[发明专利]一种阻变存储器单元及阵列结构

权利要求书

1.一种阻变存储器单元结构，其特征在于，包括：

相连的第一晶体管和第一阻变单元，所述第一晶体管设有第一栅极、第一源极和第一漏极，所述第一栅极连接第一字线，所述第一源极连接第一源线，所述第一漏极通过所述第一阻变单元连接第一位线；

相连的第二晶体管和第二阻变单元，所述第二晶体管设有第二栅极、第二源极和第二漏极，所述第二栅极连接第二字线，所述第二源极连接第二源线，所述第二漏极通过所述第二阻变单元连接第二位线；

其中，所述第一晶体管与所述第二晶体管相并联，所述第一字线与所述第二字线相绝缘，所述第一源线与所述第二源线相绝缘，所述第一位线与所述第二位线相绝缘；所述第一晶体管和所述第二晶体管二者整体所占的版图面积与一个平面MOS晶体管的版图面积相当。

2.根据权利要求1所述的阻变存储器单元结构，其特征在于，所述阻变存储器单元结构设于一半导体衬底上，所述半导体衬底表面上具有一突起结构，所述突起结构的顶面上设有所述第一漏极和所述第二漏极，所述突起结构的两侧壁上分设有所述第一栅极和所述第二栅极，所述突起结构两侧的所述半导体衬底表面上分设有所述第一源极和所述第二源极，所述第一栅极和所述第二栅极与所述半导体衬底之间分设有第一栅氧层和第二栅氧层；所述半导体衬底表面上设有介质层，所述介质层中设有所述第一阻变单元和所述第二阻变单元，所述第一漏极和所述第二漏极分别连接所述第一阻变单元和所述第二阻变单元，所述第一晶体管与所述第二晶体管之间通过所述第一漏极与所述第二漏极相连而相并联。

3.根据权利要求1或2所述的阻变存储器单元结构，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管共同利用一个所述平面MOS晶体管的版图结构形成；其中，所述第一源极利用所述平面MOS晶体管的源极的版图结构形成，所述第一栅极利用所述平面MOS晶体管的一侧栅极侧墙结构形成，所述第二源极利用所述平面MOS晶体管的漏极的版图结构形成，所述第二栅极利用所述平面MOS晶体管的另一侧栅极侧墙结构形成，所述第一漏极和所述第二漏极共用所述平面MOS晶体管的栅极版图结构形成，所述第一晶体管的沟道和所述第二晶体管的沟道位于所述第一漏极和所述第二漏极下方，并共用所述平面MOS晶体管的栅极版图结构形成。

4.根据权利要求2所述的阻变存储器单元结构，其特征在于，所述第一阻变单元和所述第二阻变单元为阻变叠层结构，所述阻变叠层结构依次包括上电极、阻变层和下电极。

5.根据权利要求4所述的阻变存储器单元结构，其特征在于，所述第一漏极通过设于所述介质层中的第一接触孔连接所述第一阻变单元的下电极，所述第一阻变单元的上电极连接所述第一位线，所述第二漏极通过设于所述介质层中的第二接触孔连接所述第二阻变单元的下电极，所述第二阻变单元的上电极连接所述第二位线。

6.根据权利要求2所述的阻变存储器单元结构，其特征在于，所述第一晶体管设有第一沟道，所述第二晶体管设有第二沟道，所述第一沟道和所述第二沟道共同设于所述突起结构中，并分别形成垂直沟道结构。

7.根据权利要求1或2所述的阻变存储器单元结构，其特征在于，所述第一字线或所述第二字线选中时，在其某两个连续的脉冲中，对所述第一位线或所述第二位线分别进行一位数据操作，实现二值数据存储功能。

8.根据权利要求1或2所述的阻变存储器单元结构，其特征在于，所述第一字线或所述第二字线选中时，在其某一个脉冲中，对所述第一位线和所述第二位线进行组合操作，实现多值数据存储功能。

9.一种基于权利要求1-8任意一项所述的阻变存储器单元结构的阻变存储器阵列结构，其特征在于，多个所述阻变存储器单元结构按行列设置形成阻变存储器阵列结构，其中，位于某行中的各所述阻变存储器单元的所述第一字线连接所述阻变存储器阵列的字线WL_i，所述第二字线连接所述阻变存储器阵列的字线WL_i+1，位于某列中的各所述阻变存储器单元的所述第一位线连接所述阻变存储器阵列的位线BL_i，所述第二位线连接所述阻变存储器阵列的位线BL_i+1，位于该某列中的各所述阻变存储器单元的所述第一源线连接所述阻变存储器阵列的源线SL_i+1，所述第二源线连接所述阻变存储器阵列的源线SL_i，其中，i为正整数。