[发明专利]一种阻变存储器单元结构及制备方法

权利要求书

1.一种阻变存储器单元结构，其特征在于，由相并联的一第一晶体管和一第二晶体管，以及与所述第一晶体管和所述第二晶体管共同连接的一阻变单元组成；其中，

所述第一晶体管设有第一栅极、第一源极和第一漏极，所述第一栅极用于施加第一控制信号，所述第一源极用于施加第一源信号；

所述第二晶体管设有第二栅极、第二源极和第二漏极，所述第二栅极用于施加第二控制信号，所述第二源极用于施加第二源信号；

所述第一漏极与所述第二漏极连接，并共同连接所述阻变单元的一端，所述阻变单元的另一端用于施加位信号；其中，

所述阻变存储器单元结构设于一半导体衬底上，所述第一晶体管及所述第二晶体管具有不同的电压导通特性，所述半导体衬底表面上具有一凸台结构，所述凸台结构的顶面上设有所述第一漏极和所述第二漏极，所述凸台结构的两侧分设有不相连的所述第一栅极和所述第二栅极，所述凸台结构两侧的所述半导体衬底上分设有所述第一源极和所述第二源极。

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介质层和第二栅介质层；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凸台结构中，并分别形成垂直沟道结构；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阻变单元。

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；其中，所述第一源极和所述第二源极所占的版图面积与所述平面MOS晶体管的源极和漏极版图面积相当，所述第一漏极和所述第二漏极所占的版图面积与所述平面MOS晶体管的栅极版图面积相当，所述第一栅极和所述第二栅极与所述平面MOS晶体管两侧的栅极侧墙位置相对应。

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，所述第一漏极和所述第二漏极通过设于所述介质层中的接触孔连接所述阻变单元的下电极，所述阻变单元的上电极用于施加位信号。

5.根据权利要求2所述的阻变存储器单元结构，其特征在于，所述第一栅介质层和第二栅介质层具有不同的厚度，所述第一晶体管和所述第二晶体管具有不同的杂质注入种类和剂量。

6.根据权利要求5所述的阻变存储器单元结构，其特征在于，利用所述第一晶体管实现所述阻变存储器单元的初始化操作，利用所述第二晶体管实现所述阻变存储器单元的数据存储、复位以及数据读写操作；或者，利用所述第一晶体管实现所述阻变存储器单元的初始化和数据存储操作，利用所述第二晶体管实现所述阻变存储器单元的复位和数据读写操作；或者，利用所述第一晶体管实现所述阻变存储器单元的初始化和复位操作，利用所述第二晶体管实现所述阻变存储器单元的数据存储和数据读写操作。

7.一种阻变存储器单元结构的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1：提供一平面半导体衬底，在所述半导体衬底上定义第一晶体管和第二晶体管的器件区域，并在所述器件区域内的所述半导体衬底上形成凸台结构；

S2：在所述凸台结构的顶面上形成所述第一晶体管的第一漏极和所述第二晶体管的第二漏极，并使所述第一漏极与所述第二漏极相连，以及在所述凸台结构两侧的所述半导体衬底上分别形成所述第一晶体管的第一源极和所述第二晶体管的第二源极；

S3：在所述凸台结构两侧面上及所述凸台结构两侧的所述半导体衬底表面上分别形成所述第一晶体管的第一栅介质层和所述第二晶体管的第二栅介质层，以使所述第一晶体管及所述第二晶体管具有不同的电压导通特性；

S4：在所述凸台结构两侧的所述第一栅介质层和所述第二栅介质层上分别形成侧墙式且不相连的所述第一晶体管的第一栅极和所述第二晶体管的第二栅极；

S5：在所述半导体衬底上形成介质层，在所述介质层中形成后道金属互连层，以及在所述第一漏极和所述第二漏极上方形成阻变单元的阻变叠层结构，形成阻变存储器单元结构。