中,可通过最优化基区的掺杂浓度来减小1t-动态随机存取存储器的厚度。并且,根据本发明的一实施例,在双端子垂直型1t-动态随机存取存储器中,可通过基区的掺杂浓度来以双端子垂直型1-t动态随机存取存储器代替10nm级的动态随机存取存储器。并且,根据本发明的一实施例,在双端子垂直型1t-动态随机存取存储器中,可通过最优化基区的掺杂浓度来克服现有动态随机存取存储器技术的物理限制。附图说明图1示出根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器;图2为示出根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法的流程图;图3示出根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的阵列;图4示出显示根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的器件特性的曲线图。具体实施方式以下,将参考附图说明本说明书的各种实施例。应理解,实施例及所用到的术语不旨在将本说明中所记载的技术限制于特定实施方式,而是包括相应实施例的各种的修改,等同技术方案、和/或代替技术方案。以下,对于各种实施例的说明中,在判断为对于相关的公知功能或结构的具体说明使本发明的主旨不清楚的情况下,将省略对其的详细说明。而且,后述的术语作为考虑到各种实施例中的功能来定义的术语,可以根据用户、操作者的意图或惯例而改变。因此,其定义应基于整个说明中的内容。关于附图的说明,对于类似的结构要素可使用类似的附图标记。只要在文脉上并未明确表示,则单数的表现包括复数的表现。在本说明书中,“a或b”或“a和/或b中的至少一个”等的表达可包括一同列出的项目的所有可能的组合。“第一,”、“第二,”、“首先,”或“其次,”等的表达能够以与顺序或重要程度无关地修饰相应结构要素,且仅用于一个结构要素和其他结构要素,并不限制相应结构要素。当提到某些(例如,第一)结构要素与其他(例如,第二)结构要素“(功能上或通信上)相连接”或“相联接”时,上述某些结构要素可直接与上述其他结构要素相连接,或可通过其他结构要素(例如,第三结构要素)相连接。在本说明书中,可根据情况,“被配置为(或设置为)(configuredto)”例如,硬件上或软件上“适用于~,”、“具有~能力的,”、“被修改为~,”、“被制造为~,”、“可作~的”或“被设计为~”等互换(interchangeably)使用。在某些情况中,表达“被配置为~的装置”可意味着其装置与其他装置或部件一同“可进行~”。例如,句子“被配置为(或设置为)执行a、b及c的处理器”运行用于执行相应操作的专用处理器(例如,嵌入式处理器)、或存储在存储器装置的一个以上的软件程序,从而意味着可执行相应操作的通用处理器(例如,中央处理机(cpu)或应用处理器(applicationprocessor))。并且,术语“或”意味着包容性的“包括或(inclusiveor)”,而不是异或的“排他或(exclusiveor)”。即,除非另有说明或文脉上未明确,表达“x利用a或b”意味着自然包容排列(naturalinclusivepermutations)中的任一种。图1示出根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器。具体地,图1示出根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的层叠结构。参照图1,双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100利用外延(epitaxial)方式在基板上垂直层叠的第一类型的高浓度半导体层110、第二类型的低浓度半导体层120、第一类型的低浓度半导体层130、第二类型的高浓度半导体层140及阳极层。根据另一实施例,双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100可在基板与第一类型的高浓度半导体层110之间包括埋入绝缘氧化膜。例如,埋入绝缘氧化膜可用于从工程期间在基板产生的杂质保护基板。双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100可以包括第一类型的高浓度半导体层作为阴极层。换言之,第一类型的高浓度半导体层110可以是通过注入用于形成第一类型的高浓度半导体层的离子而形成的阴极层。根据本发明的一实施例,层叠形成于第一类型的高浓度半导体层110上的第二类型的低浓度半导体层120及层叠形成于第二类型的低浓度半导体层120的第一类型的低浓度半导体层130包括在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100的基区。根据本发明的一实施例,可根据所添加的杂质的浓度来改变双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100的基区的掺杂浓度。根据本发明的一实施例,在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100中,基区的掺杂浓度可根据添加到基区的杂质的浓度从1×1016cm-3增加到1×1017cm-3或者从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3。根据本发明的一实施例,在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100中,在基区的掺杂浓度从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3的情况下,通过产生闩锁效应来增加闩锁效应电压,并可通过增加上述闩锁效应电压来将上述基区的状态确定为高。根据本发明的一实施例,在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100中,在基区的掺杂浓度从1×1016cm-3增加到1×1017cm-3的情况下,可将上述基区的状态确定为低。换言之,在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100中,根据是否增加闩锁效应电压来将基区的状态确定为高或低,在基区记录高或低,或可从基区读取高或低。