[发明专利]4F平方自对准鳍底电极场效应晶体管驱动相变化存储器

权利要求书

1.一位于半导体衬底之上的存储单元阵列，其特征在于，该存储单元阵列包含：

位于该半导体衬底之上的多条字线，该多条字线沿着一第一方向平行延伸，且该多条字线具有字线宽度以及对应的侧壁表面；

一位于该侧壁表面之上的侧壁介电层；

位于该衬底中且介于二相邻字线之间的多对掺杂区域，其中各对掺杂区域包含对应的第一掺杂区域与第二掺杂区域；

位于该侧壁介电层之上包含电极材料的多个底电极，该多个底电极包含介于相邻字线之间的第一底电极及第二底电极，而第一底电极及第二底电极具有底表面与对应的第一掺杂区域及第二掺杂区域电性接触，并具有顶表面；

包含可编程电阻材料的多个存储元件，而该多个存储元件与对应的该多个底电极的顶表面电性接触；

位于该多个存储元件之上并与该多个存储元件电性接触的多个顶电极结构，该多个顶电极结构具有沿着一第二方向延伸的侧壁，该第二方向垂直于该第一方向，而其中该多个底电极均具有侧壁，该侧壁与对应的该多个顶电极结构的侧壁对准；以及

多个介电隔离结构，其中该多个介电隔离结构隔离对应的第一掺杂区域、第二掺杂区域与相邻的字线。

2.根据权利要求1所述的存储单元阵列，其特征在于，该底电极的宽度小于一相邻字线宽度的一半。

3.根据权利要求1所述的存储单元阵列，其特征在于，该存储单元阵列更包含：

位于该衬底中并相邻于对应字线的多个第三掺杂区域，该第三掺杂区域是组态为存取晶体管的源极终端，该存取晶体管包含一字线作为栅极、以及该第一掺杂区域与第二掺杂区域之一作为漏极。

4.根据权利要求3所述的存储单元阵列，其特征在于，该存储单元阵列的存储单元包含：a)一存取晶体管、b)该第一底电极及第二底电极之一作为底电极、c)一存储元件、以及d)一顶电极结构，使得该存储单元被安置于一交叉点阵列中。

5.根据权利要求4所述的存储单元阵列，其特征在于，该存储单元阵列更包含：

多条位线，该多条位线包含该多个顶电极结构中的顶电极结构，该多条位线与该第二方向平行而延伸，其中相邻的位线以一第一分隔距离而隔离，该多条位线具有位线宽度；

该多条字线中的相邻字线以一第二分隔距离而隔离；

在该存储单元阵列中的存储单元具有一存储单元面积，该存储单元面积沿着该第一方向具有一第一侧边、而沿着该第二方向具有一第二侧边，该第一侧边的长度等于该字线宽度与该第二分隔距离之和，且该第二侧边的长度等于该位线宽度与该第一分隔距离之和。

6.根据权利要求5所述的存储单元阵列，其特征在于，该第一侧边长度等于一特征尺寸F的两倍，以及该第二侧边长度等于该特征尺寸F的两倍，使得该存储单元面积等于4F²。

7.根据权利要求4所述的存储单元阵列，其特征在于，该存储单元阵列更包含：

位于该多个顶电极结构的顶电极结构之上并与顶电极结构电性接触的多条位线，该多条位线在该第二方向平行延伸，其中相邻的位线被一第一分隔距离所分隔，该位线具有一位线宽度；

在该多条字线中相邻的字线被一第二分隔距离所分隔；

该存储单元阵列的存储单元具有一存储单元面积，而该存储单元面积具有沿着该第一方向的一第一侧边以及沿着该第二方向的一第二侧边，该第一侧边具有等于该字线宽度与该第二分隔距离之和的一长度，而该第二侧边具有等于该位线宽度与该第一分隔距离之和的一长度。

8.根据权利要求7所述的存储单元阵列，其特征在于，该第一侧边长度等于一特征尺寸F的两倍，以及该第二侧边长度等于该特征尺寸F的两倍，使得该存储单元面积等于4F²。

9.根据权利要求1所述的存储单元阵列，其特征在于，在该多条字线上覆盖一第一介电层，并包含一第一导电层在该第一介电层之上，以及一第二导电层在该第一导电层之上。