[发明专利]存储器单元、集成芯片和形成半导体器件的方法

说明书

本申请的各种实施例涉及具有独立可调阈值电压的双极选择器，以及包括双极选择器的存储器单元和包括存储器单元的存储器阵列。在一些实施例中，双极选择器包括第一单极选择器和第二单极选择器。第一单极选择器和第二单极选择器以相反的取向并联电耦合并且，例如，可以是二极管或一些其他合适的单极选择器。通过将第一单极选择器和第二单极选择器以相反的取向平行放置，第一单极选择器独立地限定双极选择器的第一阈值电压并且第二单极选择器独立地限定双极选择器的第二阈值电压。结果，可以通过调整第一单极选择器和第二单极选择器的参数来独立地调谐第一阈值电压和第二阈值电压。本申请的实施例提供了存储器单元、集成芯片和形成半导体器件的方法。

技术领域

本申请的实施例涉及半导体领域，并且更具体地，涉及存储器单元、集成芯片和形成半导体器件的方法。

背景技术

许多现代电子器件包括电子存储器。具有单选择器单电阻(1S1R)存储器单元的交叉点存储器架构由于其高密度而越来越受到关注以用于下一代电子存储器。下一代电子存储器的示例包括电阻随机存取存储器(RRAM)、相变随机存取存储器(PCRAM)、磁阻随机存取存储器(MRAM)、和导电桥接随机存取存储器(CBRAM)。

发明内容

根据本申请的实施例，提供了一种存储器单元，包括：具有可变电阻的数据存储元件；以及与所述数据存储元件串联电耦合的双极选择器，其中所述双极选择器包括第一单极选择器和第二单极选择器，并且其中所述第一单极选择器和所述第二单极选择器以相反的取向并联电耦合。

根据本申请的实施例，提供了一种集成芯片，包括：包括多个行和多个列中的多个存储器单元的阵列，其中所述存储器单元包括单独的双极选择器和单独的数据存储元件，并且其中所述双极选择器每个包括以相反的取向并联电耦合的第一选择器和第二选择器；多个第一导线沿所述阵列的相应行延伸并且与所述相应行中的所述阵列的存储单元电耦合；以及多个第二导线沿所述阵列的相应列延伸并且与所述相应列中的所述阵列的存储单元电耦合。

根据本申请的实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：提供包括多行和多列的多个存储器单元的存储器阵列，其中所述存储器单元包括第一存储器单元，其中所述第一存储器单元包括第一单极选择器和第二单极选择器，并且其中所述第一单极选择器和所述第二单极选择器是以相反的取向并联电耦合；以第一极性在所述第一存储器单元两端施加第一电压，其中在所述第一存储器单元两端施加所述第一电压时，所述第一单极选择器和所述第二单极选择器分别接通和断开；以及以不同于所述第一极性的第二极性在所述第一存储器单元上施加第二电压，其中在所述第一存储器单元两端施加所述第二电压时，所述第一单极选择器和所述第二单极选择器分别为断开和接通。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本发明的方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。

图1示出包括具有独立可调阈值电压的双极选择器的存储器单元的一些实施例的示意图。

图2A和图2B示出图1的存储器单元的各种更详细实施例的示意图，其中存储器单元的数据存储元件是磁隧道结(MTJ)。

图3A和图3B分别示出图2A和图2B的存储器单元的一些可选实施例的示意图，其中，双极选择器的各个选择器具有不同的尺寸。

图4A和图4B分别示出如图3A和图3B的存储器单元的一些更详细实施例的示意图，其中，双极选择器的各个选择器是多层堆叠件。

图5示出图1的双极选择器的电流-电压(I-V)曲线的一些实施例的曲线图。

图6A和图6B示出包括图1的存储器单元的集成芯片的各种实施例的截面图。

图7示出包括多个存储器单元的存储器阵列的一些实施例的示意图，其中存储器单元包括具有独立可调阈值电压的双极选择器。