即,在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100中,可根据是否增加闩锁效应电压在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100的基区执行存储操作。根据本发明的另一实施例,在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100中,在根据是否增加闩锁效应电压而变动的电压为参考值以上的情况下,可将基区的状态确定为高,在根据是否增加闩锁效应电压而变动的电压为参考值以下的情况下,可将基区的状态确定为低。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100中,在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100的基区的掺杂浓度增加的情况下,结势垒(junctionbarrier)增加,闩锁效应电压可以随着结势垒的增加而增加。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100包括层叠在第一类型的低浓度半导体层130上的第二类型的高浓度半导体层140。例如,双端子垂直型1-t动态随机存取存储器可以包括p+型半导体层140作为阳极层150。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100可通过调节包括第二类型的低浓度半导体层120及第一类型的低浓度半导体层130的基区的掺杂浓度来执行存储操作,从而被配置为仅包括对应于阴极端的阴极层及对应于阳极端的阳极层且不包括栅极端的双端子结构。换言之,根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100通过调节包括第二类型的低浓度半导体层120及第一类型的低浓度半导体层130的基区的掺杂浓度来变动用于存储操作的电压来排除用于改变基区的电压的栅极端且可以执行存储操作。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器100可被配置为在阳极层150上形成字线且在字线上层叠位线的结构。根据本发明的一实施例的第一类型的高浓度半导体层110包括n+型半导体层及p+型半导体层中的一种,第二类型的高浓度半导体层140包括n+型半导体层及p+型半导体层中的一种。换言之,在第一类型的高浓度半导体层110为n+型半导体层的情况下,第二类型的高浓度半导体层140可以是p+型半导体层。相反地,在第一类型的高浓度半导体层110为p+型半导体层的情况下,第二类型的高浓度半导体层140可以是n+型半导体层。根据本发明的一实施例的第一类型的低浓度半导体层130包括p型半导体层及n型半导体层中的一种,第二类型的低浓度半导体层120可包括p型半导体层及n型半导体层中的一种。换言之,在第一类型的低浓度半导体层130为p型半导体层的情况下,第二类型的低浓度半导体层120可以是n型半导体层。相反地,在第一类型的低浓度半导体层130为n型半导体层的情况下,第二类型的低浓度半导体层120可以是p型半导体层。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器可包括由第一类型的高浓度半导体层110、第二类型的低浓度半导体层120、第一类型的低浓度半导体层130以及第二类型的高浓度半导体层140构成的硅通道。根据本发明的一实施例,高可意味着“1”,低可意味着“0”。换言之,双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的基区的状态可根据基区的掺杂浓度确定为“1”或“0”。图2为示出根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法的流程图。具体地,图2示出利用外延方式将根据本发明的一实施例的双端子垂直型1t-动态随机存取存储器制造成基于晶闸管的双端子垂直型结构的流程。参照图2,在步骤201中,双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法在基板上形成埋入绝缘氧化膜(insulatedoxidefilm)。例如,基板可包括绝缘层上硅(silicononinsulator,soi)晶片、绝缘层上锗(germaniumoninsulator,goi)晶片、绝缘层上锗硅(strainedgermaniumoninsulator,sgoi)晶片、或者绝缘层上应变硅(strainedsilicononinsulator,ssoi)晶片中的一种。例如,埋入绝缘氧化膜具有高绝缘性及稳定的化学性,因此当制造晶体管时,可以防止硅结晶中包含的各种杂质的扩散,并且可以从工程期间所产生的杂质保护晶片。在步骤203中,通过双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法形成第一类型的高浓度半导体层作为阴极层。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,埋入绝缘氧化膜上注入用于形成第一类型的高浓度半导体层的离子,以形成第一类型的高浓度半导体层作为阴极层。例如,在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,作为用于形成阴极层的物质可利用硅(silicon)、锗(germanium)、硅-锗(silicon-germanium)、碳化硅(silicon-carbide)、砷化镓(galliumarsenide)、铟-镓-砷化物(indium-gallium-arsenide)以及镓氮(galliumnitrogen)。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,可通过固定注入浓度为1×1020cm-3的用于形成第一类型的高浓度半导体层的离子来形成阴极层。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造装置可以将第一类型的高浓度半导体层的掺杂浓度固定为1×1020cm-3。在步骤205中,通过双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法形成第二类型的低浓度半导体层及第一类型的低浓度半导体层。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,第二类型的低浓度半导体层通过在阴极层上注入用于形成第二类型的低浓度半导体层的离子来形成,第一类型的低浓度半导体层通过在第二类型的低浓度半导体层上注入用于形成第一类型的低浓度半导体层的离子来形成。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,可利用杂质调节用于形成第二类型的低浓度半导体层的离子的浓度及用于形成第一类型的低浓度半导体层的离子的浓度,来调节包括第二类型的低浓度半导体层及第一类型的低浓度半导体层的基区的掺杂浓度。例如,杂质可用于改变形成半导体层的结晶的物理性质或增加导电率。换言之,在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,可通过向第二类型的低浓度半导体层及第一类型的低浓度半导体层添加杂质来调节基区的掺杂浓度。根据本发明的一实施例的基区的掺杂浓度可以是通过将第一类型的低浓度半导体层的离子浓度除以第二类型的低浓度半导体层的离子浓度而获得的值。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,可利用杂质在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器中将基区的掺杂浓度从1×1016cm-3增加到1×1017cm-3或者将基区的掺杂浓度从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,在将基区的掺杂浓度从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3的情况下,在双端子垂直型1t-动态随机存取存储器中通过增加基区的掺杂浓度的浓度来使双端子垂直型1t-动态随机存取存储器产生闩锁效应,从而增加闩锁效应电压。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器中,可通过增加闩锁效应电压来将基区的状态确定为高。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,在将基区的掺杂浓度从1×1016cm-3增加到1×1017cm-3的情况下,在双端子垂直型1t-动态随机存取存储器中不通过增加基区的掺杂浓度来引起闩锁效应,可将基区的状态确定为低。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器中,在基区的状态为高的情况下,使大量电流通过,在基区的状态为低的情况下,使少量电流通过。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,第二类型的低浓度半导体层及第一类型的低浓度半导体层的厚度大于等于80nm。在步骤207中,通过双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法形成第二类型的高浓度半导体层作为阳极层。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,在第一类型的低浓度半导体层上注入用于形成第二类型的高浓度半导体层的离子以形成第二类型的高浓度半导体层作为阳极层。在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,可通过固定注入浓度为1×1020cm-3的用于形成的第二类型的高浓度半导体层的离子来形成阳极层。例如,可通过双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法在阳极层上形成字线。例如,在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的制造方法中,可以通过将基区的掺杂浓度从1×1016cm-3改变为1×1019cm-3来确认双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的晶闸管的特性。根据本发明的一实施例的第一类型的高浓度半导体层包括n+型半导体及p+型半导体层中的一种。根据本发明的一实施例的第二类型的高浓度半导体层包括n+型半导体层及p+型半导体层中的一种。换言之,在第一类型的高浓度半导体层为n+型半导体层的情况下,第二类型的高浓度半导体层可以是p+型半导体层。相反地,在第一类型的高浓度半导体层为p+型半导体层的情况下,第二类型的高浓度半导体层可以是n+型半导体层。根据本发明的一实施例的第一类型的低浓度半导体层可包括p型半导体层及n型半导体层中的一种。根据本发明的一实施例的第二类型的低浓度半导体层可包括p型半导体层及n型半导体层中的一种。换言之,在第一类型的低浓度半导体层为p型半导体层的情况下,第二类型的低浓度半导体层可以是n型半导体层。相反地,在第一类型的低浓度半导体层为n型半导体层的情况下,第二类型的低浓度半导体层可以是p型半导体层。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器可包括由第一类型的高浓度半导体层、第二类型的低浓度半导体层、第一类型的低浓度半导体层及第二类型的高浓度半导体层构成的硅通道。根据本发明的一实施例,用于形成第一类型的高浓度半导体层、第二类型的高浓度半导体层、第一类型的低浓度半导体层及第二类型的低浓度半导体层等的离子可包括硅、锗、硅-锗、碳化硅、砷化镓、铟-镓-砷化物以及镓氮中的任一种。图3示出根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的阵列。具体地,图3示出由根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器构成的阵列(array)。参照图3,在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的阵列中,对应于双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的阴极层的第一类型的高浓度半导体层310与接地相连接,在第二类型的高浓度半导体层340之上可形成有位线350。并且,虽然在图3中未示出,可在第二类型的高浓度半导体层340与位线350之间形成有字线。换言之,在第二类型的高浓度半导体层340之上可形成有字线。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器垂直形成于基板上,可包括基于晶闸管的垂直型结构,上述基于晶闸管的垂直型结构包括在接地上依次层叠或形成的第一类型的高浓度半导体层310、第二类型的低浓度半导体层320、第一类型的低浓度半导体层330及第二类型的高浓度半导体层。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器可通过调节包括第二类型的低浓度半导体层及第一类型的低浓度半导体层的基区的掺杂浓度来执行存储操作。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器可通过接地或位线350来与至少一个其他双端子垂直型1-t动态随机存取存储器相连接。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器可在第二类型的高浓度半导体层上垂直地包括字线。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器可通过第一类型的高浓度半导体层310与接地相连接。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器不使用栅极端,可通过调节基区的掺杂浓度来执行存储操作。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的阵列的效率性可随着所包括的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的数量的增加而增加。包括在根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的阵列的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的基区可具有80nm以上的厚度。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器可包括n+型-p型-n型-p+型半导体接合结构。根据本发明的另一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器可包括p+型-n型-p型-n+型半导体接合结构。根据本发明的一实施例,第一类型的高浓度半导体层310包括n+型半导体层及p+型半导体层中的一种,第二类型的高浓度半导体层340包括n+型半导体层及p+型半导体层中的一种,第一类型的低浓度半导体层330包括n型半导体层及p型半导体层中的一种,第二类型的低浓度半导体层320包括n型半导体层及p型半导体层中的一种。根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器可包括由第一类型的高浓度半导体层310、第二类型的低浓度半导体层320、第一类型的低浓度半导体层330及第二类型的高浓度半导体层340构成的硅通道。图4示出显示根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的器件特性的曲线图。具体地,图4示出根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器的基区的掺杂浓度变化的器件的特性,通过图4的(a)部分、(b)部分及(c)部分可确认根据多个掺杂浓度的双端子垂直型1-t-动态随机存取存储器内的阳极电流变化引起的阳极电压变化。图4的(a)部分、(b)部分及(c)部分示出的曲线图的纵轴表示阳极电流,横轴表示阳极电压。参照图4的(a)部分,在曲线图中,凡例410包括1×1017cm-3至9×1017cm-3的基区的掺杂浓度。根据参照图4的(a)部分所示的曲线图,在基区的掺杂浓度从1×1016cm-3增加到1×1017cm-3至9×1017cm-3的情况下,双端子垂直型1-t动态随机存取存储器可以表现出单稳态(mono-stable)的i-v特性。即,在基区的掺杂浓度从1×1016cm-3增加到1×1017cm-3至9×1017cm-3的情况下,根据本发明的一实施例的双端子垂直型1-t动态随机存取存储器显示出单稳态的i-v特性,且不产生闩锁效应。参照图4的(b)部分,在曲线图中,凡例420包括1×1018cm-3至9×1018cm-3的基区的掺杂浓度。图4的(b)部分所示的曲线图示出在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器中基区的掺杂浓度从1×1017cm-3增加到1×1018cm-3至9×1018cm-3的情况。在基区的掺杂浓度对应于3×1018cm-3至9×1018cm-3的掺杂浓度的情况下,显示出阳极电压在阳极电流区间1×10-12a与1×10-16a之间增加约1v至约2v的倾向。参照图4的(c)部分,在曲线图中,凡例(430)包括1×1019cm-3至9×1019cm-3的基区的掺杂浓度。图4的(c)部分所示的曲线图示出在双端子垂直型1-t动态随机存取存储器中基区的掺杂浓度从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3至9×1019cm-3的情况。根据图4的(c)部分所示的曲线图,在基区的掺杂浓度从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3的情况下,双端子垂直型1-t动态随机存取存储器显示出双稳态(bi-stable)的i-v特性,随着闩锁效应的产生可显示出阳极电压在阳极电流区间1×10-13a与1×10-16a之间从0.47v增加到2.10v的倾向。并且,随着基区的掺杂浓度从1×1018cm-3增加到1×1019cm-3,双端子垂直型1-t动态随机存取存储器在n+型-p型-n型-p+型半导体接合结构或p+型-n型-p型-n+型半导体接合结构中增加结势垒,从而可以增加阳极电压(例如,闩锁效应电压)。在上述具体实施例中,根据所提及的具体实施例,本发明所包括的结构要素由单数或复数表达。然而,为了便于说明,符合所示的状况且适当地选择单数或复数的表达,上述实施例不限于单数或复数的结构要素,即使是复数表达的结构要素可以由单数构成、或者由单数表达的结构要素也可以由复数构成。另一方面,本发明的说明中对具体实施例进行说明,但是在不脱离各种实施例所包含的技术思想范围内,可以进行各种改变。因此,本发明的范围不局限于所说明的实施例,而是由所附发明要求保护范围以及与发明要求保护范围的等同技术方案确定。当前第1页12当前第1页12
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